Молекулярная диагностика желудочно-кишечных инфекций (вирусов, бактерий, паразитов) – диагностика синдромов

Общая информация

Желудочно-кишечные инфекции представляют собой группу состояний вирусной, бактериальной или паразитарной этиологии, которые чаще всего проявляются как диарейные заболевания. Они передаются преимущественно фекально-оральным путем, и им способствует отсутствие санитарии и плохая личная гигиена, что оказывает гораздо большее влияние на развивающиеся страны. Наиболее распространенными этиологическими агентами диарейного заболевания, о которых сообщается во всем мире, являются ротавирус и кишечная палочка (E. coli), но распространенность этиологии значительно различается в зависимости от локализации, возрастных групп, социально-экономического статуса и т. д. 1.

Диагностика желудочно – кишечной инфекции важна, потому что симптоматика (диарея-жидкий стул, рвота, потоотделение) может иметь серьезные краткосрочные последствия (истощение воды и электролитов в организме) с потенциально смертельным развитием, если не вмешиваться в восстановление гидроэлектролитического баланса. По данным Центра по контролю и профилактике заболеваний (CDC), диарейные заболевания являются второй по распространенности причиной смерти среди детей в возрасте до 5 лет в мире.2.

Молекулярная диагностика этиологии желудочно-кишечных инфекций позволяет одновременно тестировать несколько классов патогенов (вирусы, бактерии, паразиты) из одного образца стула и обеспечивает быстрый результат при наблюдении за назначением правильного и целевого лекарства.

Инновационный метод мультиплексной ПЦР в реальном времени позволяет идентифицировать генетический материал (РНК или ДНК) наиболее распространенных патогенов, вовлеченных в желудочно-кишечную патологию, с чистотой, превосходящей традиционные методы, и способностью выявлять коинфекции или инфекции патогенов, которые трудно диагностировать с помощью копрокультуры или компропаразитологического микроскопического исследования.

Использование методов молекулярной биологии не исключает использования традиционных методов, поскольку после идентификации возбудителя показано использование такого метода идентификации для проверки чувствительности к противомикробным агентам (антибактериальным, противогрибковым), а также показано для проверки эволюции после лечения.

Вирусы с желудочно-кишечным тропизмом

Вирусная желудочно-кишечная инфекция обычно проявляется как острая инфекция с такими симптомами, как водянистая диарея, тошнота, рвота, коликативная боль в животе (судороги), а иногда и лихорадка, и в основном поражает пожилых людей (младенцев, пожилых людей) и людей с ослабленным иммунитетом. Норовирус, ротавирус, астровирус, аденовирус и Саповирус являются наиболее частыми причинами вирусного гастроэнтерита.

Норовирус GI/GII

Норовирусы образуют группу одноцепочечных РНК-вирусов, принадлежащих к семейству Caliciviridae, которые передаются при приеме пищи или воды, загрязненной фекалиями, и при прямом контакте с инфицированными людьми. Норовирусный гастроэнтерит может развиться во всех возрастах, особенно у взрослых, являясь основной причиной острых вспышек гастроэнтерита в промышленно развитых странах.

Ротавирус

Ротавирус-это двухцепочечный РНК-вирус семейства Reoviridae, который передается при приеме пищи или воды, загрязненной фекалиями, и при прямом контакте с инфицированными людьми. Ротавирусный гастроэнтерит обычно проявляется сезонно зимой и поражает преимущественно детей, у которых могут развиться тяжелые формы водянистой диареи, часто связанные с рвотой, лихорадкой и болью в животе.

Аденовирус F (ADV - F; серотип 40/41)

Аденовирус человека (HAdV) является частью семейства Adenoviridae и представляет собой линейный двухцепочечный ДНК-вирус. Аденовирусы человека подразделяются на семь подгрупп (аденовирус A - G), из которых типы ADV-F40 и ADV-F41 демонстрируют выраженный желудочно-кишечный тропизм, вызывающий острый гастроэнтерит с лихорадкой, диареей, рвотой и болью в животе. Эти типы аденовирусов передаются только фекально-перорально и являются основной причиной детской смертности, связанной с диарейными заболеваниями.

Астровирус

Астровирус - это ОДНОЦЕПОЧЕЧНЫЙ РНК-вирус семейства Astroviridae, который передается фекально - перорально через зараженную пищу и воду и при прямом контакте с инфицированными людьми. Этот вирус в основном поражает маленьких детей и проявляется легкой водянистой диареей, которая обычно длится 2-3 дня и в редких случаях может вызвать сильное обезвоживание.

Саповирус

Саповирусы представляют собой одноцепочечные РНК-вирусы семейства Caliciviridae и подразделяются на пять генотипов (I, II, III, IV и V), из которых I, II, IV и V способны инфицировать человека. Эти вирусы передаются фекально-перорально и являются второй по распространенности причиной вирусного гастроэнтерита у детей после норовируса.

Бактерии-желудочно-кишечные патогены

Бактериальный гастроэнтерит - это воспаление желудочно-кишечного тракта (желудка и кишечника), которое проявляется от легкой до тяжелой формы и включает: водянистую диарею, тошноту и рвоту, лихорадку, озноб, боль в животе и кровавую диарею в тяжелых случаях. Заражение бактериальной инфекцией чаще всего достигается при проглатывании зараженной пищи или воды или при контакте с инфицированными людьми. Бактериальный гастроэнтерит является основной причиной "диареи путешественников", основного инфекционного заболевания, о котором сообщают люди, путешествующие за границу.

Шигелла spp./ EIEC

Виды шигеллы передаются фекально-орально, при личном контакте с инфицированным человеком или при употреблении зараженной пищи или воды, поэтому для предотвращения болезни важно тщательно промыть рук3.

Виды Shigella (S. boydii, S. dysenteriae, S. flexneri и S. sonnei) и энтероинвазивная E. coli (EIEC) вызывают гастроэнтерит, разрушая и воспаляя слизистую оболочку толстой кишки с проявлениями, которые включают: диарею, лихорадку и боль в желудке, а в некоторых случаях и стул с кровью. Инфекция обычно ограничивается желудочно-кишечным трактом, хотя также могут наблюдаться внекишечные проявления: реактивный артрит, гемолитико-уремический синдром и неврологические осложнения.

Campylobacter spp.

Campylobacter - это микроаэрофильная, изогнутая или спиральная грамотрицательная бацилла, которая обладает подвижностью через жгутики. Campylobacter широко распространен во всем мире, и международные поездки являются фактором риска заражения.

Инфекция возникает после употребления зараженной пищи, особенно птицы, непастеризованного молока и воды. C. jejuni и C. coli-распространенные виды, вызывающие бактериальный гастроэнтерит с диарейным заболеванием, редко угрожающим жизни у людей с ослабленным иммунитетом. Появление симптомов обычно происходит через 24-72 часа после приема внутрь. Примерно у 1 из 1000 диагностированных инфекций развивается синдром Гийена-Барре, паралич, требующий неотложной медицинской помощи. 4.

Yersinia enterocolitica

Инфекция Y. enterocolitica может быть заражена употреблением зараженной пищи, молока и молочных продуктов, сырого мяса, птицы, яиц, овощей, морепродуктов и проявляется в основном у детей в холодное время года различными симптомами, такими как лихорадка, боль в животе и диарея с кровью. Хотя гастроэнтерит, вызванный Иерсинией, часто проходит самостоятельно, у некоторых пациентов развиваются хронические инфекции, такие как реактивный артрит, узловатая эритема, гломерулонефрит или миокардит5.

Вибрион СПП.

Виды бактерий Vibrio (V. cholerae, V. parahaemolyticus и V. vulnificus) представляют собой грамотрицательные палочковидные бактерии, которые естественным образом обитают в соленой воде и морской среде и приобретаются в результате воздействия морской воды или употребления сырых или недостаточно приготовленных морепродуктов. В легкой форме симптомы холеры часто неотличимы от других причин диареи. Однако чаще у пациентов развивается сильное обезвоживание, часто с спазмами в животе, тошнотой, рвотой и лихорадкой, и они могут даже исчезнуть из-за острой водянистой диареи6.

Clostridium difficile токсин B

Clostridium difficile является одним из основных этиологических факторов внутрибольничных инфекций, вызванных лечением антибиотиками или нарушением кишечной флоры и часто поражающих пожилых людей. Патогенность C. difficile определяется наличием токсинов, споруляцией и устойчивостью к противомикробным препаратам, а токсин B, как известно, играет важную роль в патогенности.

Не у всех колонизированных пациентов развиваются симптомы. Большинство младенцев колонизированы C. difficile и протекают бессимптомно. При наличии инфекция C. difficile проявляется диареей с кровью/без нее, лихорадкой, болью в животе, рвотой, кишечной непроходимостью и обезвоживанием. Токсический мегаколон и перитонит являются значительными осложнениями запущенных инфекций. Следует отметить, что многие успешно леченные пациенты будут по-прежнему иметь положительные результаты при тестировании в течение недель или месяцев после ремиссии симптомов; дополнительное лечение не является ни необходимым, ни эффективным 7.

Aeromonas spp.

Aeromonas (A. caviae, A. hydrophila и A. veronii biotip sobria) присутствует в пресной и соленой воде и вызывает гастроэнтерит, часто выделяясь из образцов, взятых у пациентов с “диареей путешественников”.

Aeromonades были связаны с широким спектром инфекционных заболеваний: гастроэнтерит, раневые инфекции, респираторные инфекции, инфекции мочевыводящих путей и септицемии. Однако Аэромонады чаще всего связаны с желудочно-кишечной энтеропатией. Симптомы включают водянистую диарею (с самоограничивающейся эволюцией), лихорадку, боль в животе.рвота, диарея с кровью и возможное вторичное обезвоживание8.

Сальмонелла spp.

Сальмонелла является частью группы бактерий, которые передаются при употреблении зараженных продуктов животного происхождения, в основном птицы, яиц и молока, и вызывают такие симптомы, как лихорадка, боль в животе, диарея, тошнота, а иногда и рвота, которые обычно возникают через 12-72 часа после приема зараженной пищи. В зависимости от серотипа симптомы сальмонеллы могут варьироваться от самоограничивающегося гастроэнтерита и диареи до системной инфекции с лихорадкой, затруднением дыхания, осложнениями печени и селезенки и неврологическим повреждением. Основное влияние этой инфекции оказывает на детей и пожилых людей, а также на случаи, когда бактерии попадают в кровоток, потому что симптомы могут стать серьезными и поставить под угрозу жизнь9.

E. coli + C. difficile

Escherichia coli (E. coli) - это факультативно анаэробная бактерия, которая колонизирует кишечный тракт и которая после приобретения некоторых признаков патогенности может вызвать диарею. Штаммы diareigene: энтеропатогенный E. coli (EPEC), энтеротоксигенный E. coli ( ETEC), продуцирующий токсин Shiga E. coli (STEC) вместе с подгруппой энтерогеморрагической E. coli (EHEC), энтероинвазивной E. coli (EIEC) и энтероагрегативной E. coli (EAEC).

STEC

Токсин сига (Stx) – это энтеротоксин, секретируемый E. coli-STEC si Shigella spp. который вызывает гастроэнтерит, который может проявляться диареей с кровью (геморрагический колит), бескровной диареей или гемолитико-уремическим синдромом (S H-U).

E. coli O157

Серотип O157 принадлежит к патогенному штамму E. coli-EHEC или STEC, который вызывает серьезные клинические случаи с острой диареей, геморрагическим колитом и гемолитическим уремическим синдромом (S H-U).

Энтеропатогенная кишечная палочка (EPEC)

EPEC является важным патогеном, который поражает детей в возрасте до 2 лет в развивающихся странах.

Энтеротоксигенная кишечная палочка (ETEC)

ETEC является основной причиной "диареи путешественников" и проявляется во всех возрастных группах в районах с плохой гигиеной.

Энтероагрегативная кишечная палочка (EAEC)

EAEC является второй наиболее частой причиной "диареи путешественников" после ETEC, которые встречаются в развивающихся странах и связаны с постоянной диареей.

Clostridium difficile гипервирулентный

Clostridium difficile является одним из основных этиологических факторов внутрибольничных инфекций, вызванных лечением антибиотиками или нарушением желудочно-кишечной флоры, часто поражающей госпитализированных взрослых и пожилых людей. Гипервирулентный штамм продуцирует больше токсина A и B из-за мутации в регуляторном гене (ген tcdC), имеющей устойчивость высокого уровня к фторхинолонам.

Паразиты-простейшие желудочно-кишечные патогены

Кишечные простейшие вызывают диарейные заболевания тяжелых форм у пациентов с ослабленным иммунитетом со значительной заболеваемостью и смертностью как в развитых, так и в развивающихся регионах.

Giardia lamblia

Простейшие Giardia lamblia ( G. duodenalis и G. intestinalis), наиболее распространенный кишечный паразит, вызывает лямблиоз, который является одной из наиболее частых невирусных причин диареи среди детей.

Некоторые случаи могут быть бессимптомными; но когда они присутствуют, симптомы включают диарею, вздутие живота, мальабсорбцию, тошноту, рвоту и спазмы в животе. Заражение обычно самоограничивается, но у детей может возникнуть хроническая диарея, вызывающая мальабсорбцию с потерей веса и задержкой роста и развития. Острый лямблиоз может имитировать острый вирусный энтерит, бациллярную дизентерию, острый кишечный амибиаз и воспалительное заболевание10.

Entamoeba histolytica

Entamoeba histolytica является патогенным амибоидным простейшим, для которого человек является основным резервуаром и который вызывает амибиаз, встречающийся в основном в развивающихся странах. Клиническая картина может варьироваться от бессимптомной до желудочно-кишечных заболеваний и инвазивных заболеваний, которые могут негативно повлиять на рост детей. Симптомы включают геморрагическую диарею, усталость, тошноту, лихорадку, потерю веса. Кишечный амибиаз может имитировать инфекционную диарею, воспалительное заболевание кишечника, ишемический колит, дивертикулит, пороки развития AV.

Амибиома может имитировать карциному толстой кишки. Амебные стриктуры могут имитировать венерическую лимфогранулему (хламидиоз) и злокачественные новообразования. Амибиаз печени может имитировать пиогенный абсцесс печени, некротическую гепатому и эхинококковую кисту11.

Cryptosporidium spp.

Cryptosporidium (C. hominis или C. parvum.) является простейшим паразитом медицинского и ветеринарного значения, который вызывает гастроэнтерит у различных позвоночных хозяев. Заражение распространяется фекально-перорально и косвенно через загрязненную воду. Криптоспоридиум является частой причиной эпидемий, передаваемых через пищу и воду. У иммунокомпетентных пациентов заражение самоограничивается. Другие симптомы включают лихорадку, тошноту, рвоту и боль в животе. Симптомы могут быть циклическими. Это может поставить под угрозу жизнь пациентов с ослабленным иммунитетом. Кишечный криптоспоридиоз может имитировать синдром мальабсорбции, лямблиоз и вирусную диарею. Билиарный криптоспоридиоз может имитировать острый холангит12.

Blastocystis hominis

B. hominis населяет подвздошную кишку и слепую кишку, является одним из наиболее распространенных кишечных паразитов, встречающихся у людей и животных, и долгое время считался непатогенным, но есть недавние исследования, подтверждающие его роль патогена. При наличии симптомы включают тошноту, анорексию, боль в животе, метеоризм, острую/хроническую диарею, запор, анальный зуд, усталость, боль в суставах и крапивницу. Это связано с синдромом раздраженного кишечника, что в три раза чаще встречается у этих пациентов13.

Dientamoeba fragilis

D. fragilis-патогенный паразит с мировым распространением, который, как было показано, вызывает острое желудочно-кишечное заболевание (диарея и боль в животе), которое может прогрессировать до хронизации. Хотя многие пациенты протекают бессимптомно, D. fragilis был связан с диареей, болью в животе, тошнотой, потерей веса, анорексией и метеоризмом 14.

Cyclospora cayetanensis

Cyclospora cayetanensis - простейшее, поражающее желудочно-кишечный тракт и вызывающее острое диарейное заболевание как у людей с ослабленным иммунитетом, так и у иммунокомпетентных людей. C. cayetanensis был идентифицирован как важная причина эндемичных или эпидемических диарейных заболеваний у детей и взрослых во всем мире.

Циклоспориоз характеризуется обильным, бескровным, водянистым диареей, анорексией, усталостью, потерей веса, тошнотой, метеоризмом, спазмами в животе, миалгией, рвотой и субфебрилляцией.

Симптомы начинаются примерно через 7 дней после приема внутрь. Если не лечить, это может занять от недель до месяцев с ремиттирующими и рецидивирующими симптомами. Циклоспориоз может имитировать острый вирусный энтерит и диарею путешественника15.

Рекомендации к тестированию:

• острое диарейное заболевание с кровью в стуле или без нее, спазмы и боли в животе, тошнота и рвота, лихорадка и т. д., которые не проходят при симптоматическом лечении;
• хроническое поражение желудочно-кишечного тракта;
• подозрение на пищевую токсинфекцию;
• люди с установленной желудочно-кишечной симптоматикой после госпитализации;
• пациенты с ослабленным иммунным статусом (например, ВИЧ-инфекция) с подозрением на оппортунистическую патогенную инфекцию (например, Cryptosporidium spp.).

Подготовка пациента - сбор образцов до начала любого антимикробного лечения.

Собранный образец - фекалии в жидкой транспортной среде.

Контейнер для сбора - Fecal Swab

Стабильность образца - образец фекалий, собранных в транспортной среде, стабилен 2 дня при 2-8°C и 1 месяц при -20°C.

Метод-мультиплексная ПЦР в реальном времени.

Будут проанализированы следующие патогены:

GI-вирусы

Норовирус GI / GII (NVG1/NVG
Ротавирус а (RU
Аденовирус F (ADV - F; серотипы 40/41)
Астровирус (ASV
Саповирус (СВ)

GI-бактерии (I)

Shigella /EIEC
Campylobacter
Yersinia enterocolitica
Vibrio spp
Clostridium difficile toxin B
Aeromonas
Сальмонелла

GI-бактерии (II)

Шига токси
Энтеропатогенная кишечная палочка (EPEC)
Энтеротоксигенная кишечная палочка (ETEC
Enteroaggregative coli (EAEC)
coli O157
Clostridium difficile hypervirulent

GI-паразиты

Giardia lamblia (GL)
Entamoeba histolytica (EH)
Cryptosporidium (CR
Blastocystis hominis (BH)
Dientamoeba fragilis (DF)
Cyclospora cayetanensis (CC)

Интерпретация результатов, границы и помехи Результаты теста качественно сообщаются следующим образом:

Необнаружимый - Положительно с сообщением о типе / типах патогенов, присутствующих в образце.