Гострі кишкові інфекції

Якісне визначення ДНК методом ПЛР в аналізі калу на гострі кишкові інфекції (ГКІ) є швидким, точним та надійним інструментом для виявлення інфекції. Метод допомагає встановити наявність чи відсутність ДНК специфічних бактеріальних та вірусних збудників.

Гострі кишкові інфекції (ГКІ): загальна характеристика

Гострі кишкові інфекції (ГКІ) — це група інфекційних захворювань, що характеризуються ураженням шлунково-кишкового тракту та розвитком диспепсичного розладу з синдромом загальної інтоксикації. Ці захворювання мають переважно гостру форму перебігу та спричиняються різними патогенними мікроорганізмами — бактеріями, вірусами чи паразитами.

Основні шляхи передачі — аліментарний, водний та контактно-побутовий. На відміну від отруєння та інших розладів ШКТ гострі кишкові інфекції завжди пов’язані з підвищенням температури тіла до 38–40 °C (залежно від збудника), що супроводжується ознобом та слабкістю.

Залежно від типу збудника захворювання матиме певну клініку.

Бактеріальна кишкова інфекція

Найчастіше ГКІ спричиняють шигели, ешерихії та сальмонели.

Shigella

Shigella — це рід грамнегативних бактерій сімейства Enterobacteriaceae, які є основними збудниками бактеріальної дизентерії (шигельозу).

Специфіка Shigella полягає в здатності проникати в епітеліальні клітини кишківника та розмножуватися усередині них. Запальний процес супроводжується утворенням виразок та виділенням слизу та крові в просвіт кишківника, що характерно для дизентерійного випорожнення.

Шлях передачі Shigella переважно фекально-оральний. Основними джерелами інфекції є хворі люди та бактеріоносії, які виділяють збудника з фекаліями. Зараження може відбуватися через забруднену воду, харчові продукти (особливо немиті овочі та фрукти), а також за недотримання правил особистої гігієни. Контактно-побутовий шлях передачі теж характерний, особливо у випадку поганих санітарних умов.

Інкубаційний період при шигельозі варіюється від 1 до 7 днів, але частіше становить 2–3 дні. За цей час бактерії встигають розмножуватися та спричиняти симптоми захворювання:

• часті і болісні випорожнення, у малих обсягах, з домішкою слизу і крові («ректальний плювок»), у перші дві доби рідкі із грудочками неперетравленої їжі;
• болі в животі, що локалізуються внизу живота, часто переймоподібні та посилюються перед актом дефекації;
• сильний напад інтоксикації — пропасниця до 40 ° C протягом 2–5 днів, слабкість, головний біль;
• ознаки запалення кишківника — тенезми (хибні позиви до випорожнення), біль при пальпації в проекції сигмовидної кишки;
• блідість та сухість шкірних покривів;
• шкіра холодна на дотик, незважаючи на наявність високої температури, що пов’язано зі спазмом периферичних судин.

Кількість позивів до акту дефекації може досягати до 20–30 разів на добу, що іноді призводить до зневоднення та виснаження організму. Гострі прояви тривають від двох діб (за легкої форми) до п’яти (при перебігу середньої тяжкості). Для тяжкої форми характерне збереження симптомів протягом 7–10 днів.

Інфекція знижує імунний захист організму, а висока вірулентність Shigella дає змогу їм інфікувати організм навіть при потраплянні до шлунково-кишкового тракту мінімальної кількості бактерій (менше 100 клітин). Завдяки високій стійкості до дії кислого середовища шлунка, батерія вільно проникає в кишківник.

Escherichia coli

Escherichia coli (EIEC) — це патогенний штам кишкової палички, що належить до сімейства Enterobacteriaceae. Мікроорганізм спричиняє ешерихіоз, подібний до клінічних проявів із шигельозом. Це пов'язано з їхньою здатністю також проникати в епітелій товстого кишківника й розмножуватися в ньому.

Ешерихія належить до грамнегативних бактерій. Має джгутики для пересування та здатність до ферментації вуглеводів з утворенням кислоти. Зовні EIEC схожі з непатогенними штамами Escherichia coli, які становлять частину нормальної мікрофлори кишківника, але мають специфічні фактори вірулентності, що дає змогу викликати захворювання.

Шляхи передачі EIEC пов’язані з фекально-оральним механізмом. Основні джерела інфекції — це заражені люди та бактеріоносії, що виділяють збудника з каловими масами. Інфекція передається через забруднену воду, погано оброблені продукти харчування, а також при контакті з інфікованими предметами.

Інкубаційний період для інфекцій, спричинених ешерихією, зазвичай становить від 1 до 3 днів. За цей час бактерії проходять через шлунок і досягають товстої кишки, де починають розмноження та спричиняють запальну реакцію. Клінічні прояви:

• рідкі випорожнення на початку, пізніше з’являються слиз і кров, обсяги виділень більші, ніж при шигельозі — кратність дефекації 3–5 разів на день;
• виражена лихоманка до 38,5 ° С, слабкість і головний біль, у дітей раннього віку може бути значне підвищення температури;
• язик вологий та вкритий білим нальотом;
• шкіра суха та бліда;
• нудота і блювання — характерні лише для дітей раннього віку;
• помірний біль внизу живота, що розпирає та супроводжує дефекацію, який іноді приймає нападоподібний характер;
• біль у ділянці сигмовидної кишки при пальпації.

Для зараження потрібна більш висока інфекційна доза бактерій, бо агенти менш стійкі до дії кислого середовища шлунка порівняно із Shigella. Водночас бактерія стійка до низьких температур і може довше виживати в забруднених продуктах харчування чи воді.

Salmonella

Salmonella — це рід грамнегативних бактерій із сімейства Enterobacteriaceae, здатних спричинити гострі кишкові інфекції в людини та тварин. Ці мікроорганізми поділяються на безліч серотипів, з яких найбільш патогенні для людини Salmonella Typhi, що спричиняє черевний тиф, а також Salmonella Enteritidis і Typhimurium, асоційовані із сальмонельозом.

Специфіка Salmonella полягає в їхній здатності колонізувати шлунково-кишковий тракт та спричиняти запальні реакції, що призводять до ураження слизової оболонки кишківника. Бактерії проникають в епітеліальні клітини останнього через спеціальні системи секреції, сприяючи руйнуванню бар’єрної функції слизової оболонки. Деякі штами здатні проникати в макрофаги та поширюватися системно, що робить їх причиною генералізованих інфекцій.

Salmonella рухається завдяки джгутикам, має здатність виживати в кислому середовищі шлунка та адаптуватися до різних умов зовнішнього середовища. Бактерії здатні до тривалого виживання в продуктах харчування, воді та на поверхнях, що підвищує ризик їхньої передачі. Вони також мають ендотоксин у клітинній стінці, який спричиняє системне запалення та інтоксикацію.

Шлях передачі Salmonella фекально-оральний. Зараження відбувається через вживання забрудненої їжі, особливо продуктів тваринного походження, таких як яйця, м’ясо, молочні продукти, а також через недостатньо термічно оброблені овочі та фрукти. Контакт з інфікованими тваринами, їхніми екскрементами або забрудненими предметами може стати причиною інфікування. Часто зустрічаються випадки спалахів сальмонельозу в закладах громадського харчування та на підприємствах харчової промисловості.

Інкубаційний період інфекції, спричиненої Salmonella, варіює від 6 годин до 3 днів, залежно від дози збудника, що потрапив в організм, і загального стану імунної системи. За цей період бактерії досягають тонкого кишківника, де починають активно розмножуватися, спричиняючи місцеве запалення та діарею.

Salmonella здатна спричиняти широкий спектр клінічних проявів: від безсимптомного носійства та гастроентериту до тяжких системних захворювань, таких як черевний тиф. Найчастіше розвиваються:

• часті, рясні, водянисті випорожнення, часто зеленого кольору, з неприємним запахом;
• виражена лихоманка, яка досягає 39–40 °C, супроводжується ознобом і пітливістю;
• нудота та запаморочення;
• багаторазове блювання, часто передує діареї, дає полегшення больового синдрому;
• міалгія та загальна слабкість;
• спастичні болі в животі, частіше локалізуються у верхній половині живота.

Зниження кислотності шлунка чи ослаблення імунної системи збільшує ймовірність інфікування. Для зараження не потрібна велика інфекційна доза, оскільки Salmonella має високу стійкість до кислотного середовища шлунка.

Campylobacter

Campylobacter — це рід грамнегативних, спіралеподібних бактерій, що є однією з провідних причин гострих бактеріальних кишкових інфекцій у людини. Найбільш поширеними патогенними видами є Campylobacter jejuni та coli. Мікроорганізми широко поширені в природі та часто зустрічаються в продуктах тваринного походження.

Специфіка Campylobacter полягає в їхній мікроаерофільності: бактерії потребують низького рівня кисню для росту, що визначає їхнє місце проживання в організмі, переважно в кишківнику. Вони мають високу рухливість завдяки одному або двом полярним джгутикам, що сприяє їх колонізації та інвазії в слизову оболонку кишківника. Бактерії продукують токсичні сполуки, такі як цитотоксини та ентеротоксини, які ушкоджують епітеліальні клітини, спричиняючи запалення та діарею.

Легко адаптуються до різних екологічних умов, хоча нестійкі до впливу високої температури, ультрафіолетового випромінювання та дезінфікуючих засобів. Агенти добре виживають при низьких температурах, що пояснює їхнє часте виявлення в сирому м’ясі птахів, непастеризованому молоці та забрудненій воді.

Шляхи передачі Campylobacter переважно пов’язані з вживанням недовареного чи погано приготованого м’яса птиці, зараженого молока чи води. Інкубаційний період зазвичай становить від 2 до 5 днів, але може змінюватись залежно від дози інфекційного агента та стану організму людини. За цей час бактерії проникають у тонкий кишківник, прикріплюються до епітелію та запускають запальний процес, що супроводжується виділенням токсинів. У тяжких випадках можуть спричиняти системні прояви інфекції.

Основні симптоми:

• водянисті випорожнення від 2 до 10 позивів на день, іноді з домішкою слизу та крові, зберігаються до 7–10 днів;
• лихоманка, що часто передує кишковим симптомам, тримається на рівні 38–39 °C, у тяжкому випадку піднімається вище;
• зниження апетиту, головний біль, біль у м’язах та суглобах;
• різкі, спазматичні болі в животі, що нагадують апендицит, часто локалізуються в нижньому правому квадранті.

Висока інфекційна доза не потрібна, оскільки Campylobacter має здатність ефективно долати бар’єри шлунково-кишкового тракту, включаючи кисле середовище шлунка. У деяких випадках інфекція може ускладнитися синдромом Гієна-Барре, реактивним артритом або сепсисом, що робить ранню діагностику та адекватне лікування вкрай важливими.

Вірусна кишкова інфекція

Найбільш поширеними вірусними агентами, які спричиняють ГКІ, є аденовіруси F, ротавіруси A, астровіруси та норовіруси G2.

Аденовіруси F

Аденовіруси належать до сімейства Adenoviridae і включають кілька серотипів, з яких серотипи 40 і 41 (підгрупа F) найчастіше спричиняють гострі кишкові інфекції (ГКІ).

Віруси містять дволанцюжкову ДНК, мають міцну капсидну оболонку, яка забезпечує їхню стійкість до впливу зовнішніх факторів. Вони з легкістю виживають у кислому середовищі шлунка та зберігають вірулентність при кімнатній температурі. Агенти тропні до епітеліальних клітин тонкого кишківника, де вони спричиняють ушкодження слизової оболонки та порушують всмоктування рідини та електролітів, що призводить до діареї.

Аденовіруси F передаються фекально-оральним шляхом через заражену воду, їжу, іграшки, а також контактно-побутовим. Часто спалахи відбуваються в дитячих колективах (ясла, дитячі садки).

Інкубаційний період становить 5–10 днів. Клінічні прояви включають:

• випорожнення рідкі, рясні, без домішок крові, іноді з невеликою кількістю слизу, що триває до 7–10 днів;
• блювання — зазвичай з’являється одночасно з діареєю або передує їй;
• температура тіла піднімається до 38–39 °C і супроводжується ознобом та загальним нездужанням;
• спазматичні болі в животі, частіше в проекції пупка або нижніх відділах живота;
• спрага, сухість слизових оболонок, зниження кількості сечі — особливо виражені в дітей;
• у дітей інфекція може поєднуватись із катаральними симптомами, такими як нежить, кашель, фарингіт, кон’юнктивіт.

Найчастіше вражає дітей віком до 5 років. Інфекція на тлі аденовірусів F може зберігатися довше, ніж інші вірусні кишкові інфекції, через здатність вірусу інтегруватися в клітини та спричиняти пролонговане запалення.

Ротавіруси A

Ротавіруси належать до сімейства Reoviridae та підгрупи A. Саме цей тип спричиняє понад 90 % усіх ротавірусних інфекцій у людей.

Вірус має сегментовану дволанцюгову РНК, оточену капсидом із високою стійкістю до кислот шлунка, ферментів кишківника та дезінфікуючих засобів. Це робить вірус життєздатним в агресивному середовищі ШКТ та на поверхнях.

Агент вибірково вражає зрілі ентероцити ворсинок тонкого кишківника, що порушує процеси всмоктування води, натрію та вуглеводів, спричиняючи рідку діарею. Спалахи ротавірусної інфекції характерні для зимово-весняного періоду.

Інфекція передається фекально-оральним шляхом. Можливий контактно-побутовий механізм через заражені руки, іграшки, їжу, воду. Вірус також виділяється у великій кількості з фекаліями інфікованої людини.

Інкубаційний період становить від 12 години до 2 днів. Захворювання починається гостро з підвищення температури тіла до 38–39 °C, що супроводжується ознобом і слабкістю. Симптоми загальної інтоксикації виражені помірно, але в деяких випадках можуть бути значними, особливо в молодшого віку.

Основні симптоми з боку ШКТ:

• водянисті, рясні, пінисті випорожнення жовтого або зеленого відтінку;
• випорожнення позбавлені домішок крові, але іноді може спостерігатися слиз;
• частота дефекації варіює від 5 до 15 разів на добу;
• блювання нерідко передує діареї і може тривати кілька днів, що посилює ризик зневоднення;
• болі локалізовані переважно в епігастрії або навколо пупка, можуть мати спастичний характер.

У маленьких дітей також спостерігаються млявість, сухість слизових оболонок, зменшення кількості сечі (олігурія), западання тім'ячка. У дорослих можливі слабкість, спрага, іноді зниження артеріального тиску.

Навіть мінімальна доза вірусу (менше 100 віріонів) здатна спричинити інфекцію. Після перенесеної інфекції формується імунітет, але не захищає повністю від повторних заражень.

Астровіруси

Астровіруси (родина Astroviridae) — РНК-віруси, які спричиняють гастроентерит. Найбільш поширеним видом є Human Astrovirus (HAstV), що включає 8 серотипів, з яких HAstV–1 найчастіше асоціюється з інфекціями в людей.

Вірус вражає епітелій тонкого кишківника, руйнуючи ентероцити та порушуючи процеси всмоктування води та електролітів. Він зберігає життєздатність на поверхнях, у воді та їжі, що сприяє контактно-побутовому та аліментарному шляху передачі.

Астровірусна інфекція передається переважно фекально-оральним шляхом. Зараження частіше відбувається через забруднені продукти харчування, воду або при контакті з інфікованими поверхнями.

Інкубаційний період у середньому становить 1–4 дні. Клінічні прояви:

• часті, водянисті випорожнення без домішок крові, що відрізняє астровірусну інфекцію від бактеріальних кишкових інфекцій, із частотою дефекації 5–10 разів на добу;
• блювання — менш виражене в порівнянні з ротавірусною інфекцією, але може бути присутнім, особливо в дітей;
• помірні спастичні чи дискомфортні відчуття, частіше локалізовані у проекції пупка;
• температура зазвичай субфебрильна (37,5–38,0 °C), але може бути відсутня.

Діти молодшого віку швидко розвиваються ознаки дегідратації, такі як спрага, сухість слизових оболонок, зниження кількості сечовипускань. Також симптоматика в них виражена сильніше, інфекція може мати перебіг із високою температурою, значним зневодненням та дратівливістю.

Симптоми зазвичай зникають протягом 2–4 днів при дотриманні адекватної регідратації.

Норовіруси G2

Норовіруси належать до сімейства Caliciviridae. Підгрупа G2 (геногрупа II) є найбільш поширеною та пов’язана з масовими спалахами гастроентериту. Це невеликі РНК-віруси з ікосаедральною симетрією. Відсутність оболонки забезпечує вірусу високу стійкість у зовнішньому середовищі.

Основною мішенню є клітини епітелію тонкого кишківника. Вірус порушує їхню функцію, що призводить до мальабсорбції та секреції рідини в просвіт кишківника. Норовіруси стійкі до низьких температур, кислот шлункового соку, дезінфектантів, що містять хлор.

Основні шляхи передачі фекально-оральний (заражені продукти харчування та вода) та контактний (через забруднені поверхні та руки).

Інкубаційний період зазвичай становить від 12 до 48 годин. Клінічні прояви:

• водянисті випорожнення без домішок крові, частотою до 10 разів на добу;
• виражене блювання, що відрізняє захворювання від інших вірусних інфекцій ШКТ;
• нудота часто передує блюванню;
• помірні, ниючі або спастичні болі в ділянці живота;
• помірна або субфебрильна температура (37,5–38,5 ° C);
• на тлі інтоксикації та зневоднення виражені слабкість та запаморочення.

Для зараження достатньо мінімальної дози (менше 100 віріонів).

Особливості дослідження

Якісне визначення ДНК гострих кишкових інфекцій методом ПЛР у калі дозволяє виявляти навіть мінімальну кількість ДНК патогенів у зразку, що особливо важливо в разі інфекцій із низьким рівнем бактеріального або вірусного навантаження.

На відміну від класичних методів, таких як посів, які вимагають кількох днів для отримання результату, ПЛР забезпечує отримання даних протягом 24–48 годин. Крім того, аналіз дає можливість виявити інфекцію ще до появи виражених клінічних симптомів, що прискорює початок лікування та знижує ризик ускладнень.

Аналіз допомагає точно визначити, який із бактеріальних або вірусних патогенів викликав захворювання, що важливо для вибору правильної тактики лікування (наприклад, призначення антибіотиків при бактеріальних інфекціях або підтримуючої терапії при вірусних).

Коли та навіщо призначають аналіз

Показання до проведення аналізу:

• наявність гострих симптомів інфекції шлунково-кишкового тракту (висока температура, часта діарея, нудота, блювання та біль у животі);
• підозра на бактеріальні та вірусні кишкові інфекції;
• складності в постановці діагнозу гостра кишкова інфекція за клінічними симптомами;
• початкове лікування не призводить до покращення стану пацієнта;
• тяжке або швидке зневоднення через діарею.

Дослідження потрібне для:

• постановки точного діагнозу;
• проведення дифдіагностики;
• виявлення збудника в рамках профілактики поширення інфекції в дитячих садках, школах, лікарнях чи закритих колективах;
• підтвердження джерела спалахів інфекцій у населених пунктах;
• визначення збудника для раціональної антибіотикотерапії;
• обстеження контактних осіб з інфікованим для запобігання подальшому розповсюдженню;
• виключення тривалого носійства патогенних мікроорганізмів при рецидивуючих кишкових розладах;

Призначають аналіз: інфекціоністи, гастроентерологи, сімейні лікарі, педіатри, терапевти.

Правила підготовки

Для отримання точних результатів та мінімізації ризику хибнопозитивних або хибнонегативних даних важливо дотримуватися таких правил підготовки до аналізу:

• за 14 днів виключити приймання антибіотиків;
• за 72 години виключити приймання кишкових антисептиків, проносних чи протидіарейних препаратів;
• за 72 години виключити використання пробіотиків чи препаратів, що впливають на мікрофлору, ректальних свічок, клізм чи мазей;
• за 72 години виключити вживання жирної або гострої їжі, продуктів (наприклад, буряк або моркву) та препаратів (активоване вугілля та залізо), що містять барвники та можуть змінити колір калу;

Збирати кал необхідно в ранковий час, використовуючи тільки стерильний контейнер для збору матеріалу, який можна придбати у відділенні лабораторії Ніколаб або аптеці. Для проведення дослідження достатньо 10–15 г калових мас. Необхідно з усього отриманого обсягу зібрати в банку за допомогою ложки (йде разом із контейнером) кал із трьох місць — початку, середини та кінця випорожнень.

Перед збором калу обов’язково провести гігієну статевих органів та ділянки ануса, використовуючи теплу воду та мило. Не можна використовувати дезінфікуючі засоби, тому що їхні залишки можуть потрапити до зразка.

Тривале зберігання зразка за кімнатної температури або його заморожування сприяє руйнуванню ДНК патогенів. Тому важливо доставити зібраний матеріал до лабораторії упродовж двох годин після збирання.

При збиранні калу в немовлят і дітей слід використовувати підкладні пелюшки або спеціальні гігієнічні мішки, уникаючи контакту з підгузками.

Інтерпретація результатів

Позитивний результат навпроти одного зі збудників вказує на наявність його генетичного матеріалу в організмі пацієнта. Це говорить про активну інфекцію або носійство.

Негативний результат свідчить про відсутність ДНК досліджуваного патогену в зразку, тобто виключає, що конкретний збудник є причиною розвитку симптомів.

Можливе виявлення кількох збудників одночасно, особливо при вторинних інфекціях або поєднаних інфекціях. У таких випадках лікування направляють на основний клінічно значущий патоген.

Важливі примітки

Використання неправильного або нестерильного контейнера для збору калу, забруднення зразка сечею, водою, засобами гігієни, іншими речовинами або контакт зразка з поверхнями, що містять залишки ДНК інших мікроорганізмів, можуть призвести до хибнопозитивних або хибнонегативних результатів.