Как передается холера: симптомы и лечение, признаки и диагностика заболевания

женщина могла заразиться на религиозной церемонии в Индии

В Москве медики зафиксировали случаи заболевания холерой. Инфекционное заболевание обнаружили у молодой москвички и ее дочери, которые на днях вернулись из Индии. Скорее всего, женщина заразилась после совершения религиозного обряда, согласно которому необходимо выпить священную воду из реки Ганг.

29-летняя москвичка вместе со своей маленькой дочерью прилетела из Индии. Спустя несколько часов после приземления она почувствовала недомогание, ее с ребенком госпитализировали. Врачи поставили диагноз: холера. «Сейчас состояние пациентов стабилизировалось, они находятся под наблюдением врачей, получают адекватное лечение», — заверили в больнице. Также были обследованы все, кто контактировал с заболевшими: признаков заболевания у них нет. Угрозы распространения холеры тоже нет.

Стоит отметить, что в России периодически регистрируются случаи завоза холеры из-за рубежа, последний был в 2008 году. Сергей Бень, занимается отправкой туристов в Индию более десяти лет. На его памяти это второй случай заболевания холерой, привезенной из этого государства. Он считает, скорее всего, девушка пострадала из-за собственной неосмотрительности.

«Это называется пуджа. В Индии, когда на реке Ганг они производят какой-то ритуал, после этого они пьют воду из реки, — поясняет он. — Скорее всего после какого-то религиозного ритуала и чего-то подобного она и заразилась».

Холера — инфекционное заболевание, возбудителем которого является холерный вибрион. Передается болезнь через употребление инфицированной воды, пищи и при контакте с носителем. В министерстве здравоохранения считают, что поводов для паники нет. Холера хорошо изучена и поддается лечению. Отправляясь в Индию можно обезопасить себя, сделав прививку и соблюдая элементарные правила гигиены.

«Если наши люди едут туда, они могут там заболеть. Поскольку сейчас самолетом очень быстро можно прилететь, то, бывает, они там заразились, а вся картина развертывается уже или в самолете, или по приезде сюда», — рассказывает Виктор Малеев, заместитель директора ЦНИИ Эпидемиологии.

После обнаружения холеры карантинным службам пришлось проверить экипаж самолета, на котором прилетела женщина и всех кто с ней контактировал. Других случаев заражения холерой не зафиксировано.

Профилактика холеры — Ирбит и Ирбитский район

По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) в 2018 году зарегистрировано 394042 больных холерой в 40 странах мира. В Российской Федерации с 2000 по 2018 годы зарегистрировано 14 завозных случая холеры. В Свердловской области существуют риски завоза этого инфекционного заболевания, т.к. имеется прямое авиасообщение с Индией (одной их эндемичной по холере стран).

Что такое холера?

Холера – острая бактериальная инфекционная болезнь, которая сопровождается диарейным синдромом, обезвоживанием, токсикозом. Инкубационный (скрытый) период от момента попадания возбудителя в организм до появления первых симптомов составляет от нескольких часов до 5 дней, чаще 1-2 дня. При легком течении холеры жидкий стул, рвота могут быть однократными, при более тяжелых формах стул частый (до 15 -20 раз в сутки), обильная рвота без предшествующей тошноты, судороги отдельных групп мышц, слабость, неутолимая жажда. Значительная потеря жидкости и солей приводит к падению артериального давления, нарушению функций почек, при отсутствии квалифицированной медицинской помощи возможен летальный исход.

Как передается холера?

Человек может заразиться холерой при питье воды или употреблении в пищу продуктов, зараженных бактериями. Также можно инфицироваться холерой контактно-бытовым путем при уходе за больным и при не соблюдении правил профилактики, в том числе обработки и дезинфекции рук.

Основным источником заражения являются бактерии, присутствующие в фекалиях инфицированного человека. Бактерии могут также жить в окружающей среде, а именно в реках с солоноватой водой и прибрежных водах. Поэтому, в районах, где не проводится надлежащая обработка сточных вод и запасов питьевой воды, болезнь может быстро распространяться.

Профилактика холеры во время путешествий:

• чаще мойте руки с мылом под проточной водой до, во время и после приготовления еды, до того, как Вы принимаете пищу, после пользования туалетом; а при невозможности мытья — используйте дезинфицирующие препараты на основе спирта;
• употребляйте для еды только ту пищу, в качестве которой Вы уверены;
• употребляйте для питья только гарантированно безопасную воду и напитки (питьевая вода и напитки в фабричной упаковке, кипяченая вода). Нельзя употреблять лед, приготовленный из сырой воды;
• мясо, рыба, морепродукты должны обязательно подвергаться термической обработке;
• желательно не пользоваться услугами местных предприятий общественного питания и не пробовать незнакомые продукты, не покупать еду на рынках и лотках, не пробовать угощения, приготовленные местными жителями;
• в случае необходимости приобретайте продукты в фабричной упаковке в специализированных магазинах;
• овощи и фрукты мойте безопасной водой и обдавайте кипятком;
• при купании в водоемах и бассейнах не допускайте заглатывания воды.

В случае появления симптомов болезни не занимайтесь самолечением и немедленно обращайтесь к врачу!

Какое существует лечение?

Основным лечением является быстрое восстановление воды и солей, потерянных во время тяжелой диареи и рвоты. Необходимо пить в больших количествах раствор солей для пероральной регидратации. Пациентам с тяжелым обезвоживанием организма может потребоваться внутривенное вливание раствора. Пакеты солей для пероральной регидратации имеются во многих городских аптеках. ВОЗ рекомендует людям, совершающим поездки, иметь соли для пероральной регидратации в своих аптечках.

Массовое превентивное лечение антибиотиками не останавливает распространение холеры в общинах и, поэтому, не рекомендуется.

Защищают ли от холеры вакцины?

Существует вакцина для профилактики холеры. Однако иммунитет от вакцины является временным и недостаточно прочным. Поэтому, даже если вы сделали прививку, необходимо постоянно следовать правилам гигиены, т.к. вакцина не обеспечит полной защиты от холеры. Уточните у врача о необходимости прививки, если вы едете в отпуск или командировку. Ни одна страна не требует обязательной прививки от холеры как условие для въезда.

Ирбитский территориальный отдел Управления Роспотребнадзора по Свердловской области Ирбитский Филиал ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Свердловской области»

Что нужно знать о холере?

Основные факты.

Холера — это острая кишечная инфекция, возникающая при попадании в организм пищи или воды, зараженной бактерией – холерным вибрионом, которая, при отсутствии лечения, может через несколько часов закончиться смертельным исходом.

По оценкам ВОЗ, ежегодно регистрируется  от 1,4 до 4,3 миллионов случаев заболевания холерой и 28 000–142 000 случаев смерти от холеры.

Имеет короткий инкубационный период —  от нескольких часов до пяти дней.

Многие пациенты, инфицированные холерным вибрионом, не заболевают холерой, несмотря на то, что бактерии присутствуют в их фекалиях в течение 7-14 дней. В 80-90% тех случаев, когда развивается болезнь, она принимает формы легкой или средней тяжести, которые трудно клинически отличить от других форм острой диареи. Менее чем у 20% заболевших людей развивается типичная холера с признаками умеренного или тяжелого обезвоживания.

Холера остается глобальной угрозой и является одним из главных показателей социального развития. Несмотря на то, что болезнь больше не представляет опасности для стран с минимальными стандартами гигиены, она остается проблемой для стран, где отсутствует гарантированный доступ к безопасной питьевой воде и надлежащим средствам санитарии. Почти каждая развивающаяся страна сталкивается со вспышками холеры или угрозой возникновения эпидемии холеры.

Как передается холера?

Источником холерных вибрионов является только человек. Наиболее      интенсивное рассеивание инфекции отмечается вокруг больных с тяжелой формой холеры, страдающих сильной диареей и многократной рвотой. В острую стадию болезни в 1 мл жидких испражнений больной холерой выделяет до 105-107 вибрионов.

Определенную эпидемиологическую опасность представляют вибриононосители, больные с легкой (стертой) формой, составляющие основную группу инфицированных людей, нередко не обращающихся за медицинской помощью, но тесно общающихся со здоровыми людьми.  Использование воды для бытовых нужд из открытых водоисточников — причина возникновения случаев заболеваний холерой.

Механизм заражения людей холерой – фекально-оральный – реализуется   посредством водного, алиментарного и контактно-бытового путей передачи. Возникновение большинства эпидемий четко связано с водным фактором; однако распространению болезни в бытовых условиях способствует также прямое загрязнение пищи инфицированными фекалиями. Возбудитель холеры нередко напрямую попадает в воду и на пищу с инфицированными рвотными массами и калом, которые при холере не имеют окраски и специфического запаха, не вызывают брезгливости у окружающих, чем и создают иллюзию безопасности. Поэтому, хотя и случаи передачи заболевания от человека к человеку крайне редки, каждому, кто находился в контакте с больным, в целях профилактики холеры следует придерживаться строгих правил личной гигиены. Различают пищевые, водные, контактно-бытовые и смешанные эпидемии холеры. В этой связи ВОЗ (1992) сформулировала три основных направления профилактики холеры: кипятить воду, употреблять термически обработанную пищу и мыть руки.

Возбудитель холеры.

Возбудитель устойчив во внешней среде. Открытые водоемы, сточные воды являются средой обитания холерных вибрионов, местом их размножения и накопления. В этом усматривается одна из причин территориального укоренения возбудителя,  в том числе и в тех случаях, когда вибрионы обнаруживаются в объектах окружающей среды даже при отсутствии больных. Ежегодно в Украине с 1 июня по 30 сентября проводится лабораторное исследование проб воды открытых водоемов (морей, рек, прудов), сточных вод инфекционных стационаров, стоков на очистных сооружениях до очистки, обследование лиц с диареей на холеру. В 2015 году проведено  исследование 1789 проб с объектов внешней среды, в 11 пробах воды реки Молочной в окрестностях г. Мелитополя выделены нетоксигенные    холерные вибрионы, при заражении которыми чаще всего отмечается носительство или единичные случаи заболевания  легкой формой острой кишечной инфекции. При обследовании  7954 больных с дисфункцией кишечника возбудитель холеры не выделен.

Симптомы.

Наблюдается жидкий стул (от однократного при легкой степени до 25 раз в сутки) и рвота. Стул теряет каловый характер, развивается острая водянистая диарея (типичные холерные испражнения – водянистая, мутновато-белая жидкость с плавающими хлопьями; напоминают по внешнему виду рисовый отвар, утрачивают каловый характер, запах, который нередко меняется на запах рыбы или сырого тертого картофеля). В этих случаях потеря больших количеств жидкости может быстро привести к тяжелому обезвоживанию организма. Жалобы на сухость во рту, повышенную жажду, мышечную слабость.

Иммунитет: после перенесенной болезни при благоприятном течении инфекционного процесса в организме переболевших вырабатывается иммунитет. Он непродолжителен — повторные случаи заболевания холерой наблюдаются уже через 3-6 месяцев.

 Диагностика.

Диагноз ставят на основании эпидемиологического анамнеза (прежде всего в группе риска лица, прибывшие из эндемичных по холере стран), объективного осмотра больного, а также результатов лабораторной диагностики. Основной метод лабораторной диагностики холеры — бактериологическое исследование с целью выделения возбудителя. Для бактериологического исследования берут испражнения и рвотные массы. Серологические методы имеют вспомогательное значение.

Можно ли предотвратить холеру?

Да. Соблюдая несколько простых правил надлежащей гигиены и безопасного   приготовления пищи. Эти правила включают:

— тщательное мытье рук перед приготовлением и приемом пищи, после посещения туалета, перед кормлением ребенка;

— надлежащую тепловую обработку продуктов;

— кипячение или специальную обработку питьевой воды;

— для питья, мытья рук, посуды, овощей и фруктов следует употреблять только доброкачественную воду;

— не употребляйте лед, если вы не уверены, что он сделан из безопасной воды; не употребляйте в пищу сырые морепродукты;

— готовые к употреблению продукты храните отдельно от сырых;

— категорически запрещается пить сырое молоко;

— соблюдайте  правила личной гигиены в местах общественного питания и сосредоточения людей;

— купайтесь в водоеме в специально отведенном месте.

Существует и специфические меры профилактики. Два типа вакцин прошли переквалификацию ВОЗ. Они лицензированы в некоторых странах и обеспечивают проверенную устойчивую защиту от холеры более чем на 50% в течение двух лет среди всех возрастных групп  населения эндемичных стран. Эти вакцины прежде всего предназначены для уязвимых групп населения, живущих в районах высокого риска.

Прогнозирование.

При своевременном и адекватном лечении исход заболевания благоприятный. Трудоспособность полностью восстанавливается.

Владимир Михайлович Таранцов, врач-эпидемиолог отделения особо опасных инфекций ГУ «Запорожский областной лабораторный Центр Госсанэпидслужби Украины»

хозяин, патоген и бактериофаг динамика

Abstract

Зимбабве представляет собой самый последний пример трагедии, которая постигает страну и ее жителей, когда поражает холера. Вспышка 2008–2009 годов быстро распространилась по каждой провинции и привела к уровню смертности, аналогичному тем, которые наблюдались в результате инфекций холеры сто лет назад. В этом обзоре мы выделяем достижения, которые помогут понять, как взаимодействия между хозяином, бактериальным патогеном и литическим бактериофагом могут способствовать возникновению и подавлению вспышек холеры в эндемичных условиях и в развивающихся эпидемических регионах, таких как Зимбабве.

Диарейные болезни, включая холеру, являются ведущей причиной заболеваемости и второй по частоте причиной смерти среди детей в возрасте до 5 лет во всем мире ^1,2 . Трудно определить точную заболеваемость и смертность от холеры, поскольку системы эпиднадзора во многих развивающихся странах находятся в зачаточном состоянии, а многие страны не решаются сообщать о случаях холеры в ВОЗ из-за потенциального негативного экономического воздействия этой болезни на торговлю и туризм. Сегодня реальное бремя холеры оценивается в несколько миллионов случаев в год, преимущественно в Азии и Африке ³ .При оптимальной доставке пероральная регидратационная терапия может снизить уровень летальности с> 20%, наблюдавшихся ранее ( ^4–6 ), до <1% ⁷ . Еще предстоит проделать большую работу, поскольку 27 стран сообщили о показателях летальности, превышающих пороговое значение в 1% в 2007 году (REF. 8).

Возбудитель холеры, грамотрицательная бактерия Vibrio cholerae, является факультативным патогеном, жизненный цикл которого имеет как человеческую, так и экологическую стадии ^9,10 . V. cholerae дифференцируется серологически на основе антигена O его липополисахарида (ЛПС) (). Штаммы, продуцирующие токсин холеры ( токсигенный ) серогрупп О1 и О139 , вызывают подавляющее большинство заболеваний. Серогруппа O1 подразделяется на два фенотипически различных биотипа , , Эль-Тор и классический, второй из которых связан с более ранними пандемиями. Оба биотипа могут быть далее подразделены на два серотипа, Инаба и Огава ⁷ . За последние 20 лет Эль Тор заменил классический биотип ¹¹ ; однако наследие классического биотипа сохраняется, поскольку появились штаммы Эль-Тор, содержащие токсин классической холеры ^12–14 .Серогруппа O139 впервые появилась в 1992 году в результате мультигенной замены в кодирующей антиген O области штамма-предшественника O1 El Tor ¹⁵ . Хотя серогруппа O139 вызвала разрушительные вспышки в 1990-х годах, штамм Эль Тор остается доминирующим штаммом во всем мире ^11,16,17 .

На основании антигенности компонента О-антигена липополисахарида внешней мембраны в водной среде существует более 200 серогрупп (O1 – O200) Vibrio cholerae .Только подмножество штаммов серогрупп O1 и O139 являются токсигенными (Tox ⁺ ) и, следовательно, способны вызывать холеру при приеме внутрь; такие штаммы отбираются у хозяина. Другие штаммы нетоксигены (Tox ^— ) и отбираются против них. Различные типы О-антигена обозначены цветом внешней мембраны и покрытого оболочкой жгутика (периплазматическое пространство и внутренняя мембрана не показаны). Капсулы присутствуют в подмножестве штаммов. Генотипы разных штаммов обозначены цветом цитоплазмы; обратите внимание, что Tox ⁺ O1 и O139 имеют по существу один и тот же генотип, за исключением генов O-антигена.

Патофизиология холеры описана в обширной литературе. Короче говоря, патогенные штаммы несут в себе ключевые факторы вирулентности, которые включают холерный токсин ¹⁸ и ко-регулируемый токсин (TCP) ^19,20 , самосвязывающийся пилус, который связывает бактериальные клетки вместе ²¹ , возможно, чтобы противостоять силам сдвига в тонком кишечнике хозяина. Токсин холеры представляет собой секретируемый токсин субъединицы AB ₅ . Пентамер субъединицы B связывает моносиалотетрагексозилганглиозиды на абсорбирующих эпителиальных клетках, вызывая эндоцитоз ферментативной субъединицы A, после чего он рибозилирует АДФ субъединицу G-белка, который контролирует активность аденилилциклазы.Хотя вирулентность является многофакторной, холерный токсин является ключевым фактором, ответственным за обильную секреторную диарею, которая возникает у инфицированных людей. Трансмиссивные элементы, такие как лизогенный бактериофаг , несущий гены токсина холеры ²² и элемент SXT, несущий гены устойчивости к антибиотикам ²³ , будут продолжать определять эволюцию V. cholerae .

Биологические факторы и факторы окружающей среды, которые способствуют динамике вспышек холеры, продолжают оставаться предметом интенсивных исследований.Было опубликовано несколько обзорных статей, посвященных важности факторов окружающей среды в содействии вспышкам холеры ^24–26 . В этом обзоре мы сосредоточимся скорее на трех биологических факторах, которые, как считается, играют важную роль в возникновении и формировании вспышек холеры: восприимчивость хозяина, вирулентность V. cholerae и литические бактериофаги. Ниже мы обсудим эту троицу факторов, связанных с динамическим характером вспышек холеры.

Человек-хозяин

Клинический спектр

Инфекция V. cholerae вызывает клинический спектр, который варьируется от бессимптомной колонизации до холеры гравис, наиболее тяжелой формы болезни (). После проглатывания зараженной пищи или воды хозяином V. cholerae колонизирует тонкий кишечник в течение 12–72 часов до появления симптомов. Холера часто начинается с желудочных спазмов и рвоты, за которыми следует диарея, которая может прогрессировать до потери жидкости до 1 литра в час ²⁷ .Эти потери приводят к серьезному истощению объема жидкости и метаболическому ацидозу, что может привести к сосудистому коллапсу и смерти ⁷ . Стул с рисовой водой обычно содержит от 10 ¹⁰ до 10 ¹² вибрионов на литр. Пациенты с симптомами могут выделять вибрионы до начала болезни ^28,29 и будут продолжать выделять организмы в течение 1-2 недель ^30,31 . Бессимптомные пациенты обычно выделяют вибрионы со стулом только в течение 1 дня, примерно 10 ³ вибрионов на грамм стула ³² .Следовательно, распределение пациентов с симптомами влияет на количество V. cholerae , которые выделяются для последующей передачи.

Таблица 1

Клинический спектр инфекции Vibrio cholerae

Бессимптомные случаи также могут способствовать распространению микроорганизма, хотя и на гораздо более низком уровне, чем пациенты с симптомами, и могут отражать важный компонент приобретенного иммунитета, который наблюдается в некоторых сообществах. Однако бессимптомные случаи часто трудно задокументировать. Четырехкратное повышение титра вибриоцидного антитела в сыворотке крови является полезной мерой для выявления бессимптомных лиц, которые могут быть инфицированы, но от которых невозможно изолировать организм.Используя положительный результат посева из ректального мазка или ответ на вибриоцидные антитела для определения инфекции, недавно было обнаружено, что у бангладешских детей в возрасте до 5 лет вероятность появления симптомов в 2–3 раза выше, чем у детей старше 5 лет ³⁵ . Частота симптомов во всех возрастных группах в этом исследовании составила 57% ³⁵ . Это соответствует показателям симптоматических инфекций, которые были обнаружены в связи с классическими штаммами в более ранней литературе ^32,38–40 , но намного выше показателей, зарегистрированных для инфекций Эль-Тор в 1970-е годы ⁴⁰ .Таким образом, бессимптомные случаи могут составлять примерно половину всех случаев. Будущие исследования иммунологии бессимптомных пациентов помогут оценить их вклад в защитный иммунитет на популяционном уровне.

Восприимчивость к холере

Генетические факторы и факторы питания хозяина влияют на восприимчивость к холере. Антигены группы гистокрови ABH представляют собой набор клеточных и секретируемых гликолипидов и гликопротеинов, которые являются ключевыми детерминантами восприимчивости хозяина к ряду желудочно-кишечных патогенов; они, по-видимому, влияют на специфичность рецептора клетки-хозяина в отношении связывания патогенов и токсинов.Фенотип O соответствует немодифицированному антигену H и связан со сниженным риском заражения V. cholerae . Однако, как только хозяин инфицирован, фенотип О ассоциируется с повышенным риском серьезных симптомов; механизм этого остается неизвестным. Распространенность фенотипа О варьируется среди человеческих популяций; его низкая распространенность в дельте реки Ганг предполагает, что существует отбор против этого фенотипа в эндемичной по холере зоне ^35,41,42 .В популяциях с высокой распространенностью группы крови O, например в странах Латинской Америки, болезнь протекает тяжелее, и потребности в регидратации и госпитализации инфицированных людей существенно выше ^43,44 .

Хотя антиген группы крови H является единственным давно признанным генетическим фактором, связанным с восприимчивостью к холере, другие генетические полиморфизмы, вероятно, были выбраны за или против, учитывая исторически высокие показатели смертности от холеры.Например, недавнее исследование связывало тяжелую холеру с вариантом LPLUNC1 (белок 1, связанный с карциномой длинного неба, легких и носового эпителия) ⁴⁵ , консервативного белка врожденного иммунитета. Экспрессия LPLUNC1 повышается в эпителии тонкой кишки во время острой холеры и может влиять на течение инфекции V. cholerae ⁴⁶ .

Недоедание, измеряемое по задержке линейного роста, не является фактором риска заражения V. cholerae ³⁵ .Однако дефицит ретинола (витамина А), питательного микроэлемента, который способствует иммунитету слизистых оболочек, является фактором риска, связанным как с инфекцией V. cholerae , так и с развитием симптоматического заболевания ³⁵ . Цинк, еще один питательный микроэлемент, который способствует иммунитету слизистых оболочек, может истощаться во время диарейных заболеваний ⁴⁷ . Оральный цинк устраняет этот дефицит у детей, что приводит к значительному сокращению объема стула и времени до прекращения диареи ⁴⁴ .

Защитный иммунитет

Несколько исследований демонстрируют, что клинически очевидная инфекция V. cholerae индуцирует защитный иммунитет против последующей инфекции (ВСТАВКА 1). Заражение североамериканских добровольцев классическим биотипом и биотипом Эль-Тор обеспечивало 100% и 90% защиту соответственно от последующего заражения ^31,48 . Аналогичным образом, в эндемических условиях было обнаружено, что более 90% пациентов с тяжелым заболеванием, вызванным инфекцией классическим биотипом, были защищены от инфекции в будущем, на основании наблюдаемых и ожидаемых показателей госпитализации в связи со вторым эпизодом холеры в США. это население ³³ ; аналогичные результаты были получены в отдельном исследовании ⁴⁹ .Механизм, лежащий в основе этого защитного иммунитета к инфекции и болезни V. cholerae , неизвестен.

Ящик 1 | Иммунный ответ человека на

Врожденный ответ

Считается, что холера является прототипом невоспалительной инфекции. Часто отсутствуют грубые изменения слизистой оболочки кишечника или архитектурной целостности тонкой кишки. Однако наблюдается повышенная регуляция провоспалительных цитокинов (включая интерлейкин-1β и фактор некроза опухоли), экспрессии различных бактерицидных белков и миграции нейтрофилов в собственную пластинку во время острой холеры.Естественная изменчивость врожденного иммунного ответа может влиять на восприимчивость, что подтверждается открытием, что полиморфизм в промоторной области гена LPLUNC1 (белок 1, связанный с карциномой длинного неба, легкого и носового эпителия) связан с повышенным риском холеры.

Адаптивный ответ

Как адаптивный иммунный ответ на холеру обеспечивает защиту от последующего заболевания, неизвестно. Поскольку Vibrio cholerae неинвазивен, было высказано предположение, что секреторный иммуноглобулин А кишечника (sIgA) защищает от колонизации слизистой оболочки.Примерно через 8 дней после начала холеры наблюдается пик циркуляции антиген-специфических лимфоцитов V. cholerae , которые экспрессируют хемокиновые рецепторы кишечника (см. Рисунок) ¹¹² . Эти лимфоциты вскоре становятся необнаруживаемыми в крови, поскольку они возвращаются на слизистую оболочку кишечника, где они приводят к увеличению секреции sIgA в кишечнике. Реакции сывороточных антител, такие как реакция вибриоцидных антител, также достигают максимума через 1-3 недели после заражения. Хотя высокие сывороточные титры вибриоцидных антител и IgA, специфичного к холерному токсину, коррелируют с защитой от инфекции, эти антитела снижаются до исходного уровня через год после заражения, задолго до того, как защитный иммунитет к холере ослабевает.Точно так же у добровольцев, инфицированных V. cholerae , уровни sIgA слизистой оболочки снижаются до исходного уровня в течение нескольких месяцев. Однако, когда добровольцев, у которых больше нет выявляемых антител, повторно провоцируют антигенами V. cholerae , они демонстрируют стойкую способность вызывать анамнестический иммунный ответ, развивая пиковую кишечную секрецию антител так же быстро, как в течение трех дней. Следовательно, возможно, что скорость анамнестического ответа на повторное воздействие, а не заранее сформированные антитела, может опосредовать защиту от холеры.Это подтверждается недавними данными о том, что холера вызывает ответ В-клеток памяти, который можно обнаружить в течение по крайней мере 1 года после заражения холерой ¹¹³ .

Выявлено несколько коррелятов иммунитета. Лучше всего охарактеризованным серологическим маркером иммунитета является титр сывороточных вибриоцидных антител. Это антитело является комплемент-зависимым бактерицидным антителом, титр которого заметно увеличивается после заболевания, но снижается до исходного уровня через 6–9 месяцев ⁷ . В Бангладеш вибриоцидные антитела обнаруживаются у большинства людей в возрасте 10–15 лет и связаны со снижением риска инфицирования.Поскольку V. cholerae является неинвазивным патогеном, эти сывороточные антитела могут не вносить непосредственный вклад в защиту на уровне слизистой оболочки кишечника, но они могут быть полезны для оценки степени защитного иммунитета на уровне популяции. Антитела иммуноглобулина A, специфичные к TCP, LPS или субъединице B холерного токсина, коррелируют с защитой от последующей инфекции и болезни ³⁵ .

Полевые испытания вакцины обеспечивают контролируемую оценку устойчивости адаптивных иммунных ответов к V.Холера . В крупнейшем контролируемом исследовании 62 285 участников в Бангладеш были рандомизированы для получения 3 пероральных доз (с интервалом в 6 недель) комбинации убитых целых клеток (Эль Тор и классические) плюс субъединица B холерного токсина (вакцина B – WC), цельноклеточный компонент без B-субъединицы (вакцина WC) или убитый Escherichia coli K12 в качестве контроля. Через 3 года наблюдения две вакцины (B – WC и WC) имели 50% и 52% защитную эффективность, соответственно ⁵⁰ . Для детей младше 5 лет эффективность составила 23–26%.Через 6 месяцев наблюдения вакцина B – WC дала 85% защиту ⁵¹ . Ведутся споры о том, демонстрируют ли эти данные эффективность, достаточную для широкомасштабного распространения. В настоящее время предпринимаются усилия по созданию новых вакцин для обеспечения более высоких и устойчивых ответов у реципиентов, а также для снижения производственных затрат с целью преодоления как иммунологических, так и производственных препятствий, которые ограничивают применимость существующих вакцин против холеры ^52–55 .

Роль, которую коллективный иммунитет играет в замедлении передачи холеры, недавно стала оценена.При испытаниях эффективности вакцины отдельные пациенты рандомизируются, чтобы гарантировать, что защитная эффективность отражает только прямой эффект вакцины ⁵⁶ . Это означает, что лицензирование вакцин не учитывает их преимущества на уровне населения. Обсуждаемое выше испытание вакцины B – WC имело уровень охвата от 4% до 65% в разных регионах ^50,57 . Когда уровни заболеваемости холерой сравнивались с показателями охвата вакцинацией в конкретных регионах, было обнаружено, что заболеваемость среди реципиентов плацебо обратно коррелировала с уровнем охвата прививками ⁵⁷ : там, где охват был высоким, даже среди тех, кто этого не сделал. Получившие вакцину, вероятность заболеть холерой по-прежнему была на четверть ниже, чем у невакцинированных лиц в районах с низким охватом.Когда коллективный иммунитет включен в имитационные модели эффективности вакцины, охват вакцинацией B – WC 50% в эндемичных районах приводит к снижению общего числа случаев на 93% ⁵⁸ . Взятые вместе, эти исследования доказывают, что вакцина B-WC может обеспечить достаточную защиту для широкомасштабной вакцинации в эндемичных регионах и что коллективный иммунитет, вероятно, будет играть важную роль в ограничении передачи холеры.

Передача с точки зрения хозяина

Несколько групп создали математические модели, использующие точки зрения как хозяина, так и патогена, чтобы помочь объяснить и предсказать природу вспышек холеры.Цель большинства этих моделей — точно отразить резкий рост и снижение заболеваемости холерой, которое наблюдается два раза в год в регионах вокруг Бенгальского залива. Модель была построена для включения показателей передачи, фактора сезонных колебаний и расчета количества восприимчивых людей на основе различного защитного иммунитета от прошлой инфекции ^59–61 . Эти идеи были основаны на проверке гипотез о том, что высокое соотношение бессимптомных и симптоматических случаев связано с разрешением вспышки и что короткий интервал защитного иммунитета (2–12 недель) после заражения допускает последующие вспышки, которые наблюдаются в Бангладеш ⁶² .Результаты показывают, что комбинация многих бессимптомных случаев и недолговечного иммунитета, а не молчаливых шеддеров , дает модель, которая лучше всего отражает эпидемиологические данные из Западной Бенгалии. У модели есть ограничения: она предполагает соотношение бессимптомных и симптоматических случаев, которое намного выше, чем наблюдаемое в последние годы, и она была протестирована с использованием показателей смертности, которые связаны с клинически определенной холерой из Западной Бенгалии между 1891 и 1940 годами — эпохой до открытия. ротавируса и энтеротоксигенного E.coli , которые являются смешивающими факторами. Несмотря на свои недостатки, эти модели улучшают наше понимание сложной динамики вспышек и показывают, насколько мощной может быть реакция хозяина в ограничении передачи. Новые модели передачи холеры должны по-прежнему включать факторы сезонных колебаний, соотношение бессимптомных и симптоматических случаев и темпы снижения защитного иммунитета.

Возбудитель

Инфекционные дозы на животных моделях

Заражение человека-хозяина — многоступенчатый процесс: V.cholerae необходимо принимать внутрь в дозе, достаточной для преодоления врожденной иммунной защиты, затем экспрессии факторов вирулентности для колонизации тонкой кишки и, наконец, для координации выхода из организма хозяина для облегчения передачи ⁶³ (). Модели холеры на животных в значительной степени являются показателями успешности первых двух стадий ⁶⁴ . Используя модель инфекции на младенческой мыши, было показано, что V. cholerae , выделяемое с рисовым водяным стулом человека, находятся в гиперинфекционном состоянии, демонстрируя ID ₅₀ из 10–100 клеток по сравнению с примерно 500 клетками для В.cholerae выращено in vitro ^65–67 . Гиперинфекция также была задокументирована в Citrobacter rodentium ⁶⁸ , а гиперинфекционный V. cholerae может быть воспроизведен при прохождении через мышиную модель инфекции ^68,69 . Определение и фенотип гиперинфективности противоречивы из-за сложностей при выборе наиболее подходящих условий культивирования для роста контрольного штамма.

Токсигенные штаммы Vibrio cholerae сохраняются в водной среде вместе с нетоксигенными штаммами, чему способствует образование биопленок на биологических поверхностях и использование хитина в качестве источника углерода и азота.При попадании этих адаптированных к водной среде бактерий в загрязненную пищу или воду токсикогенные штаммы колонизируют тонкий кишечник, размножаются, выделяют токсин холеры и возвращаются в окружающую среду хозяином при секреторной диарее. Патогенные микроорганизмы, выделяемые калом, находятся в преходящем гиперинфекционном состоянии, которое способствует усилению вспышки за счет передачи последующим хозяевам.

Молекулярные механизмы, которые способствуют гиперинфективности у V. cholerae , многофакторны.Исследования на микроматрицах показали, что глобальный профиль транскрипции гиперинфекционных вирусов V. cholerae из рисового отвара отличается от таковых для V. cholerae , выращенных in vitro или верхних отделов тонкой кишки V. cholerae , выведенных с рвотными массами ^{65, 70,71} (). Большинство известных генов вирулентности, включая гены холерного токсина и TCP, подавляются в стуле из рисовой воды, но механизм этого подавления остается неизвестным. Еще одна уникальная особенность — подавление генов хемотаксиса, что удивительно, учитывая, что планктонные вибрионы, выделяемые пациентами, являются жгутиками и очень подвижны.Было показано, что это подавление хемотаксиса является одним из компонентов гиперинфективности, поскольку подвижные, но нехемотаксирующие мутанты V. cholerae являются гиперинфекционными ^66,72,73 .

При проглатывании (нижняя правая панель) Vibrio cholerae использует подвижность и муциназы для проникновения через слизистый гель и N -ацетилглюкозамин-связывающий белок A ( GbpA) и другие факторы колонизации эпителия тонкой кишки.Существенные изменения в экспрессии генов сопровождают этот переход от пруда к острой инфекции, включая, помимо прочего, индукцию vieA, которая кодирует фосфодиэстеразу, гидролизующую вторичный мессенджер циклический ди-GMP, и гены, регулируемые ToxR, включая гены холерного токсина и самоагрегирующиеся пилусы, регулируемые токсинами (TCP). Кроме того, репрессируются несколько генов, например, гены хитин-связывающего маннозу-чувствительного гемагглютинина пилуса (MSHA) и стрессового сигма-фактора RpoS.На поздней стадии инфекции (нижняя левая панель) V. cholerae снова изменяет экспрессию своего гена, чтобы отделиться от эпителия — «реакция бегства» — и подготовиться к передаче другому хозяину (например, распространение в домашних условиях). ) или попадание в водную среду. Изменения на поздней стадии включают индукцию генов синтеза c-di-GMP (дигуанилилциклазы), систем поглощения питательных веществ (таких как регулон регуляции поглощения железа (Fur)) и подвижности (Fla), а также репрессию таких генов, как для хемотаксиса (Che) и регулона ToxR.Возникающее в результате состояние «подвижное, но не хемотаксическое» способствует гиперинфективности. Если бактерии, выделяющиеся со стулом, не попадают в организм другого хозяина в течение короткого периода времени, то их ждет одна из двух судьб (верхняя панель): укоренение в водной среде путем нахождения подходящих источников питательных веществ, таких как хитин, или распад в « активную среду ». но некультивируемое состояние. После воздействия хитина V. cholerae индуцирует несколько генов, участвующих в прикреплении и катаболизме хитина (регулон ChiS), а также гены, участвующие в генетической компетентности (регулон TfoX).Образование биопленок на поверхности опосредуется индукцией регулона Vps, который кодирует внеклеточный полисахарид. Во время перехода в активное, но не культивируемое состояние происходят большие изменения в экспрессии генов, поскольку V. cholerae пытается адаптироваться к условиям с низким содержанием питательных веществ. К ним относятся индукция генов фосфатного и азотного голодания (phoB и glnB-1 соответственно) и репрессия генов трансляционного аппарата.

Транскриптом V. cholerae , пассированный от животных, также уникален и был выявлен в двух недавних исследованиях.Во-первых, существует скоординированная «реакция бегства», которая позволяет организму отделяться от ворсинок кишечника, готовясь к выходу из организма хозяина; это регулируется стрессом и стационарной фазой сигма-фактора РНК-полимеразы RpoS ⁷⁴ . Во-вторых, на более поздних стадиях заражения животных V. cholerae активирует экспрессию генов, которые не требуются для инфекции, но которые важны для выживания при переходе в водную среду ⁷⁵ . Эта предварительная индукция генов выживания в окружающей среде на поздних этапах инфекции может подготовить организм к жесткому селективному давлению в воде пруда, тем самым облегчая передачу ^24,65 .В большинстве описанных выше исследований бактериальные клетки, составлявшие инфекционную дозу, были планктонными клетками, а не агрегатами. Было проведено одно исследование с участием добровольцев, в котором V. cholerae в морщинистой форме (то есть агрегатной и продуцирующей экзополисахариды) вводили добровольцам; инфекционная доза была аналогична дозе, наблюдаемой для планктонных форм, а морщинистые формы выделялись добровольцами ⁷⁶ . Кроме того, люди выделяют V. cholerae в виде сложных биопленкообразных агрегатов ^67,77,78 .Идентификатор ₅₀ из V. cholerae выделяется в совокупностях, и роль, которую эти совокупности играют в передаче, еще предстоит определить.

Инфекционная доза у людей

Инфекционная доза V. cholerae у людей сильно варьируется в зависимости от бактериального штамма и хозяина. Дозы 10 ⁸ –10 ¹¹ клеток требовались для обеспечения последовательной колонизации у здоровых североамериканских добровольцев ^7,29,31 . Инфекционная доза снижается до 10 ⁴ –10 ⁸ при использовании бикарбонатного буфера для нейтрализации желудочного сока незадолго до инокуляции; этот метод дает 90% случаев заражения ^7,29,31 .В домашнем хозяйстве пища может действовать как кислотный буфер; В исследованиях на добровольцах введение бактерии как часть «еды» из риса, рыбы, заварного крема и обезжиренного молока дало результаты, сравнимые с результатами, наблюдаемыми при одновременном введении бактерий и бикарбоната ⁷⁹ . В эндемичных условиях инфекционная доза неизвестна. Подсчет V. cholerae в образцах домашнего хозяйства и окружающей среды исторически сложен, требует быстрого реагирования и использования флуоресцентной микроскопии для подсчета тех бактерий, культивирование которых может оказаться затруднительным. ⁸⁰ .

Клиническое наблюдение, что буферная кислота желудочного сока снижает инфекционную дозу, предполагает, что бактериальные гены, участвующие в кислотной устойчивости, могут способствовать вирулентности. Сигнатурный мутагенез (STM) был использован для поиска подмножества генов вирулентности, которые вносят вклад в устойчивость к кислоте in vitro ⁸¹ . Удаление этих генов ослабило V. cholerae в модели инфекции у новорожденных мышей, что подтверждает их роль в вирулентности. Кроме того, обнажая В. дикого типа.cholerae к кислоте непосредственно перед инокуляцией мышей давало большое конкурентное преимущество перед неадаптированными к кислоте бактериями ⁸² . Эти данные, наряду с другими, демонстрируют, что бактерии , выращенные in vitro, могут стать более заразными в результате воздействия стресса. Кроме того, эти результаты могут иметь клиническое значение в тех регионах мира, где распространено пониженное производство кислоты в желудке (ахлоргидрия), вторичное по отношению к инфекции Helicobacter pylori, например, Бангладеш ⁷ .

Передача с точки зрения патогена

Роль, которую гиперинфекция играет в быстром распространении холеры среди населения в начале вспышки, остается непроверенной. V. cholerae остается гиперинфекционным в течение как минимум 5 часов после перехода от пациентов в водную среду, что позволяет предположить, что гиперинфекция играет особую роль в передаче инфекции в районах с высокой плотностью населения, где существует вероятность контакта с организмом другого человека. в относительно короткие сроки ^65,70 .Одна модель передачи холеры предполагает, что вспышка начинается, когда либо уже инфицированный индексный случай мигрирует и заражает новую территорию, либо V. cholerae , потребляемая из естественного водоема окружающей среды, создает новый индексный случай у постоянного населения. В обоих сценариях возможно ускорение вспышки в результате быстрого распространения гиперинфекционного вируса V. cholerae от человека к человеку, проведенного в окружающей среде лишь за короткий период времени.Модели передачи, которые допускают только стохастическое поступление V. cholerae из окружающей среды, не предсказывают резкого роста числа случаев, которые наблюдаются в начале вспышек во всем мире, в том числе тех, которые происходят раз в два года в Бангладеш ¹¹ . Однако модели, которые включают гиперинфективность ⁸³ , лучше отражают этот резкий подъем.

Поддержание передачи через водоемы

Эндемичная холера встречается в регионах с естественными водными резервуарами токсигенных и нетоксигенных веществ V.cholerae , где бактерии могут сохраняться либо в свободноживущем состоянии, либо в ассоциации с фитопланктоном ^84–86 , зоопланткон ^85–88 или биотическим и абиотическим детритом ^89,90 . Эти взаимодействия могут быть как полезными, так и антагонистическими ^91,92 . Ассоциации вообще не случайны. Например, у V. cholerae появились механизмы присоединения, разложения и использования хитина в качестве источника углерода и азота ^93–95 ().Для экологических изолятов методы ДНК-типирования, основанные на секвенировании гипервариабельных локусов повторов короткой последовательности, начали лучше определять взаимосвязь между нетоксигенными и токсигенными V. cholerae . Было обнаружено, что два сельских региона, разделенных 80 км в дельте реки Ганг, содержат отдельные, разнообразные штаммы из экологических и клинических условий ⁹⁶ . Изоляты из окружающей среды состояли как из токсигенных, так и из нетоксигенных штаммов O1 El Tor и O139 на фоне нетоксигенных штаммов, представляющих многие серогруппы.Напротив, клинические изоляты были строго токсигенными O1 El Tor и O139, но относились к разным типам штаммов. Эти результаты демонстрируют, что в организме хозяина токсигенные штаммы обладают селективным преимуществом перед нетоксигенными штаммами из окружающей среды. Взаимосвязь между экологическими и клиническими штаммами может быть разной в других регионах мира и, вероятно, будет варьироваться в зависимости от окружающей среды, санитарии, инфраструктуры и плотности населения.

Селективное давление в водной среде

Некоторые бактериальные патогены, в том числе В.cholerae , теряют способность культивироваться на стандартных средах после переноса от хозяина или лаборатории в водную среду ^24,97 . Этот фенотип традиционно известен как «жизнеспособное, но не культивируемое» (VBNC) состояние, поскольку клетки сохраняют способность к основным метаболическим процессам, таким как синтез белка, дыхание и поддержание целостности мембран, несмотря на их неспособность культивироваться ²⁴ . Альтернативный, более консервативный термин, который применяется к этому состоянию, — «активный, но не культивируемый» (ABNC), поскольку остается неясным, живы ли еще бактерии, утратившие культивирование на стандартных средах ⁹⁸ .

V. cholerae может быстро превратиться в ABNC, когда покидает человека-хозяина и попадает в водную среду. Исследования с участием V. cholerae , полученных от пациента и in vitro, производных V. cholerae , которые подвергались диализу в прудовой воде, продемонстрировали снижение культивируемости на 60% и 90% через 5 часов и 24 часа соответственно ⁶⁵ . Анализ микроматрицы продемонстрировал быстрые и заметные изменения транскрипции, когда бактерии входили в состояние ABNC ⁶⁵ . Эти изменения включали индукцию генов поглощения фосфатов и фиксированного азота и подавление генов синтеза белка и энергетического метаболизма, что согласуется с низкими уровнями источников углерода, фосфатов и фиксированного азота, которые часто встречаются в водной среде.Остается проверить, будет ли включение твердых частиц, которые были отфильтрованы из воды пруда в вышеупомянутом исследовании, продлить культивирование V. cholerae . Учитывая возможность такого быстрого снижения культивируемости, исследователи задали вопрос, является ли большинство из клеток V. cholerae , заражающих людей из окружающей среды, ABNC или культивируемыми клетками. Одна из гипотез гласит, что если культивируемые клетки более заразны, чем клетки ABNC, то ID ₅₀ , рассчитанный по общему количеству клеток, будет увеличиваться по мере уменьшения процента культивируемых клеток в популяции.Это было подтверждено в недавних экспериментах, предполагающих, что основными виновниками инфицирования человека, вероятно, являются культивируемые клеток V. cholerae ⁶⁵ . Будущие математические модели передачи V. cholerae должны учитывать возможность снижения скорости культивирования.