志賀氏菌感染全面解析:病因、流行病學、病理機制、診斷與防治策
引言:
Shigella infection感染是由志賀氏菌屬(Shigella)引起的一種急性消化道疾病,主要損害回腸和結腸上皮,導致細菌性痢疾。此類感染在衛(wèi)生條件差、缺乏清潔設施及醫(yī)療保健的發(fā)展中國家和地區(qū)尤為常見。兒童尤其是五歲以下營養(yǎng)不良的幼兒患Shigellosis(即Shigella感染)的死亡率較高?;颊哂捎诟篂a過程中大量喪失電解質和血液,會引發(fā)營養(yǎng)狀況惡化,甚至可能導致死亡。Shigella菌種分為四個血清群:S. dysenteriae(A群)、S. flexneri(B群)、S. boydii(C群)和S. sonnei(D群)。其中,S. dysenteriae(A血清群)是造成致命性大流行疫情的主要原因,而其他血清型則相對較少引起疾病,或僅引起輕微病癥。
圖1、志賀氏菌引起的食源性感染(來源:https://microbenotes.com/shigella-infection/)
志賀氏菌的生物特性:
● 原核生物,革蘭氏陰性菌,無莢膜結構,桿狀,不會形成芽孢,缺乏鞭毛,不具備運動性
● 兼性厭氧微生物,在7~46℃的范圍內生長最佳,能夠在含5%氯化鈉及一定pH值變化的環(huán)境中存活
● 對一些惡劣的物理與化學條件具有一定耐受性,但對巴氏殺菌溫度較為敏感,無法承受高溫處理
志賀氏菌感染的來源與傳播途徑:
● 志賀氏菌主要定植于人體腸道中作為其儲存庫。
● 動物體內感染志賀氏菌的情況并不常見。
● 病菌主要通過糞口途徑傳播,也可因人際間直接接觸而傳播。
● 主要感染源是攝入了含有糞便污染物的水源和食物。
● 農民在灌溉作業(yè)中使用的受污染水會進一步污染果蔬等農產品。
● 在衛(wèi)生設施欠發(fā)達和衛(wèi)生習慣較差的貧困和發(fā)展中國家,兒童與嬰幼兒群體更容易罹患志賀氏菌感染引發(fā)的痢疾。
志賀氏菌感染的流行病學特征:
● 志賀氏菌(Shigella dysenteriae)得名于日本微生物學家志賀潔,在他于1896年調查日本發(fā)生的一次大規(guī)模痢疾疫情時發(fā)現(xiàn)此菌種。
● 志賀氏菌具有高度致病性,極少量的細菌細胞(10到100個)就足以引發(fā)感染,相比之下,其他病原體通常需要1000到100000個細菌細胞才能引起感染。
● 根據(jù)世界衛(wèi)生組織(WHO)的數(shù)據(jù),全球每年估計有165例志賀氏菌感染病例,其中55,000例死亡病例發(fā)生在五歲以下的兒童中。
● 在加爾各答曾發(fā)生過一次零星的疫情爆發(fā),經檢測,感染者糞便樣本中分離出了S. dysenteriae和S. flexneri兩種志賀氏菌。
● 近幾十年來,志賀氏菌感染的流行病以地方性和流行性形式多發(fā)于南亞和東非地區(qū)。
志賀氏菌感染的流行病學特征:
● 感染者通常在攝入細菌細胞后的1至3天內開始出現(xiàn)癥狀,但具體發(fā)病時間取決于攝入的細菌數(shù)量,范圍可從12小時至7天不等。
● 典型癥狀包括發(fā)熱、食欲減退、腹痛、帶血絲或水樣腹瀉、結腸炎性腫脹、乏力、不適及發(fā)熱等癥狀。
● 因體內排泄過多水分,可能會出現(xiàn)脫水現(xiàn)象,但通常情況下比較少見且不太嚴重。
● 食欲減退和營養(yǎng)不良需積極管理治療,這是導致五歲以下兒童死亡的主要原因。
● 部分患者可能出現(xiàn)神經系統(tǒng)問題,如倦怠無力、身體不自主運動和頭痛等癥狀。
● 此疾病通常在5至7日內自行痊愈,但感染者可能會長期無癥狀地排出細菌,在糞便中持續(xù)存在,從而構成潛在的傳播威脅。
圖2、志賀氏菌通過糞-口和人際傳播傳播(來源:https://doi.org/10.1016/j.micres)
志賀氏菌感染的毒性機制:
● 感染過程始于細菌經口進入人體,并抵達大腸。
● 志賀氏菌能抵抗胃酸環(huán)境,且由于小腸內上皮細胞活動增強及液體快速流動,它們不會在此處黏附。
● 病原體進入腸上皮層后,M細胞會在空泡內結合這些病原體。
● 病原體隨后逃逸并進入巨噬細胞,被吞噬后誘導細胞凋亡。
● 在大腸內,志賀氏菌迅速繁殖并通過上皮層擴散至相鄰細胞,導致組織破壞和炎癥反應。
● S. flexneri可通過釋放促炎性細胞因子IL-12破壞線粒體,進而導致宿主體內發(fā)生壞死。
● 在細胞間和胞內(細胞與細胞之間)移動的過程中,病原體會被包圍在一個質膜內,并開始胞內復制和細胞間的細菌傳播。
● 已有報道指出,粘膜層的炎癥和潰瘍主要由宿主免疫系統(tǒng)引起,而非與病原體的胞內增殖直接相關。
● S. dysenteriae會產生一種強力毒素——志賀毒素,這種毒素能夠引發(fā)血性腹瀉。
● 志賀毒素通過內吞作用進入宿主細胞,終止蛋白質合成機制,最終導致宿主細胞死亡。
● 作為革蘭氏陰性菌,其脂多糖(LPS)層同樣起到內毒素的作用,只有當細胞被破壞時才會激活,進而損傷上皮組織。
實驗室診斷志賀氏菌的方法:
(1)細菌培養(yǎng)法
● 對于表現(xiàn)出痢疾臨床癥狀的患者,應立即采集其糞便樣本進行檢測,因為志賀氏菌在體外存活的時間有限。
● 為了成功分離出細菌,樣本應在感染初期階段收集。
● MacConkey瓊脂、沙門氏菌-志賀氏菌瓊脂和木糖-lysine-去氧膽酸鹽瓊脂是用于志賀氏菌生長的幾種選擇性培養(yǎng)基。
圖3、志賀氏菌的生物學特征(來源: https://phil.cdc.gov/default.aspx)
(2)生物測定法
● 以往采用多種實驗動物,如豚鼠、嚙齒類動物、兔子和猴子進行口服接種,以觀察病原體的影響。
● 有些動物會出現(xiàn)眼部明顯炎癥反應,并隨后在大腸組織中出現(xiàn)損傷。
● 然而,出于倫理考慮,目前已限制使用動物進行此類檢測。
(3)免疫學檢測方法
● 市場上已有酶聯(lián)免疫吸附試驗(EIA)試劑盒可供使用,用于檢測病原體,也稱為點印跡法。
● EIA試劑盒檢測效率高達94%,通常價格低廉且操作簡便。
● 其他免疫學檢測方法還包括乳膠凝集試驗、浸漬式免疫層析試驗以及Wellcolex Color Shigella測試(WCT-Shigella)。
(4)分子生物學技術
● 利用基質輔助激光解吸電離飛行時間質譜(MALDI-TOF MS)技術可在較短時間內準確檢測志賀氏菌基因,是最可靠的方法之一。
● 傳統(tǒng)PCR技術通過檢測志賀氏菌的不同種類,將診斷準確率提高了50%。
● 這些分子技術可以識別目標基因,例如ipaH、virA、iral、LPS和質粒DNA等。
志賀氏菌病治療方法:
● 出現(xiàn)志賀氏菌病癥狀的患者通常需要接受抗生素治療,但在某些情況下,志賀氏菌可能會對抗生素產生抗藥性。
● 曾經有研究證明,環(huán)丙沙星、氨芐西林、磺胺甲惡唑和萘啶酸對志賀氏菌有效,并仍在進行臨床試驗階段。
● 目前,氟喹諾酮類藥物和阿奇霉素已成為治療志賀氏菌病的首選抗生素。
● 治療方案應根據(jù)感染的嚴重程度制定,并應在病情早期盡早開始治療。
● 口服補液療法和靜脈輸液治療是常用的治療方法,目的是補充患者因腹瀉失去的電解質。
預防和控制志賀氏菌?。?/strong>
● 預防志賀氏菌病最有效的方法是采取適當?shù)男l(wèi)生措施,保持良好的個人衛(wèi)生習慣,以及妥善處理排泄物。
● 食源性志賀氏菌病通過糞-口途徑傳播,因此應禁止患有消化系統(tǒng)疾病癥狀的人參與食物制備工作。
● 食用水果和蔬菜前應用含氯水清洗干凈。
● 食品應妥善冷藏,以防細菌滋生。
● 志賀氏菌病多發(fā)于欠發(fā)達國家和發(fā)展中國家,因此要減少此類病例的發(fā)生,就需要教育民眾養(yǎng)成良好的衛(wèi)生習慣,避免食用受糞便污染的食物和水,并鼓勵患病期間攝入富含營養(yǎng)的食物。
志賀氏菌病治療方法:
● 出現(xiàn)志賀氏菌病癥狀的患者通常需要接受抗生素治療,但在某些情況下,志賀氏菌可能會對抗生素產生抗藥性。
● 曾經有研究證明,環(huán)丙沙星、氨芐西林、磺胺甲惡唑和萘啶酸對志賀氏菌有效,并仍在進行臨床試驗階段。
● 目前,氟喹諾酮類藥物和阿奇霉素已成為治療志賀氏菌病的首選抗生素。
● 治療方案應根據(jù)感染的嚴重程度制定,并應在病情早期盡早開始治療。
● 口服補液療法和靜脈輸液治療是常用的治療方法,目的是補充患者因腹瀉失去的電解質。
關于志賀氏菌病的常見問題解答(FAQ):
● Q: 什么是志賀氏菌???
A: 志賀氏菌病是由志賀氏菌屬引起的疾病,這種病菌可導致急性消化道感染,損害回腸和結腸上皮,造成細菌性痢疾。
● Q: 哪種細菌會引起志賀氏菌病?
A: 引起人類志賀氏菌病的志賀氏菌主要有四種類型:志賀氏弗氏桿菌、志賀氏博德氏菌、志賀氏痢疾桿菌和志賀氏宋內氏菌。
● Q: 志賀氏菌病的癥狀有哪些?
A: 典型癥狀包括發(fā)熱、食欲減退、腹痛、帶血或水樣腹瀉、結腸炎癥、疲勞、不適以及發(fā)熱等。
● Q: 志賀氏菌病是否會傳染?
A: 是的,志賀氏菌病具有高度傳染性。
● Q: 志賀氏菌病是否屬于人畜共通病?
A: 是的,志賀氏菌病是一種人畜共通病。
● Q: 志賀氏菌病如何治療?
A: 過去曾使用環(huán)丙沙星、氨芐西林、磺胺甲惡唑和萘啶酸等藥物對抗志賀氏菌,并且這些藥物目前仍在臨床試驗階段。現(xiàn)在,氟喹諾酮類藥物和阿奇霉素是治療志賀氏菌病的首選抗生素。此外,口服補液和靜脈輸液治療也是常規(guī)的治療方法,用于補充患者因腹瀉損失的電解質。
● Q: 如何預防志賀氏菌???
A: 預防志賀氏菌病最有效的辦法是保持適當?shù)男l(wèi)生條件、良好的個人衛(wèi)生習慣,妥善處理排泄物;食用水果和蔬菜前應用含氯水清洗;以及確保食品妥善冷藏,防止細菌繁殖。
● Q: 志賀氏菌病是如何診斷的?
A: 通過細菌培養(yǎng)法、生物測定法、免疫學檢測方法以及分子技術,如MALDI-TOF MS和PCR等手段,有助于診斷志賀氏菌病。
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網(wǎng)址: 志賀氏菌感染全面解析:病因、流行病學、病理機制、診斷與防治策 http://www.u1s5d6.cn/newsview808728.html
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