Общая характеристика риккетсий и риккетсиозов
Таксономия риккетсий и классификация риккетсиозов
Этиологически все риккетсиозы обусловлены грамотрицательными, облигатными внутриклеточными микроорганизмами семейства Rickettsiaceae. Однако их систематизация и определение места положения возбудителей отдельных нозологических форм в общей номенклатуре болезней человека и животных, а также в системе микроорганизмов не завершены. Исторически, наиболее старая, с учетом многолетнего опыта диагностики и сути течения инфекционного процесса, клинико-эпидемиологическая классификация риккетсиозов основана на отличительных признаках каждой из нозологических форм, привязанности возбудителя к тому или иному переносчику и некоторых особенностях внутриклеточной локализации возбудителя в клетках-мишенях чувствительного макроорганизма. К 30-м годам XX столетия риккетсиозы были разделены на определенные группы и нозологические формы. Возбудители одних из них биоценотически связаны со вшами, другие — с клещами.
Представление о риккетсиозах как своеобразной группе инфекций, не связанных с возбудителем, растущим на питательных средах, применяемых в бактериологии, формировалось параллельно в Европе и Северной Америке по мере изучения эпидемического сыпного тифа, а также в связи с описанием прыщевидной (средиземноморской или марсельской) лихорадки в бассейне Средиземного моря и пятнистой лихорадки Скалистых гор на территории западных штатов США в течение 20—30 гг. XX столетия. Сами же возбудители были сгруппированы еще Г. Пинкертоном (1942 г.) в новое семейство «Rickettsiaceae».
Систематизация, основанная на клинической картине болезни с учетом иммунобиологических и серологических связей их возбудителей и привязанности последних к переносчику, на протяжении 50-80-х гг. была принята практическими врачами, что нашло отражение в клинических руководствах делением риккетсиозов на вшиво-блошиную группу и группу, связанную с другими кровососами, главным образом клещами и их личинками. При этом болезнь, обусловленная риккетсиями (коксиеллами) Бернета, из-за особенности клинического течения острой формы болезни по одному из симптомокомплексов, была недостаточно обоснованно обозначена как «пневморикккетсиоз» и включена в третью группу — группу других риккетсиозов (Ormsbee, 1985; Woodward, 1994). Следовательно, вышеуказанное деление риккетсиозов с некоторыми дополнениями, по мере открытия и изучения близко родственных по особенностям биологии и экологии микроорганизмов, например эрлихий, сохранилось и по настоящее время (табл. 1).
Таблица 1. Классификация, номенклатура и краткая общая характеристикариккетсиозов, бартонеллезов и эрлихиозов
Что же касается систематизации самих возбудителей этой группы болезней, то она продолжается. Совершенствование техники риккетсиологических исследований, особенно в области культивирования первоначально в организме переносчиков (платяных вшей человека и клещей), затем в развивающихся куриных эмбрионах, а с 50-х гг. XX века — в клеточных культурах создало возможность стабильно получить чистые культуры микроорганизмов в количествах, достаточных не только для изучения их морфологии и структуры под электронным микроскопом, но и антигенных связей в перекрестных серологических реакциях, а затем и с практической целью — для выявления специфических антител в крови людей и животных по известному антигену. Возник частный раздел эпидемиологии риккетсиозов, а именно, серологическая эпидемиология, благодаря чему стало возможным осуществление массовых серологических исследований как в природных очагах возбудителей, так и больших групп населения.
Успехи в методическом и инструментальном обеспечении риккетсиологии позволили сформировать фенотипический подход к идентификации и определению таксономического положения возбудителей риккетсиозов. Их классификация усложнилась, появилось деление не только на родовую и видовую принадлежность, но и указание на наличие признака патогенности, а также положение в более высоком гнезде (кластере) таксономического ряда. Соответственно, в рациональной классификации П. Ф. Здродовского и Е. М. Голиневич (1972), представленной затем в монографии К. М. Лобана (1980), риккетсиозы человека подразделены на 13 отдельных нозологических форм и 5 групп. Однако самостоятельный таксон возбудителей этих болезней в единой классификации мира микроорганизмов не был указан.
Наблюдения клиницистов в 1980-1990-е годы за течением отдельных, казалось бы, уже достаточно изученных риккетсиозов, в том числе и пятнистых лихорадок с невыясненной этиологией, а также дальнейшее совершенствование методов изучения самих возбудителей с привлечением техники моноклональных антител и молекулярно-генетических исследований (определение состава ДНК, содержание гуанина и цитозина, секвенирования Д НК и рестриктного анализа отдельных генов и т. д.), привели к формированию нового принципа классификации риккетсий на основе их филогенетического сходства (Dasch et al, 1990; Weiss, 1991).
Классификация внутриклеточных возбудителей порядка Rickettsiales, в последние 8-10 лет интенсивно развивается с периодической ревизией по мере получения новых данных. Она может быть представлена в форме дендрограммы на основе определения матриц подобия отдельных изолятов (штаммов) с указанием их генеалогических связей (Brenner, 1985). Такая дендрограмма объединяет все известные к настоящему времени внутриклеточные паразиты бактериальной природы, патогенные и непатогенные для человека и животных. В ней учтены результаты картирования генов в нуклеотидах микроорганизмов, связь последних с эукариотами и некоторые другие их особенности (Eremeeva, 1995; Walker, 1996).
Таблица 2. Таксономическое положение риккетсий и близкородственных к ним микроорганизмов, патогенных для человека, с учетом фенотипических и генотипических признаков (не указаны микроорганизмы, имеющие ветеринарное значение, а также непатогенные для теплокровных; состояние на 1.06.2000 г.)
Наиболее значительными последствиями процесса в области познания патогенных представителей группы микроорганизмов порядка Rickettsiales стало следующее. На основании сиквенсанализа одного из значимых генов риккетсий — гена 16S РНК — установлены родственные связи некоторых эрлихий и риккетсий клещевой группы, что послужило основанием для их выделения в подгруппу а-протеобактерий (Walker, 1996). По результатам сиквенса протеина, контролируемого этим геном, определения соотношения гуанина и цитозина в ДНК и фенотипическим характеристикам, а также возможности культивирования на бактериологических питательных средах, обогащенных кровью теплокровных, все известные виды рода Rochalimaea оказались близко родственными к одному из возбудителей бруцеллеза — Brucella abortus. Поэтому все известные к настоящему времени представители с такими свойствами объединены в более высоком кластере, в самостоятельном семействе Bartonellaceae, и исключены из семейства Rickettsiaceae (Brenner et al, 1993). Соответственно, возбудители траншейной (пятидневной) лихорадки и болезни кошачьих царапин (cat scratch disease) получили родовое определение «Бартонелла» и по формальным таксономическим признакам должны быть исключены из группы болезней человека, объединяемых названием «Риккетсиозы». Оставление «Бартонеллезов» в более общем названии «Риккетсиозы» отражает историческую логику изучения бартонелл (Казанцев А. П., 1996; Kazar, 1996), а также их таксономическую связь с группой a-Proteobacteria, в которую входит и порядок «Rickettsiales» (см. табл. 2).
Как следует из прилагаемой таблицы, в порядок Rickettsiales включены трибы: Ricketsiae и Ehrlichiae. Семейство Bartonellaceae выведено в отдельный таксон.
Особенности отдельных изолятов возбудителя кустарникового тифа, выявленные молекулярно-генетическими методами, послужили основанием для исключения возбудителей лихорадки цуцугамуши из рода Rickettsia и формирования нового таксона — рода Orientia (Tamura, 1996), включающего в настоящее время 9 самостоятельных, разнящихся между собой видов, при полном тождестве клинической картины обусловленной ими патологии. Собственно возбудитель данной лихорадки получил родовое название «Orientia», а вызываемая им болезнь — Orientia tsutsugamushi — «восточная кустарниковая лихорадка».
Род Rickettsia пополнен новым видом возбудителей, а именно, R. felis, проявляющим вирулентность не только в отношении кошек, но и человека и ответственным за возникновение у него болезни «тифа кошачьих блох». Не исключено, что именно этот вид риккетсий, близкий по своим антигенным и биологическим характеристикам к R. prowazekii, возбудителю вшивого сыпного тифа, и к риккетсиям тифа (возбудителю крысиного риккетсиоза) был прародителем сыпнотифозных риккетсий при расширении своей экологической ниши за счет вшей человека. По своим молекулярно-генетическим характеристикам R. felis четко относят к группе возбудителей сыпного тифа, а не клещевых риккетсиозов (Higgins et al., 1996).
Очевидно, общая тенденция поисков по созданию единой таксономической системы, объединяющей представителей внутриклеточных микроорганизмов с определением их местоположения в мире микроорганизмов, сохраняется. При этом небезынтересна попытка представить все многочисленные виды данного мира в едином царстве — «царстве микробов» (Воробьев А. А., Бондаренко В. М., 1997).
К настоящему времени известно несколько десятков патогенных и непатогенных для теплокровных риккетсий и близко родственных микроорганизмов; клинико-эпидемиологические наблюдения последних двух десятилетий позволяют выделить уже 20 безусловно патогенных для человека различной степени вирулентности и, соответственно, отдельных нозологических форм болезней. Последние в клинических руководствах хотя и объединяют попрежнему общим названием «Риккетсиозы», по существу должны быть четко подразделены при клиническом описании на риккетсиозы, коксиеллез, эрлихиозы, бартонеллезы.
Согласно принятой в современной классификации процедуре наименования новых болезней или их выделения в самостоятельную новую форму, название болезни должно отражать либо наиболее характерную для него симптоматическую особенность, либо указание на видовую и родовую принадлежность возбудителя. При этом клинические микробиологи при описании и выделении нового вида возбудителя и, соответственно, связаной с ним болезни, должны строго придерживаться определенных принципов таксономического обозначения (Brenner, 1986). Само название может быть юридически принято только после его одобрения в специальном приложении к International journal of systematic Bacteriology — официальному органу Международного общества микробиологов.
Описанию клинической картины вышеперечисленных инфекций, их этиологии, диагностики, лечения, и профилактики посвящена настоящая монография. Системная взаимосвязь возбудителей на уровне современных знаний, в схематизированном виде, более наглядно отражающем клинико-эпидемиологическое деление риккетсиозов, отражена в табл. 2.
Следует также отметить, что молекулярно-генетические методы позволяют осуществить тонкую межвидовую дифференциацию возбудителей, выделенных в различных природных очагах, по размерности нуклеотидного состава даже в пределах одного рода. На этом основании, несмотря на сохранение антигенной (серологической) общности изолятов, наблюдаются попытки обособить новые, якобы ранее «неизвестные» формы клещевых пятнистых лихорадок, например, «астраханская» в России, «израильская» в Израиле и «африканская» в южной части Африканского континента. Однако стереотипность клинической картины болезни, не отличающейся от прыщевидной (марсельской) лихорадки, идентичный механизм возникновения страдания при почти полном тождестве экологии возбудителя, дают основание полагать, что в действительности имеет место единое заболевание с местным названием. Его связь с несколькими иными по результатам молекулярных исследований (но не антигенными!) признаками вариантов R. conorii и иным видом переносчиков — клещей не может быть достаточным поводом для введения в единую номенклатуру болезней новых нозологических форм. Попытки к выделению «новых» болезней только на базе различий, улавливаемых молекулярно-генетическими методами с отрывом от клинических и эколого-эпидемиологических аспектов классификации, необоснованы еще и потому, что какого-либо сравнения общей клинико-эпидемиологической картины вышеперечисленных форм риккетсиоза Конори, в сопоставительном исследовании не предпринималось. Поэтому в данной книге мы сохраняем за прыщевидной лихорадкой, связанной с R. conorii устоявшееся название «Марсельская» («средиземноморская») лихорадка. Это наименование ранее использовалось отечественными врачами и риккетсиологами при изучении клещевой пятнистой лихорадки в г. Севастополе и Крыму. Номинация этого вида, как вида R. conorii, и присвоение нового наименования с молекулярно-генетических позиций требуют дальнейшего подтверждения (Лукин Е. П. и соавт., 1996; Eremeevaetal, 1995).
Этиологически все риккетсиозы обусловлены грамотрицательными, облигатными внутриклеточными микроорганизмами семейства Rickettsiaceae. Однако их систематизация и определение места положения возбудителей отдельных нозологических форм в общей номенклатуре болезней человека и животных, а также в системе микроорганизмов не завершены. Исторически, наиболее старая, с учетом многолетнего опыта диагностики и сути течения инфекционного процесса, клинико-эпидемиологическая классификация риккетсиозов основана на отличительных признаках каждой из нозологических форм, привязанности возбудителя к тому или иному переносчику и некоторых особенностях внутриклеточной локализации возбудителя в клетках-мишенях чувствительного макроорганизма. К 30-м годам XX столетия риккетсиозы были разделены на определенные группы и нозологические формы. Возбудители одних из них биоценотически связаны со вшами, другие — с клещами.
Представление о риккетсиозах как своеобразной группе инфекций, не связанных с возбудителем, растущим на питательных средах, применяемых в бактериологии, формировалось параллельно в Европе и Северной Америке по мере изучения эпидемического сыпного тифа, а также в связи с описанием прыщевидной (средиземноморской или марсельской) лихорадки в бассейне Средиземного моря и пятнистой лихорадки Скалистых гор на территории западных штатов США в течение 20—30 гг. XX столетия. Сами же возбудители были сгруппированы еще Г. Пинкертоном (1942 г.) в новое семейство «Rickettsiaceae».
Систематизация, основанная на клинической картине болезни с учетом иммунобиологических и серологических связей их возбудителей и привязанности последних к переносчику, на протяжении 50-80-х гг. была принята практическими врачами, что нашло отражение в клинических руководствах делением риккетсиозов на вшиво-блошиную группу и группу, связанную с другими кровососами, главным образом клещами и их личинками. При этом болезнь, обусловленная риккетсиями (коксиеллами) Бернета, из-за особенности клинического течения острой формы болезни по одному из симптомокомплексов, была недостаточно обоснованно обозначена как «пневморикккетсиоз» и включена в третью группу — группу других риккетсиозов (Ormsbee, 1985; Woodward, 1994). Следовательно, вышеуказанное деление риккетсиозов с некоторыми дополнениями, по мере открытия и изучения близко родственных по особенностям биологии и экологии микроорганизмов, например эрлихий, сохранилось и по настоящее время (табл. 1).
Таблица 1. Классификация, номенклатура и краткая общая характеристикариккетсиозов, бартонеллезов и эрлихиозов
Что же касается систематизации самих возбудителей этой группы болезней, то она продолжается. Совершенствование техники риккетсиологических исследований, особенно в области культивирования первоначально в организме переносчиков (платяных вшей человека и клещей), затем в развивающихся куриных эмбрионах, а с 50-х гг. XX века — в клеточных культурах создало возможность стабильно получить чистые культуры микроорганизмов в количествах, достаточных не только для изучения их морфологии и структуры под электронным микроскопом, но и антигенных связей в перекрестных серологических реакциях, а затем и с практической целью — для выявления специфических антител в крови людей и животных по известному антигену. Возник частный раздел эпидемиологии риккетсиозов, а именно, серологическая эпидемиология, благодаря чему стало возможным осуществление массовых серологических исследований как в природных очагах возбудителей, так и больших групп населения.
Успехи в методическом и инструментальном обеспечении риккетсиологии позволили сформировать фенотипический подход к идентификации и определению таксономического положения возбудителей риккетсиозов. Их классификация усложнилась, появилось деление не только на родовую и видовую принадлежность, но и указание на наличие признака патогенности, а также положение в более высоком гнезде (кластере) таксономического ряда. Соответственно, в рациональной классификации П. Ф. Здродовского и Е. М. Голиневич (1972), представленной затем в монографии К. М. Лобана (1980), риккетсиозы человека подразделены на 13 отдельных нозологических форм и 5 групп. Однако самостоятельный таксон возбудителей этих болезней в единой классификации мира микроорганизмов не был указан.
Наблюдения клиницистов в 1980-1990-е годы за течением отдельных, казалось бы, уже достаточно изученных риккетсиозов, в том числе и пятнистых лихорадок с невыясненной этиологией, а также дальнейшее совершенствование методов изучения самих возбудителей с привлечением техники моноклональных антител и молекулярно-генетических исследований (определение состава ДНК, содержание гуанина и цитозина, секвенирования Д НК и рестриктного анализа отдельных генов и т. д.), привели к формированию нового принципа классификации риккетсий на основе их филогенетического сходства (Dasch et al, 1990; Weiss, 1991).
Классификация внутриклеточных возбудителей порядка Rickettsiales, в последние 8-10 лет интенсивно развивается с периодической ревизией по мере получения новых данных. Она может быть представлена в форме дендрограммы на основе определения матриц подобия отдельных изолятов (штаммов) с указанием их генеалогических связей (Brenner, 1985). Такая дендрограмма объединяет все известные к настоящему времени внутриклеточные паразиты бактериальной природы, патогенные и непатогенные для человека и животных. В ней учтены результаты картирования генов в нуклеотидах микроорганизмов, связь последних с эукариотами и некоторые другие их особенности (Eremeeva, 1995; Walker, 1996).
Таблица 2. Таксономическое положение риккетсий и близкородственных к ним микроорганизмов, патогенных для человека, с учетом фенотипических и генотипических признаков (не указаны микроорганизмы, имеющие ветеринарное значение, а также непатогенные для теплокровных; состояние на 1.06.2000 г.)
Наиболее значительными последствиями процесса в области познания патогенных представителей группы микроорганизмов порядка Rickettsiales стало следующее. На основании сиквенсанализа одного из значимых генов риккетсий — гена 16S РНК — установлены родственные связи некоторых эрлихий и риккетсий клещевой группы, что послужило основанием для их выделения в подгруппу а-протеобактерий (Walker, 1996). По результатам сиквенса протеина, контролируемого этим геном, определения соотношения гуанина и цитозина в ДНК и фенотипическим характеристикам, а также возможности культивирования на бактериологических питательных средах, обогащенных кровью теплокровных, все известные виды рода Rochalimaea оказались близко родственными к одному из возбудителей бруцеллеза — Brucella abortus. Поэтому все известные к настоящему времени представители с такими свойствами объединены в более высоком кластере, в самостоятельном семействе Bartonellaceae, и исключены из семейства Rickettsiaceae (Brenner et al, 1993). Соответственно, возбудители траншейной (пятидневной) лихорадки и болезни кошачьих царапин (cat scratch disease) получили родовое определение «Бартонелла» и по формальным таксономическим признакам должны быть исключены из группы болезней человека, объединяемых названием «Риккетсиозы». Оставление «Бартонеллезов» в более общем названии «Риккетсиозы» отражает историческую логику изучения бартонелл (Казанцев А. П., 1996; Kazar, 1996), а также их таксономическую связь с группой a-Proteobacteria, в которую входит и порядок «Rickettsiales» (см. табл. 2).
Как следует из прилагаемой таблицы, в порядок Rickettsiales включены трибы: Ricketsiae и Ehrlichiae. Семейство Bartonellaceae выведено в отдельный таксон.
Особенности отдельных изолятов возбудителя кустарникового тифа, выявленные молекулярно-генетическими методами, послужили основанием для исключения возбудителей лихорадки цуцугамуши из рода Rickettsia и формирования нового таксона — рода Orientia (Tamura, 1996), включающего в настоящее время 9 самостоятельных, разнящихся между собой видов, при полном тождестве клинической картины обусловленной ими патологии. Собственно возбудитель данной лихорадки получил родовое название «Orientia», а вызываемая им болезнь — Orientia tsutsugamushi — «восточная кустарниковая лихорадка».
Род Rickettsia пополнен новым видом возбудителей, а именно, R. felis, проявляющим вирулентность не только в отношении кошек, но и человека и ответственным за возникновение у него болезни «тифа кошачьих блох». Не исключено, что именно этот вид риккетсий, близкий по своим антигенным и биологическим характеристикам к R. prowazekii, возбудителю вшивого сыпного тифа, и к риккетсиям тифа (возбудителю крысиного риккетсиоза) был прародителем сыпнотифозных риккетсий при расширении своей экологической ниши за счет вшей человека. По своим молекулярно-генетическим характеристикам R. felis четко относят к группе возбудителей сыпного тифа, а не клещевых риккетсиозов (Higgins et al., 1996).
Очевидно, общая тенденция поисков по созданию единой таксономической системы, объединяющей представителей внутриклеточных микроорганизмов с определением их местоположения в мире микроорганизмов, сохраняется. При этом небезынтересна попытка представить все многочисленные виды данного мира в едином царстве — «царстве микробов» (Воробьев А. А., Бондаренко В. М., 1997).
К настоящему времени известно несколько десятков патогенных и непатогенных для теплокровных риккетсий и близко родственных микроорганизмов; клинико-эпидемиологические наблюдения последних двух десятилетий позволяют выделить уже 20 безусловно патогенных для человека различной степени вирулентности и, соответственно, отдельных нозологических форм болезней. Последние в клинических руководствах хотя и объединяют попрежнему общим названием «Риккетсиозы», по существу должны быть четко подразделены при клиническом описании на риккетсиозы, коксиеллез, эрлихиозы, бартонеллезы.
Согласно принятой в современной классификации процедуре наименования новых болезней или их выделения в самостоятельную новую форму, название болезни должно отражать либо наиболее характерную для него симптоматическую особенность, либо указание на видовую и родовую принадлежность возбудителя. При этом клинические микробиологи при описании и выделении нового вида возбудителя и, соответственно, связаной с ним болезни, должны строго придерживаться определенных принципов таксономического обозначения (Brenner, 1986). Само название может быть юридически принято только после его одобрения в специальном приложении к International journal of systematic Bacteriology — официальному органу Международного общества микробиологов.
Описанию клинической картины вышеперечисленных инфекций, их этиологии, диагностики, лечения, и профилактики посвящена настоящая монография. Системная взаимосвязь возбудителей на уровне современных знаний, в схематизированном виде, более наглядно отражающем клинико-эпидемиологическое деление риккетсиозов, отражена в табл. 2.
Следует также отметить, что молекулярно-генетические методы позволяют осуществить тонкую межвидовую дифференциацию возбудителей, выделенных в различных природных очагах, по размерности нуклеотидного состава даже в пределах одного рода. На этом основании, несмотря на сохранение антигенной (серологической) общности изолятов, наблюдаются попытки обособить новые, якобы ранее «неизвестные» формы клещевых пятнистых лихорадок, например, «астраханская» в России, «израильская» в Израиле и «африканская» в южной части Африканского континента. Однако стереотипность клинической картины болезни, не отличающейся от прыщевидной (марсельской) лихорадки, идентичный механизм возникновения страдания при почти полном тождестве экологии возбудителя, дают основание полагать, что в действительности имеет место единое заболевание с местным названием. Его связь с несколькими иными по результатам молекулярных исследований (но не антигенными!) признаками вариантов R. conorii и иным видом переносчиков — клещей не может быть достаточным поводом для введения в единую номенклатуру болезней новых нозологических форм. Попытки к выделению «новых» болезней только на базе различий, улавливаемых молекулярно-генетическими методами с отрывом от клинических и эколого-эпидемиологических аспектов классификации, необоснованы еще и потому, что какого-либо сравнения общей клинико-эпидемиологической картины вышеперечисленных форм риккетсиоза Конори, в сопоставительном исследовании не предпринималось. Поэтому в данной книге мы сохраняем за прыщевидной лихорадкой, связанной с R. conorii устоявшееся название «Марсельская» («средиземноморская») лихорадка. Это наименование ранее использовалось отечественными врачами и риккетсиологами при изучении клещевой пятнистой лихорадки в г. Севастополе и Крыму. Номинация этого вида, как вида R. conorii, и присвоение нового наименования с молекулярно-генетических позиций требуют дальнейшего подтверждения (Лукин Е. П. и соавт., 1996; Eremeevaetal, 1995).