Острые кишечные инфекции

Качественное определение ДНК методом ПЦР в анализе кала на острые кишечные инфекции (ОКИ) является быстрым, точным и надежным инструментом для выявления инфекции. Метод помогает установить наличие или отсутствие ДНК специфических бактериальных и вирусных возбудителей.

Острые кишечные инфекции (ОКИ): общая характеристика

Острые кишечные инфекции (ОКИ) — это группа инфекционных заболеваний, характеризующихся поражением желудочно-кишечного тракта и развитием диспепсического расстройства с синдромом общей интоксикации. Эти заболевания имеют преимущественно острую форму течения и вызываются различными патогенными микроорганизмами — бактериями, вирусами или паразитами.

Основные пути передачи — алиментарный, водный и контактно-бытовой. В отличие от отравления и других расстройств ЖКТ острые кишечные инфекции всегда сопряжены с подъемом температуры тела до 38–40 °C (в зависимости от возбудителя), что сопровождается ознобом и слабостью.

В зависимости от типа возбудителя заболевание будет иметь определенную клинику.

Бактериальная кишечная инфекция

Чаще всего ОКИ вызывают шигеллы, эшерихии и сальмонеллы.

Shigella

Shigella — это род грамотрицательных бактерий семейства Enterobacteriaceae, которые являются основными возбудителями бактериальной дизентерии (шигеллеза). Отличается высокой патогенностью и способностью вызывать серьезные воспалительные процессы в толстой кишке.

Специфика Shigella заключается в способности проникать в эпителиальные клетки кишечника и размножаться внутри них. Воспалительный процесс сопровождается образованием язв и выделением слизи и крови в просвет кишечника, что характерно для дизентерийного стула.

Путь передачи Shigella преимущественно фекально-оральный. Основными источниками инфекции служат больные люди и бактерионосители, которые выделяют возбудителя с фекалиями. Заражение может происходить через загрязненную воду, пищевые продукты (особенно немытые овощи и фрукты), а также при несоблюдении правил личной гигиены. Контактно-бытовой путь передачи также характерен, особенно в случае плохих санитарных условий.

Инкубационный период при шигеллезе варьируется от 1 до 7 дней, но чаще составляет 2–3 дня. За это время бактерии успевают размножиться и вызвать симптомы заболевания:

• частый и болезненный стул, в малых объемах, с примесью слизи и крови (“ректальный плевок”), в первые двое суток жидкий с комочками непереваренной пищи;
• боли в животе, локализующиеся внизу живота, часто схваткообразные и усиливающиеся перед актом дефекации;
• сильный приступ интоксикации — лихорадка до 40 °C в течение 2-5 дней, слабость, головная боль;
• признаки воспаления кишечника — тенезмы (ложные позывы к испражнению), боль при пальпации в проекции сигмовидной кишки;
• бледность и сухость кожных покровов;
• кожа холодная на ощупь, несмотря на наличие высокой температуры, что связано со спазмом периферических сосудов;

Количество позывов к акту дефекации может достигать до 20-30 раз в сутки, что иногда приводит к обезвоживанию и истощению организма. Острые проявления длятся от двух суток (при легкой форме) до пяти (при течении средней тяжести). Для тяжелой формы характерно сохранение симптомов в течение 7-10 дней.

Инфекция снижает иммунную защиту организма, а высокая вирулентность Shigella позволяет им инфицировать организм даже при попадании в желудочно-кишечный тракт минимального числа бактерий (менее 100 клеток). Благодаря высокой устойчивости к воздействию кислой среды желудка, бактерия свободно проникает в кишечник.

Escherichia coli

Escherichia coli (EIEC) — это патогенный штамм кишечной палочки, относящийся к семейству Enterobacteriaceae. Микроорганизм вызывает эшерихиоз, сходный по клиническим проявлениям с шигеллезом. Это связано с их способностью также внедряться в эпителий толстого кишечника и размножаться в нем.

Эшерихия относится к грамотрицательным бактериям. Имеет жгутики для передвижения и способность к ферментации углеводов с образованием кислоты. Внешне EIEC схожи с непатогенными штаммами Escherichia coli, которые составляют часть нормальной микрофлоры кишечника, но обладают специфическими факторами вирулентности, позволяющими вызывать заболевание.

Пути передачи EIEC связаны с фекально-оральным механизмом. Основные источники инфекции – это зараженные люди и бактерионосители, которые выделяют возбудителя с каловыми массами. Инфекция передается через загрязненную воду, плохо обработанные пищевые продукты, а также при контакте с инфицированными предметами.

Инкубационный период для инфекций, вызванных эшерихией, обычно составляет от 1 до 3 дней. За это время бактерии проходят через желудок и достигают толстого кишечника, где начинают размножение и вызывают воспалительную реакцию. Клинические проявления:

• водянистый стул в начале, позже появляются слизь и кровь, объемы выделений больше, чем при шигеллезе — кратность дефекации 3-5 раз в день;
• выраженная лихорадка до 38,5 °С, слабость и головная боль, у детей раннего возраста может быть более значительное повышение температуры;
• язык влажный и покрытый белым налетом;
• кожа сухая и бледная;
• тошнота и рвота — характерны только для детей раннего возраста;
• распирающие, но умеренные боли внизу живота, сопровождающие дефекацию, иногда принимающие приступообразный характер;
• боль в области сигмовидной кишки при пальпации.

Для заражения требуется относительно высокая инфекционная доза бактерий, т.к. агенты менее устойчивы к воздействию кислой среды желудка по сравнению с Shigella. При этом бактерия устойчива к низким температурам и может дольше выживать в загрязненных продуктах питания или воде.

Salmonella

Salmonella — это род грамотрицательных бактерий из семейства Enterobacteriaceae, способных вызывать острые кишечные инфекции у человека и животных. Эти микроорганизмы делятся на множество серотипов, из которых наиболее патогенные для человека включают Salmonella Typhi, вызывающую брюшной тиф, а также Salmonella Enteritidis и Typhimurium, ассоциированные с сальмонеллезом.

Специфика Salmonella заключается в их способности колонизировать желудочно-кишечный тракт и вызывать воспалительные реакции, которые приводят к поражению слизистой оболочки кишечника. Бактерии проникают в эпителиальные клетки кишечника через специальные системы секреции, способствуя разрушению барьерной функции слизистой. Некоторые штаммы способны проникать в макрофаги и распространяться системно, что делает их причиной генерализованных инфекций.

Salmonella двигается благодаря жгутикам, имеет способность выживать в кислой среде желудка и адаптироваться к различным условиям внешней среды. Бактерии способны к длительному выживанию в продуктах питания, воде и на поверхностях, что повышает риск их передачи. Они также обладают эндотоксином в клеточной стенке, который вызывает системное воспаление и интоксикацию.

Путь передачи Salmonella фекально-оральный. Заражение происходит через употребление загрязненной пищи, особенно продуктов животного происхождения, таких как яйца, мясо, молочные продукты, а также через недостаточно термически обработанные овощи и фрукты. Контакт с инфицированными животными, их экскрементами или загрязненными предметами также может стать причиной заражения. Нередки случаи вспышек сальмонеллеза в учреждениях общественного питания и на предприятиях пищевой промышленности.

Инкубационный период инфекции, вызванной Salmonella, варьирует от 6 часов до 3 дней, в зависимости от дозы попавшего в организм возбудителя и общего состояния иммунной системы. За этот период бактерии достигают тонкого кишечника, где начинают активно размножаться, вызывая местное воспаление и диарею.

Salmonella способна вызывать широкий спектр клинических проявлений: от бессимптомного носительства и гастроэнтерита до тяжелых системных заболеваний, таких как брюшной тиф. Чаще всего развиваются:

• частый, обильный, водянистый стул, часто зеленого цвета, с неприятным запахом;
• выраженная лихорадка, которая достигает 39–40 °C, сопровождается ознобом и потливостью;
• тошнота и головокружение;
• многократная рвота, часто предшествует диарее, дает облегчение болевого синдрома;;
• миалгия и общая слабость;
• спастические боли в животе, чаще локализуются в верхней половине живота.

Снижение кислотности желудка или ослабление иммунной системы увеличивает вероятность инфицирования. Для заражения не требуется большая инфекционная доза, поскольку Salmonella обладает высокой устойчивостью к кислотной среде желудка.

Campylobacter

Campylobacter — это род грамотрицательных, спиралевидных бактерий, являющихся одной из ведущих причин бактериальных острых кишечных инфекций у человека. Наиболее распространенными патогенными видами являются Campylobacter jejuni и Campylobacter coli. Микроорганизмы широко распространены в природе и часто встречаются в продуктах животного происхождения.

Специфика Campylobacter заключается в их микроаэрофильности: бактерии нуждаются в низком уровне кислорода для роста, что определяет их нишу обитания в организме животных, преимущественно в кишечнике птиц и млекопитающих. Они обладают высокой подвижностью благодаря одному или двум полярным жгутикам, что способствует их колонизации и инвазии в слизистую кишечника. Бактерии продуцируют токсичные соединения, такие как цитотоксины и энтеротоксины, которые повреждают эпителиальные клетки, вызывая воспаление и диарею.

Легко адаптируются к различным экологическим условиям, хотя неустойчивы к воздействию высокой температуры, ультрафиолетового излучения и дезинфицирующих средств. Агенты хорошо выживают при низких температурах, что объясняет их частое обнаружение в сырой птице, непастеризованном молоке и загрязненной воде.

Пути передачи Campylobacter в основном связаны с употреблением недоваренного или плохо приготовленного мяса птицы, зараженного молока или воды. Инкубационный период обычно составляет от 2 до 5 дней, но может варьироваться в зависимости от дозы инфекционного агента и состояния организма человека. За это время бактерии проникают в тонкий кишечник, прикрепляются к эпителию и запускают воспалительный процесс, сопровождающийся выделением токсинов. В более тяжелых случаях они могут вызывать системные проявления инфекции.

Основные симптомы:

• водянистый стул от 2 до 10 позывов в день, иногда с примесью слизи и крови, сохраняется до 7–10 дней;
• лихорадка, часто предшествующая кишечным симптомам, держится на уровне 38–39 °C, в тяжелом случае поднимается выше;
• снижение аппетита, головная боль, боль в мышцах и суставах;
• резкие, спазматические боли в животе, напоминающие аппендицит, часто локализуются в правом нижнем квадранте.

Высокая инфекционная доза не требуется, так как Campylobacter обладает способностью эффективно преодолевать барьеры желудочно-кишечного тракта, включая кислую среду желудка. В некоторых случаях инфекция может осложниться синдромом Гийена-Барре, реактивным артритом или сепсисом, что делает раннюю диагностику и адекватное лечение крайне важными.

Вирусная кишечная инфекция

Наиболее распространенными вирусными агентами, которые вызывают ОКИ, являются аденовирусы F, ротавирусы A, астровирусы и норовирусы G2.

Аденовирусы F

Аденовирусы относятся к семейству Adenoviridae и включают несколько серотипов, из которых серотипы 40 и 41 (подгруппа F) наиболее часто вызывают острые кишечные инфекции (ОКИ).

Вирусы содержат двуцепочечную ДНК, обладают прочной капсидной оболочкой, которая обеспечивает их устойчивость к воздействию внешних факторов. Они с легкостью выживают в кислой среде желудка и сохраняют вирулентность при комнатной температуре. Агенты тропны к эпителиальным клеткам тонкого кишечника, где они вызывают повреждение слизистой оболочки и нарушают всасывание жидкости и электролитов, что ведет к диарее.

Аденовирусы F передаются фекально-оральным путем через зараженную воду, пищу, игрушки, а также контактно-бытовым. Часто вспышки происходят в детских коллективах (ясли, детские сады).

Инкубационный период составляет 5–10 дней. Клинические проявления включают:

• стул водянистый, обильный, без примеси крови, иногда с небольшим количеством слизи длится до 7–10 дней;
• рвота — обычно появляется одновременно с диареей или предшествует ей.
• температура тела поднимается до 38–39 °C и сопровождается ознобом и общим недомоганием;
• схваткообразные боли в животе, чаще в области пупка или нижних отделах живота;
• жажда, сухость слизистых оболочек, снижение количества мочи — особенно выражены у детей;
• у детей инфекция может сочетаться с катаральными симптомами, такими как насморк, кашель, фарингит, конъюнктивит.

Наиболее часто поражает детей до 5 лет. Инфекция на фоне аденовирусов F может сохраняться дольше, чем другие вирусные кишечные инфекции, из-за способности вируса интегрироваться в клетки и вызывать пролонгированное воспаление.

Ротавирусы A

Ротавирусы принадлежат к семейству Reoviridae и подгруппе A. Именно этот тип вызывает более 90% всех ротавирусных инфекций у людей.

Вирус имеет сегментированную двуцепочечную РНК, окруженную капсидом с высокой устойчивостью к кислотам желудка, ферментам кишечника и дезинфицирующим средствам. Это делает вирус жизнеспособным в агрессивной среде ЖКТ и на поверхностях.

Агент избирательно поражает зрелые энтероциты ворсинок тонкого кишечника, что нарушает процессы всасывания воды, натрия и углеводов, вызывая водянистую диарею. Вспышки ротавирусной инфекции характерны для зимне-весеннего периода.

Инфекция передается фекально-оральным путем. Возможны контактно-бытовой механизм через зараженные руки, игрушки, пищу, воду. Вирус также выделяется в больших количествах с калом инфицированного человека.

Инкубационный период составляет от 12 часов до 2 дней. Заболевание начинается остро с подъема температуры тела до 38–39 °C, что сопровождается ознобом и слабостью. Симптомы общей интоксикации выражены умеренно, но в некоторых случаях могут быть значительными, особенно у детей младшего возраста.

Основные симптомы со стороны ЖКТ:

• водянистый, обильный, пенистый стул желтого или зеленого оттенка;
• испражнения лишены примесей крови, но иногда может наблюдаться слизь;
• частота дефекации варьирует от 5 до 15 раз в сутки;
• рвота нередко предшествует диарее и может продолжаться до нескольких дней, что усиливает риск обезвоживания;
• боли локализованы преимущественно в эпигастрии или вокруг пупка, могут носить спастический характер.

У маленьких детей также наблюдаются вялость, сухость слизистых оболочек, уменьшение количества мочи (олигоурия), западение родничка. У взрослых возможны слабость, жажда, иногда снижение артериального давления.

Даже минимальная доза вируса (менее 100 вирионов) способна вызвать инфекцию. После перенесенной инфекции формируется иммунитет, но он не защищает полностью от повторных заражений.

Астровирусы

Астровирусы (семейство Astroviridae) — РНК-содержащие вирусы, которые вызывают гастроэнтерит. Наиболее распространенным видом является Human Astrovirus (HAstV), включающий 8 серотипов, из которых HAstV-1 наиболее часто ассоциирован с инфекциями у людей.

Вирус поражает эпителий тонкого кишечника, разрушая энтероциты и нарушая процессы всасывания воды и электролитов. Он сохраняет жизнеспособность на поверхностях, в воде и пище, что способствует контактно-бытовому и алиментарному пути передачи.

Астровирусная инфекция передается преимущественно фекально-оральным путем. Заражение чаще происходит через загрязненные продукты питания, воду или при контакте с инфицированными поверхностями. Наиболее подвержены инфекции дети младшего возраста (до 5 лет), пожилые люди, лица с иммунодефицитами, пациенты с хроническими заболеваниями ЖКТ.

Инкубационный период в среднем составляет 1–4 дня. Клинические проявления:

• частый, водянистый стул без примесей крови, что отличает астровирусную инфекцию от бактериальных кишечных инфекций, с частотой дефекации 5–10 раз в сутки;
• рвота — менее выражена по сравнению с ротавирусной инфекцией, но может присутствовать, особенно у детей;
• умеренные спастические или дискомфортные ощущения, чаще локализованные в области пупка;
• температура обычно субфебрильная (37,5–38,0 °C), но может отсутствовать.

У детей младшего возраста быстро развиваются признаки дегидратации, такие как жажда, сухость слизистых оболочек, снижение количества мочеиспусканий. Также симптоматика у них выражена сильнее, инфекция может протекать с высокой температурой, значительным обезвоживанием и раздражительностью.

Симптомы обычно исчезают в течение 2–4 дней при соблюдении адекватной регидратации.

Норовирусы G2

Норовирусы относятся к семейству Caliciviridae. Подгруппа G2 (геногруппа II) является наиболее распространенной и связана с массовыми вспышками гастроэнтерита. Это небольшие РНК-содержащие вирусы с икосаэдральной симметрией. Отсутствие оболочки обеспечивает вирусу высокую устойчивость во внешней среде.

Основной мишенью являются клетки эпителия тонкого кишечника. Вирус нарушает их функцию, что приводит к мальабсорбции и секреции жидкости в просвет кишечника. Норовирусы устойчивы к низким температурам, кислотам желудочного сока, хлорсодержащим дезинфектантам.

Основные пути передачи фекально-оральный (зараженные продукты питания и вода) и контактный (через загрязненные поверхности и руки).

Инкубационный период обычно составляет от 12 до 48 часов. Клинические проявления:

• водянистый стул без примесей крови, частотой до 10 раз в сутки;
• выраженная рвота, что отличает заболевание от других вирусных инфекций ЖКТ;
• тошнота часто предшествует рвоте;
• умеренные, ноющие или спастические боли в области живота;
• умеренная или субфебрильная температура (37,5–38,5 °C);
• на фоне интоксикации и обезвоживания выражены слабость и головокружение.

Для заражения достаточно минимальной дозы (менее 100 вирионов).

Особенности исследования

Качественное определение ДНК острых кишечных инфекций методом ПЦР в кале позволяет выявлять даже минимальное количество ДНК патогенов в образце, что особенно важно в случае инфекций с низким уровнем бактериальной или вирусной нагрузки.

В отличие от классических методов, таких как посев, которые требуют нескольких дней для получения результата, ПЦР обеспечивает получение данных в течение 24–48 часов. Кроме того, анализ дает возможность обнаружить инфекцию еще до появления выраженных клинических симптомов, что ускоряет начало лечения и снижает риск осложнений.

Анализ помогает точно определить, какой из бактериальных или вирусных патогенов вызвал заболевание, что важно для выбора правильной тактики лечения (например, назначения антибиотиков при бактериальных инфекциях или поддерживающей терапии при вирусных).

Когда и зачем назначают анализ

Показания к проведению анализа:

• наличие острых симптомов инфекции желудочно-кишечного тракта (высокая температура, частая диарея, тошнота, рвота и боль в животе);
• подозрение на бактериальные и вирусные кишечные инфекции;
• сложности в постановке диагноза острая кишечная инфекция по клиническим симптомам;
• начальное лечение не приводит к улучшению состояния пациента;
• тяжелое или быстрое обезвоживание из-за диареи.

Исследование требуется для:

• постановки точного диагноза;
• проведения дифдиагностики;
• выявления возбудителя в рамках профилактики распространения инфекции в детских садах, школах, больницах или закрытых коллективах;
• подтверждения источника вспышек инфекций в населенных пунктах;
• определения возбудителя для рациональной антибиотикотерапии;
• обследования контактных лиц с инфицированным для предотвращения дальнейшего распространения;
• исключения длительного носительства патогенных микроорганизмов при рецидивирующих кишечных расстройствах;

Назначают анализ: инфекционисты, гастроэнтерологи, семейные врачи, педиатры, терапевты.

Правила подготовки

Для получения точных результатов и минимизации риска ложноположительных или ложноотрицательных данных важно соблюдать следующие правила подготовки к анализу:

• за 14 дней исключить прием антибиотиков;
• за 72 часа исключить прием кишечных антисептиков, слабительных или противодиарейных препаратов;
• за 72 часа исключить использование пробиотиков или препаратов, влияющих на микрофлору, ректальных свечей, клизм или мазей;
• за 72 часа исключить употребление жирной или острой пищи, продуктов (например, свекла или морковь) и препаратов (активированный уголь и железо), которые содержат красители и могут изменить цвет кала;

Собирать кал необходимо в утренние часы, используя только стерильный контейнер для сбора материала, который можно купить в отделении лаборатории Николаб или аптеке. Для проведения исследования достаточно 10-15 грамм каловых масс. Необходимо из всего полученного объема собрать в банку при помощи ложки (идет вместе с контейнером) кал из трех мест — начала, середины и конца испражнений.

Перед сбором кала обязательно провести гигиену половых органов и области ануса, используя теплую воду и мыло. Нельзя использовать дезинфицирующие средства, так как их остатки могут попасть в образец.

Длительное хранение образца при комнатной температуре или его замораживание способствует разрушению ДНК патогенов. Поэтому важно доставить собранный материал в лабораторию в течение двух часов после сбора.

При сборе кала у младенцев и маленьких детей следует использовать подкладные пеленки или специальные гигиенические мешки, избегая контакта с подгузниками.

Интерпретация результатов

Положительный результат напротив одного из определяемых возбудителей указывает на наличие его генетического материала в организме пациента. Это говорит об активной инфекции или носительстве.

Отрицательный результат свидетельствует об отсутствии ДНК исследуемого патогена в образце, т.е. исключает, что конкретный возбудитель является причиной развития симптомов.

Возможно выявление нескольких возбудителей одновременно, особенно при вторичных инфекциях или сочетанных инфекциях. В таких случаях лечение направляют на основной клинически значимый патоген.

Важные примечания

Использование неправильного или нестерильного контейнера для сбора кала, загрязнение образца мочой, водой, средствами гигиены или другими веществами или контакт образца с поверхностями, содержащими остатки ДНК других микроорганизмов — могут привести к ложноположительным или ложноотрицательным результатам.