Кіріспе

Vibrio cholerae бактериясы – грам-теріс, факультативті анаэроб және үтір тәрізді бактериялардың бір түрі. Бұл бактериялар табиғи түрде тұзды немесе әжімсіз суда тіршілік етеді, онда олар крабтардың, креветкалардың және басқа да моллюскалардың хитин қоршауына оңай жабысады. V. cholerae-нің кейбір штаммдары адамдарға патогенді болып келеді және холера ауруын қоздытады, ол піспеген немесе шикі теңіз өнімдерін тұтыну немесе ластанған су ішу арқылы жұғады. V. cholerae тұңғыш рет 1849 жылы Феликс Архимед Пуше протозоаның бір түрі ретінде сипаттаған. Филиппо Пачини оны дұрыс бактерия деп анықтады және ғылыми атауы содан алынған. Холераның себепшісі бактерияны 1884 жылы Роберт Кох ашқан. Самбху Натх Де 1959 жылы холера токсинін бөліп алып, осы токсиннің холераның себебі екенін көрсеткен. Бактерияның бір полюсінде қамшы (құйрық тәрізді құрылым) және жасуша бетінің бойымен бірнеше пилилер орналасқан. Ол тыныс алу және ашыту метаболизмінен өтеді. Холера індеттеріне O1 және O139 серотоптары жауапты. Жұғу көбінесе ластанған су ішу немесе инфекциялық адамның нәжісімен ластанған тағамды жеу арқылы жүреді, сондықтан ол санитария және гигиенамен тығыз байланысты. Ішке түскеннен кейін, ол ішек қабығына еніп, бірнеше сағаттан 2-3 күнге дейін іш өту мен құсуды тудыруы мүмкін. Ауыр жағдайларда Рингердің лактатты ерітіндісі және ауызша регидратациялық ерітінділер, сондай-ақ фторхинолондар мен тетрациклин сияқты антибиотиктер жиі қолданылады. V. cholerae-нің екі дөңгелек ДНК-сы бар. Бір ДНК холера токсинін (ХТ) шығарады, бұл сулы диареяны ( "көк су тәрізді нәжіс" деп те аталады) тудыратын белок. Бірақ ДНК токсинді тікелей кодтамайды, себебі холера токсинінің гендері CTXphi (CTXφ) – қосымша бактериофаг (вирус) арқылы тасымалданады. Вирус бактериялық ДНК-ға енген кезде ғана токсинді шығарады. V. cholerae-де кворумдық сезіну жақсы зерттелген, ол жаңартпаның иммундық сигналдарын белсендіреді және бактериялардың триптофан сияқты қоректік заттарды қабылдауын шектеу арқылы жаңартпаның тіршілігін ұзартады, ол одан әрі серотонинге айналады. Осылайша, кворумдық сезіну жаңартпа мен патогенді бактериялар арасындағы симбиоздық қарым-қатынасқа мүмкіндік береді. Жұқпаның ластанған ауа арқылы таралатыны туралы миазма теориясы енді қанағаттанарлық түсінік болмай қалды. Англиялық дәрігер Джон Сноу 1854 жылы Лондонда холераның миазма емес, су арқылы таралатынын дәлелдеген алғашқы адам болды – жұқпалы ауру, емес миазма. Дегенмен, ол патогендерді анықтай алмады, сондықтан көптеген адамдар миазманың пайда болуына сенуін жалғастырды. V. cholerae тұңғыш рет француз зоологы Феликс Архимед Пуше микроскоп астында байқап, таныған. 1849 жылы Пуше холерамен ауырған төрт адамның нәжіс үлгілерін зерттеді. 23 сәуірде Француз ғылым академиясының алдындағы баяндамасында: "[Пуше] осы [холерамен ауырған науқастардың] нәжісінде микроскопиялық инфузориялардың көп мөлшерде бар екенін растады" деп жазылған. Gazette medicale de Paris (1849, 327-бет) газетінде жарияланғандай, 1849 жылғы 23 сәуірде Париж ғылым академиясының отырысында оқылған хатта Пуше организмдер инфузориялар екенін жариялады, бұл атау микроскопиялық протистерге қолданылған, оларды 1786 жылы даниялық натуралист Отто Фридрих Мюллер сипаттаған протозоалардың бір түрі "Мюллер мен Шранктің вибрио ругуласы" деп аталды.

Бактерияны анықтау

Италиялық дәрігер Филиппо Пачини 1854 жылдың соңында Флоренциядағы холера індетін зерттеу барысында, оның қоздырғышын бактерияның жаңа түрі ретінде анықтады. Ол мәйіттерді тілді, тіндер мен дене сұйықтықтарын микроскоп арқылы мұқият зерттеді. Нәжіс пен ішек қабығынан ол көптеген үтір тәрізді бацилдерді анықтады. 10 желтоқсанда Società Medico Fisica Fiorentina (Флоренция медициналық-физикалық қоғамы) алдында өз ашылуы туралы баяндап, 12 желтоқсанда Gazzetta Medica Italiana (Италияның медициналық газеті) басылымында жариялаған Пачини былай деді: «Холераның екінші және үшінші жағдайларында мен құсудың азын-малы үлгілерін зерттей алдым, және одан әрі лайлы судың бетінде вибриондар дамитын кезде пайда болатын сияқты, тегістелген дөңгелек массаларды таптым; олардың ішінде шын мәнінде Bacterium туысының бірнешеуін таптым, ал олардың көп бөлігі өте кішкентай болғандықтан, сұйықтықты тұндыру арқылы жойылды». [Мен холераның екінші және үшінші жағдайларында, сондай-ақ вибриондар дамитын лайлы судың бетінде пайда болатын сияқты, тегістелген дөңгелек массаларды таптым, құсудың азын-малы үлгілерін зерттей алдым; олардың ішінде мен Bacterium туысының бірнешеуін таптым, ал олардың көп бөлігі өте кішкентай болғандықтан, сұйықтықты алып тастау арқылы жойылды.] Осылайша Пачини vibrioni (латынша vībro – «шапшаң алға-артқа қозғалу, дірілдеу, қоздыру») деген атауды енгізді. Каталондық дәрігер Хоаким Бальселс и Паскуал да сол шамада осы бактерия туралы хабарлады. Жаңа бактерияның ашылуы медициналық тұрғыдан маңызды деп есептелмеді, себебі бактерия тікелей холерамен байланыстырылмады. Пачини сондай-ақ бактерияның ауруды тудырғанын айтуға негіз жоқ екенін мәлімдеді, өйткені ол таза культура жасауға және тәжірибелер жүргізуге қол жеткізбеді, бұл «холераға жұқпалылық қасиетін жатқызу үшін» қажет болды.

Қайта табу

Бактерия мен холера ауруының арасындағы медициналық маңыздылығы мен байланысын неміс дәрігері Роберт Кох ашты. 1883 жылдың тамызында Кох неміс дәрігерлер тобымен бірге Египеттің Александрия қаласына барып, ондағы холера эпидемиясын зерттеді. Кох холерадан қайтыс болған адамдардың ішек қабығында әрқашан бактерия болатынын анықтады, бірақ ол оның аурудың себебі екенін нақтылай алмады. Ол Калькуттаға (қазіргі Колката) көшті, онда эпидемия нашарлау болды. Ол осы жерден 1884 жылдың 7 қаңтарында таза культурада бактерияны бөліп алды. Кейін ол бактерияның жаңа түр екенін растап, оны «сәл иілген, үтір сияқты» деп сипаттады. Кох бактерияның холера қоздырғышы екеніне сенімді болғанымен, бактерияның сау адамдарда симптомдар тудырғанына толыққанды дәлелдер таба алмады (кейіннен Кох постулаттары деп аталған маңызды элемент). Оның таза бактерия культурасын қолданып жануарлармен жасаған тәжірибесінің бірі де субъектілерде аурудың пайда болуына әкелмеді, және ол жануарлар адам патогеніне иммунитет екенін дұрыс болжады. Сол кезде бактерия «кома бациллы» деп белгілі болды. Тек 1959 жылы Калькуттада үнді дәрігері Самбу Натх Де холера токсинін бөліп алып, оның сау адамдарда холераны тудыратынын көрсетті, осылайша бактерия мен холера арасындағы байланысты толыққанды дәлелдеді.

Таксономия

Пачини бактерияны дұрыс есімдемемен атамай, "вибрио холера" деген атты қолданған. Кохтың сипаттамасынан кейін, "Bacillus comma" ғылыми атауы кеңінен таралды. Бірақ 1884 жылы итальяндық бактериолог Витторе Тревисан Кохтың бактериясы Пачинидің бактериясымен бірдей екенін жариялап, "Bacillus cholerae" атауын енгізді. 1896 жылы неміс дәрігері Рихард Фридрих Йоханнес Пфайффер оны "Vibrio cholerae" деп атады. 1964 жылы Джордж Вашингтон университетінің медицина мектебінің профессоры Рудольф Хью протозоалардың сол атауға ие болғанына қарамастан, бактерияның тұрақты атауы ретінде "Vibrio" туысын және оның "V. cholerae (Pacini 1854)" типтік түрін пайдалануды ұсынды. Бұл ұсыныс 1965 жылы Халықаралық бактериологиялық номенклатура комитетінің Төрелік комиссиясы, ал 1966 жылы Халықаралық микробиологиялық қоғамдар қауымдастығы тарапынан қабылданды.

Сипаттамалары

V. cholerae – өте жылдам қозғалмалы, үтір тәрізді, грам-теріс таяқша. V. cholerae-нің белсенді қозғалысы оның туыс атауына себеп болды, себебі латын тілінде "vibrio" сөзі "дірілдеу" дегенді білдіреді. V. cholerae және V. mimicus-тен басқа барлық вибрио түрлері тұзға төзімді (галофильді). Алғашқыда оқшауланған бактериялар сәл қисық болады, бірақ зертханада өсіру кезінде тік таяқшалар түрінде көрінеді. Бактерияның бір полюсінде қамыты бар, сондай-ақ пилилер де болады. Ол көптеген ішек бактерияларын өлтіретін сілтілік ортаны төзе алады, бірақ қышқылға сезімтал. Ол – аэробакты, ал қалған Вибриолар – факультативті анаэробтар және тыныс алу және ашыту метаболизміне қабілетті. Орташа жүзу жылдамдығы шамамен 75,4 мкм/сек құрайды.

Патогенділік

V. cholerae патогендік гендері бактериялардың вируленттілігіне тікелей немесе жанама қатысы бар ақуыздарды кодтайды. Холералық вибрион қожайынның ішек ортасына бейімделу үшін және өт қышқылы мен антимикробты пептидтердің шабуылынан қорғану үшін сыртқы мембраналық көпіршіктерін (OMV) пайдаланады. Бактерия жасушасына енгеннен кейін, ол OMV-ді шығарады, олардың құрамында қожайынның шабуылына осалдығын арттыратын барлық мембраналық өзгерістер болады. Инфекция кезінде V. cholerae холера токсинін (КТ) бөліп шығарады, бұл ақуыз мол мөлшерде сулы диареяны тудырады ("күріш суы тәрізді нәжіс" деп те аталады). TCS бактерияларға өзгеріп жатқан ортаға жауап беруге мүмкіндік береді. Бұл жағдайда, кішкентай РНК (sRNA) молекулалары мРНК-ға байланысып, вируленттілік немесе колонизация гендерінің экспрессиясын тежеушілердің трансляциясын тоқтатып немесе деградациясын күшейтеді. Эндемикалық аймақтарда жағдайлардың 75%-ы симптомсыз, 20%-ы жеңіл немесе орташа ауырлықта, ал 25%-ы ауыр формада, мысалы, ауыр холера болып тіркеледі. Гаитидегі Ауруларды бақылау орталығы (CDC) жүргізген зерттеуде жүкті әйелдердің 900-ының 16%-ы осы ауруға шалдыққан. Бұл өлімдердің қауіп факторларына үшінші триместр, ананың жасы, қанағаттандырылмаған дегидратация және құсу кіреді. Холераның таралу деңгейі жоғары елдерде жүкті әйелдердің денсаулығына дегидратация ең үлкен қауіп төндіреді. Ауыр дегидратациямен байланысты ауыр холера жағдайында науқастардың 60%-ға дейін өле алады; алайда, регидратациялық терапиямен емделген жағдайлардың 1%-дан азы өлімге әкеледі. Ауру әдетте 4–6 күнге созылады. Әлем бойынша диареялық аурулар, холера және басқа да көптеген патогендердің салдарынан, 5 жасқа дейінгі балалардың өлімінің екінші басты себебі болып табылады және жыл сайын кем дегенде 120 000 өлімнің себебі холера болып есептеледі. 2002 жылы Дүниежүзілік денсаулық сақтау ұйымы (ДДҰ) холераның өлім-жітім көрсеткіші шамамен 3,95% құрайды деп мәлімдеді. Сондай-ақ, ол зақымдалған адамның нәжісімен тері арқылы тікелей байланыс арқылы таралуы мүмкін. Барлық инфекциялар симптомдармен көрінбейді, шамамен 10 адамның біреуінде ғана диарея дамиды. Басты симптомдар: сулы диарея, құсу, жүрек соғудың жылдамдауы, терінің серпімділігінің төмендеуі, қан қысымының төмендеуі, шөлдеу және бұлшық еттердің құрысуы. Сонымен қатар, аурудың ошақтануы кез келген уақыт немесе орын үшін қалыпты деңгейден асып кеткен кезде жарияланады. Эпидемиялар бірнеше күннен немесе жылдарға созылуы мүмкін. Сонымен қатар, эпидемиялық жағдайлар тіркелген елдер эндемикалық болып табылуы мүмкін. Йемендегі эпидемия 2500-ден астам адамның өмірін алып, Йемен халқының 1 миллионнан астамына әсер етті. Алдын алу шараларының бірі - дұрыс дезинфекциялау. Сабын мен су қол жетімді емес жерлерде қол гигиенасы аса маңызды. Қол жууға санитарлық жағдайлар болмаған жағдайда, қолды күлмен немесе құммен сүртіп, таза сумен шайыңыз. Холераның жиі кездесетін аймақтарына саяхаттаушылар үшін бір дозалық вакцина қол жетімді. Аурудың таралуын болдырмау үшін V. cholerae вакцинасы бар. Вакцина "оралдық холера вакцинасы" (ОХВ) деп аталады. Алдын алу үшін үш түрлі ОХВ қол жетімді: Dukoral®, Shanchol™ және Euvichol Plus®. Үш ОХВ-нің де толық тиімділігі үшін екі доза қажет. Эндемикалық немесе эпидемиялық мәртебесі бар елдер бірнеше критерийлерге сәйкес вакцина алуға құқылы: холера қаупі, холераның ауырлығы, су, санитария және гигиена (ЖСГ) жағдайлары және жақсарту мүмкіндігі, денсаулық сақтау жағдайлары және жақсарту мүмкіндігі, ОХВ науқандарын жүзеге асыру мүмкіндігі, бақылау және бағалау (М&Б) іс-шараларын жүргізу мүмкіндігі, ұлттық және жергілікті деңгейдегі міндеттемелер. 2018 жылдың мамыр айына дейін ОХВ бағдарламасы басталғаннан бері 25 миллионнан астам вакцина жоғарыда аталған критерийлерге сәйкес келетін елдерге таратылды. Бактерияда екі дөңгелек хромосома бар, олардың жалпы ұзындығы 4 миллион негіз жұбынан тұратын ДНК тізбегі және 3885 болжамды генді қамтиды. Холера токсинінің гендері V. cholerae геномына енгізілген бактериофаг CTXphi (CTXφ) арқылы тасымалданады. CTXφ холера токсинінің гендерін бір V. cholerae штаммынан екіншісіне, горизонтальды гендердің бір түрі арқылы жеткізе алады. Токсинмен реттелетін пилус гендері профагтан бөлек Vibrio патогендік аралымен (VPI) кодталады.

Экология және эпидемиология

V. cholerae-нің негізгі резервуарлары өзендер, тұзды-ащы сулар және сағалар сияқты су көздері болып табылады, көбінесе копеподтар немесе басқа зоопланктон, моллюскалар және су өсімдіктерімен байланысты. Холера инфекциясы көбінесе V. cholerae табиғи түрде кездесетін немесе жұқтырған адамның нәжісінен енген ауыз судан жұғады. Холера көбінесе суды жеткілікті түрде тазартпайтын, нашар санитарлық жағдайлар мен гигиена деңгейі төмен жерлерде кездеседі және таралады. Басқа жиі кездесетін таратушылар – шикі немесе толық піспеген балық және моллюскалар. Адамнан адамға жұғу өте сирек, ал жұқтырған адаммен жай ғана байланысқа түсу ауруға шағу қаупін тудырмайды. V. cholerae су ортасында, әсіресе беткі суларда жақсы көбейеді. Адамдар мен патогендік штаммдардың арасындағы негізгі байланыс – су арқылы, әсіресе су тазарту жүйесі жақсы жабдықталмаған, экономикалық тұрғыдан қиын жағдайлардағы аймақтарда. V. cholerae және Ruminococcus obeum арасындағы симбиоздық қатынас анықталды. R. obeum автоиндукторы V. cholerae вируленттілік факторларының экспрессиясын басады. Бұл тежеу механизмі басқа ішек микробиоталарында да болуы мүмкін, бұл V. cholerae немесе басқа энтеропатогендердің отарлануын шектеу үшін автоиндукторларды немесе басқа механизмдерді пайдаланатын белгілі бір қауымдастықтардың ішек микробиотасын зерттеуге мүмкіндік береді. Холераның жарылыстары жыл сайын дүние жүзінде шамамен 120 000 адамның өліміне себеп болады. 1817 жылдан бері шамамен жеті пандемия тіркелді, біріншісі. Бұл пандемиялар алғашқыда Үндістан субконтинентінде пайда болып, тарады. Соңғы кезде Азия мен Африканың бірнеше аймақтарында жаңа штаммдар анықталды. Байқаулар бойынша, бұл штаммдар жоғары өлім-жітім көрсеткіштерімен қатар, холераның ауыр түріне себеп болады.

Табиғи генетикалық трансформация

V. cholerae хитинде өсірілген кезде табиғи генетикалық трансформацияға қабілетті болуы мүмкін, хитин – су ортасында көп кездесетін биополимер (мысалы, қабықшалы жәндіктердің экзоскелеттерінен). Табиғи генетикалық трансформация – бұл бір бактерия жасушасынан екіншісіне ДНҚ-ның аралық орта арқылы берілуі және донор тізбегінің гомологты рекомбинация арқылы қабылдаушы геномға енуімен жүзеге асатын жыныстық процесс. V. cholerae-дегі трансформацияға қабілеттілікті жасуша тығыздығының артуымен, қоректік заттардың жетіспеуімен, өсу қарқынының төмендеуімен немесе стресс жағдайымен ынталандыруға болады. Генетикалық трансформацияның екі моделі бар: жыныстық гипотеза және қабілетті бактериялар.