Сучасні підходи до діагностики атипових пневмоній (SARS)
Назва захворювання: Синдром атипової пневмонії, це неточний переклад з англійської, використовуваний старими клініцистами. Найімовірніше вони мали на увазі пневмонії, спричинені нетиповою флорою. Типовою була бактеріальна кокова флора, яка викликала значну кількість випадків пневмонії. Тому й інші збудники вважалися нетиповими чи атиповими (atipicus). Це могли бути клебсієли, мікоплазми, хламідії, коксієли, сальмонели, а також віруси. У випадку SARS збудником є коронавірус, який вражає органи дихання. Найважчим проявом є пневмонія, за збудником – атипова.
Сучасні підходи до діагностики атипових пневмоній І.С. Тартаковський Інститут епідеміології та мікробіології ім. Н.Ф.Гамалеї РАМН, Москва Журнал "Клінічна Мікробіологія та Антимікробна Хіміотерапія". №2 2000р
Збудники атипових пневмоній – мікоплазми, легіонели, хламідії, Coxiella burnetii (збудник лихоманки Ку) – відіграють помітну роль в інфекційній патології людини. Незважаючи на суттєві відмінності в біології збудників, епідеміології та клініці інфекційного процесу, цю групу мікроорганізмів поєднують стійкість до пеніцилінів та інших бета-лактамів, а також загальні підходи до лабораторної діагностики. Найбільшого значення для лабораторної діагностики атипових пневмоній в даний час набувають імунологічні та молекулярно-біологічні методи (імуноферментний аналіз, імунофлюоресценція, полімеразна ланцюгова реакція). Носіння і персистенція, характерні для інфекцій викликаних даною групою збудників, зумовлюють необхідність особливо ретельної інтерпретації серологічних реакцій та результатів молекулярно-біологічних методів дослідження. Подальше вдосконаленняЛабораторна діагностика атипових пневмоній пов'язана з пошуком нових специфічних антигенних і нуклеотидних маркерів збудників, постановкою етіологічного діагнозу в початковій фазі захворювання, зниженням вартості найбільш чутливих діагностичних тест-систем.
Ключові слова: атипові пневмонії, мікоплазми, легіонели, хламідії, коксієла, діагностика.
Введение Термін "первинні атипові пневмонії" увійшов у практику в 40-ті роки ХХ століття і використовувався для характеристики пневмоній, що погано піддаються лікуванню сульфаніламідними препаратами та пеніциліном. Першим етіологічним агентом цієї групи був виділений з мокротиння хворого на пневмонію фільтрується збудник, названий агентом Ітона. Припущення про вірусну природу цієї групи пневмоній погано узгоджувалося з чутливістю до тетрацикліну, а виділення агента Ітона на штучному поживному середовищі довело, що збудник не є вірусом. Агент Ітона був віднесений до групи плевропневмонієподібних мікроорганізмів, відомих ще з 1898, після виділення їх від великої рогатої худоби. У 1963 р. назва агента Ітона було замінено на сучасне видове - Mycoplasma pneumoniae [4,6].
Останніми роками група " атипових пневмоній " поповнилася дуже різними зі своєї біології збудниками, які мають нічого спільного з позицій таксономії прокаріотів (табл.1). Викликані ними інфекції суттєво відрізняються по клініці, епідеміології, умовам циркуляції збудника та шляхам їх передачі. Незважаючи на ці обставини, термін "атипові пневмонії", не будучи суворо науковим визначенням, що входить до Міжнародної класифікації хвороб, досить міцно увійшов до клінічної та мікробіологічної практики [8].
Основні збудники атипових пневмоній Мікоплазми- M.pneumoniae Хламідії - C.pneumoniae, C.trachomatis, C.psittaci Легіонели - L.pneumophila Збудник лихоманки Ку - C.burnetii
Групу збудників атипових пневмоній поєднує стійкість до пеніциліну та інших бета-лактамів, а життєздатність самого терміну пов'язана з поширенням даних інфекцій.
Оцінка ефективності будь-якого нового препарату антимікробної терапії пневмоній практично неможлива без аналізу його дії проти збудників атипових пневмоній.
Нарешті, спільними для атипових пневмоній є методичні підходи до лабораторної діагностики, пов'язані з тривалим виділенням культури збудника і провідною в даний час роллю імунологічних методів діагностики [3].
Збудники атипових пневмоній та їх етіологічне значення Хоча збудник респіраторного мікоплазмозу був виділений у 40-ті роки, активне вивчення біології збудника та епідеміології інфекції було розпочато лише у 60-ті роки. Мікоплазмові пневмонії, за даними ВООЗ та низки вітчизняних дослідників, становлять 10-20% від загальної кількості пневмоній, а в ізольованих та напівізольованих колективах (військовослужбовці, школярі, вихованці дитячих установ) – до 50% [4,6,21]. Нагромадження людей, наявність тісних та довготривалих контактів створюють сприятливі умови для циркуляції збудника, що поширюється повітряно-краплинним шляхом, що призводить до високого рівня інфікування членів колективу. Найчастіше клінічно виявляється мікоплазмова пневмонія середньої тяжкості.
Дані серологічних досліджень свідчать про значну кількість безсимптомних форм чи носійстві. Джерелом інфекції можуть бути як хворі, так і люди з безсимптомними формами мікоплазмозу.Епідемії респіраторного мікоплазмозу можуть розвиватися повільно з поступовим залученням до епідемічного процесу окремих членів колективу протягом 9, 18 та більше місяців.
Мікоплазми є найдрібнішими за розмірами серед позаклітинно культивованих патогенних мікроорганізмів. До основних біологічних особливостей мікоплазм, які визначають їх місце серед інших прокаріотів, а також багато в чому визначають їх епідеміологічне значення та підходи до діагностики та лікування, належать: 1. відсутність ригідної клітинної стінки, що зумовлює поліморфізм клітин; резистентність до різних агентів, що пригнічують синтез клітинної стінки, насамперед до пеніциліну та інших бета-лактамів; 2. мінімальний розмір геному - близько 500 мДа (найменший для прокаріотів), що зумовлює обмеженість біосинтетичних можливостей та високі вимоги до умов культивування; 3. мікоплазми – унікальні мембранні паразити, здатні до тривалої персистенції; міцно зв'язуючись з мембраною інфікованої еукаріотичної клітини, мікоплазми "вислизають" від фагоцитозу. Здатність паразитувати на мембрані еукаріотичної клітини виключно важлива для розуміння патогенезу інфекції, викликаної M.pneumoniae Збудник легіонельозу, Legionella pneumophila, вперше виділений і ідентифікований в 1977 р. після великого епідемічного спалаху пневмоній активно вивчається останніми роками. Частота легіонельної інфекції серед позалікарняних пневмоній варіює від 1 до 15% [3,5,15]. Нижчий відсоток свідчить про відсутність ефективної діагностики, більш високий - наявність ендемічних вогнищ і сприятливих умов для аерогенного зараження легіонелами.
L.pneumophila - поширений у природі гідрофільниймікроорганізм, що у природних водоймах паразитує в амебах та інфузоріях. У системах водопостачання, кондиціювання повітря, інших інженерно-технічних системах, пов'язаних з циркуляцією води, відбувається колонізація легіонел різних металевих, гумових і синтетичних поверхонь. При високій концентрації збудника в таких системах у поєднанні з можливістю аерозольного поширення можливе виникнення легіонельозної інфекції.
Легіонельоз не контагіозен, тобто зараження від людини практично неможливе. Крім основного аерозольного шляху зараження можлива і аспірація як шлях передачі при внутрішньолікарняних легіонельозних пневмоніях у хворих на фоні імуносупресії. Підозра на легіонельозну інфекцію виникає у разі гострої, важкої, як правило, лобарної пневмонії, що погано піддається лікуванню пеніцилінами та іншими бета-лактамами.
L.pneumophila - єдиний збудник атипових пневмоній, для якого відсутні дані про носійство та персистенцію.
L.pneumophila - грамнегативна паличка розміром 0,5-0,7 Х 2,5 мкм, що не утворює спор та капсул. Легіонели не ферментують вуглеводи, будучи хемоавтотрофами, як джерело вуглецю та енергії використовують амінокислоти. В організмі людини легіонели розмножуються переважно в альвеолярних макрофагах, поліморфно-ядерних нейтрофілах та моноцитах крові.
Біологія легіонел не така своєрідна, як у хламідій і мікоплазм. Будучи факультативними внутрішньоклітинними паразитами, легіонели не ростуть на звичайних поживних середовищах, що використовуються в клінічній мікробіології, таких, як кров'яний агар і агар МакКонки, що пов'язано з потребою збудника в L-цистеїні та розчинному пірофосфаті заліза (Fe++) і високими вимогами рН середовища – 6,95. Стандартне середовище для виділення легіонел - агар BCYEальфа, який містить дріжджовий екстракт, L-цистеїн, сполуки заліза, альфа-кетоглутарат та АСES [N-(2-ацетамідо)-2-аміноетансульфонова кислота]-буфер.
Хламідії – облігатні внутрішньоклітинні паразити. В інфекційній патології людини відіграють помітну роль як збудник трахоми та паратрахоми, урогенітальних інфекцій, респіраторних захворювань та пневмоній, а також ряду інших захворювань. У 90-ті роки найбільший науковий інтерес виявився у з'ясуванні значущості хламідій в етіології пневмоній. Це зумовлено відкриттям виду Chlamydia pneumoniae (або за зміненою нещодавно класифікацією - Chlamydophila pneumoniae), який до 1989 описували як TWAR [2,10].
Епідеміологічні дослідження США, Фінляндії та інших країнах свідчать, що C.pneumoniae викликає близько 10-12% пневмоній [21]. Для інфекції характерний клінічний перебіг середньої тяжкості, але можливий і тяжкий з летальним результатом. Тяжкий перебіг частіше спостерігається у літніх та осіб з хронічними захворюваннями. Як і Mycoplasma pneumoniae, C. pneumoniae нерідко викликає епідемічні спалахи в закритих колективах. Крім пневмоній збудник викликає фарингіти, бронхіти, синусити та грипоподібні захворювання. Іншим видам хламідій належить помітна роль в етіології пневмоній (C.trachomatis, збудник урогенітального хламідіозу викликає до 20% пневмоній у новонароджених).
Якщо C.trachomatis і C.pneumoniae викликають антропонозний хламідіоз, вид C.psittaci є збудником зоонозних хламідіозів, що передаються людині при контакті з птахами. У клінічній картині орнітозу чільне місце також належить пневмонії. Кількість орнітозних пневмоній останніми роками невелика - 1-3%, але досить стабільно.
Будучи облігатними внутрішньоклітинними паразитами, хламідії не можуть розмножуватися поза клітинами макроорганізму. Тому вони не можуть бути виділені на штучному поживному середовищі.
Для діагностики та лікування хламідіозів мають значення такі особливості їхньої біології. 1. Хламідії за будовою подібні до грамнегативних бактерій, мають цитоплазматичну мембрану і клітинну стінку. 2. У клітинах макроорганізму хламідії утворюють цитоплазматичні включення, що складаються в основному з 2 форм мікробних клітин: елементарних тілець діаметром 0,25-0,35 мКм (інфекційні форми) та ретикулярних тілець (вегетативні форми) діаметром 0,5-1 мКм. Елементарні тільця адаптовані до позаклітинного виживання, метаболічно малоактивні. Ретикулярні тільця швидко руйнуються у зовнішньому середовищі, чутливі до антибіотиків, у клітинах господаря виявляють високу метаболічну активність. 3. Унікальний цикл розвитку хламідій пов'язаний із проникненням у клітину шляхом фагоцитозу елементарних тілець, які через перехідні форми перетворюються на ретикулярні тільця. Ретикулярні тільця, що розмножилися шляхом бінарного поділу, перетворюються на елементарні тільця нового покоління. Цикл, що триває 40-72 год, завершується розривом мембрани включень та клітини господаря. Вміст включень надходить у позаклітинне середовище, і елементарні тільця заражають нові клітини. При діагностичних дослідженнях хламідії виявляють усередині уражених клітин як включень чи поза клітин як елементарних і ретикулярних тілець. 4. Крім продуктивного циклу для хламідій можлива і тривала їхня персистенція без вираженої симптоматики.
Гарячка Ку, відома з кінця 30-х років, також може бути віднесена до групи атипових пневмоній [1,16]. Хоча збудник Coxiella burnetii викликає небільше 1-3% від числа пневмоній, в ендемічних районах диференціальна діагностика Кулихоманки необхідна для уявлення про реальну етіологічну структуру та ефективну терапію пневмоній.
В ендемічних для лихоманки Ку регіонах частота викликаних нею пневмоній значно вища і може досягати 7-10% (провінція Басконія в Іспанії, Нова Шотландія в Канаді, Південна Франція) [16,23].
Основним джерелом C.burnetii для людини є домашня велика і дрібна рогата худоба. Для лихоманки Ку характерні множинні шляхи передачі: аспіраційний, контактний, аліментарний, трансмісивний, але в основному зараження відбувається при вдиханні інфікованих аерозолів.
Головні чинники ризику пов'язані з доглядом тварин і обробкою продуктів тваринництва. C.burnetii - облігатний внутрішньоклітинний паразит із будовою клітинної стінки, типової для грамнегативних бактерій. Для морфології коксіелл характерний виражений плеоморфізм з переважанням бацилярних форм розміром 0,25 х 1,5 нм. У С.burnetii описані дві антигенні фази, що відрізняються антигенними властивостями. C.burnetii у природних умовах циркуляції належить до фази I, у початковий період інфекції перетворюється на антигенну фазу II.
Методи діагностики атипових пневмоній Для лабораторної діагностики атипових пневмоній можна використовувати 4 групи методів: 1. морфологічні, засновані на виявленні характерних морфологічних структур збудника у клінічному матеріалі; 2. культуральні, засновані на виділенні збудника на живильному середовищі, культурі клітин або курячих ембріонах; 3. імунологічні, засновані на виявленні антигенів збудника та антитіл до них; 4. молекулярно-біологічні, засновані на визначенні специфічних нуклеотиднихпослідовностей.
Лабораторна діагностика інфекцій, спричинених М. pneumoniae