Бартонеллезы (эритроцитарные «Риккетсиозы»)
История
Клинически наиболее манифестными заболеваниями человека бартонеллезной природы являются окопная (траншейная) лихорадка и болезнь Карриона. Но если первая была известна европейским врачам еще по описаниям Галена и Гиппократа, то разновидность болезни Карриона — перуанская бородавка (verruga peruana) была знакома инкам до открытия Нового Света Колумбом. Под названием «febris quintana» окопная лихорадка регистрировалась в войсках на протяжении XII-XVIII веков, в XIX веке — как «молдавско-валахская» лихорадка и во время I мировой войны именовалась «траншейной» или «окопной» или еще по-иному (см. далее), поскольку от нее страдали преимущественно войска, участвующие в позиционной войне в Европе и на Ближнем Востоке. В этот период она поразила более миллиона солдат воюющих армий и получила подробное описание клиники, этиологии и мер предупреждения. Ее возбудитель был выделен из платяных вшей, питавшихся на больном человеке, а сама болезнь воспроизведена в наблюдениях на волонтерах. По сходству в механизме распространения и способности к размножению в организме переносчика (в сопоставлении с возбудителем сыпного тифа) обнаруженный микроорганизм был идентичен риккетсиям Провачека. На этом основании новый возбудитель был обозначен как Rickettsia quintana, что частично отражало клинико-эпидемиологические особенности вызываемой им болезни. Несколько позже (1946 г.), в связи с изоляцией в Канаде от луговых мышей весьма схожей по культурально-морфологическим и антигенным признакам, но не патогенной для человека бактерии, R. quintana была выведена из рода Rickettsia (Meyers et al., 1979) в самостоятельный род Rochalimaea quintana, с уточнением ее родовой номинации — Rochalimaea quintana (Weiss a. Moulder, 1984).
Малоизвестным для европейцев, но достаточно распространенным на северо-западе Южно-Американского континента, был другой бартонеллез, а именно, болезнь Карриона. От нее страдало как местное население, так и пришельцы, особенно в XIX веке, когда началось интенсивное вторжение в пустынные и полупустынные отроги Перуанских Анд. Точное описание болезни относится, по крайней мере, к 1630 г. Ее хроническая разновидность — «перуанская бородавка» — упоминается в культурных памятниках инков до прихода испанцев в этот регион Америки в начале XVI века. Острая форма болезни под названием лихорадки Оройя была выделена в самостоятельную форму в 1871 г. Однако вскоре (1885 г. ) студент-медик Даниель Каррион в опыте самозаражения доказал идентичность возбудителя для обеих разновидностей клинического течения болезни, и южно-американский бартонеллез, в обоих его клинических вариантах, стал номинирован как болезнь Карриона.
Значение бартонеллезов в инфекционной патологии человека неоднозначно. В частности, лихорадка Оройя характерна только для строго очерченного эндемичного региона Южной Америки, при этом могут погибать 20-90% заболевших. В свою очередь, за «волынской лихорадкой» сохранилось представление как о «доброкачественном» заболевании без летальных исходов (Вудворт Т., 1994).
В 1990-1994 гг. в США и Франции микробиологическими и молекулярно-генетическими методами были обнаружены и идентифицированы микроорганизмы, ответственные за болезнь кошачьих царапин (cat scratch disease) и эндокардит у человека (табл. 15), которые по своим ростовым, морфологическим и иным характеристикам оказались наиболее близкими возбудителю эндемической болезни Карриона (Slater L. et al., 1990; Relman D. A. et al., 1990 и др.).
Сопоставление типового штамма R. quintana и новых изолятов от больных, страдающих бациллярным ангиоматозом или эндокардитами с неясной этиологией, показало, что по своим фено- и генотипическим характеристикам Rochalimaea quintana, R. vinsonii, R. henselae и R. elisabethae наиболее близки к Bartonella bacilliformis — возбудителю лихорадки Оройя и перуанской бородавки (Maurin M. et al., 1994, 1996). Степень взаимной гомологии основополагающего (консервативного) гена, кодирующего участок 16Sr RNA указанных бактерий, достигала 98,3-98,8% (Kohler E. et al., 1992). Неожиданным оказалось то, что наиболее близкородственным к бартонеллам оказались бруцеллы, а не риккетсии (Relman D. A. et al., 1990). С учетом хронологических сроков выделения и идентификации вся группа вышеперечисленных микроорганизмов, сходная к тому же по признакам экстрацеллю-лярного размножения, потребности в гемине, отношению к окраске по Граму и молекулярно-генетическим характеристикам, была объединена в единый таксон Bartonella с формированием самостоятельного семейства Bartonellaceae группы α-2-протеобактерий (Brenner et al., 1993) и выведена из порядка Rickettsiales (Birtles R. J. et al., 1995). Патогенные для человека бартонеллы и вызываемые ими болезни представлены в табл. 15.
К настоящему времени в клинико-эпидемиологическом и микробиологическом аспектах детально изучены возбудители болезни Карриона (В. bacilliformis), окопной лихорадки (В. quintana), а также В. henselae (названа в честь доктора Дианы Хенсель) — возбудитель болезни кошачьих царапин. Клиническое описание последней известно в отечественной литературе по публикациям В. А. Марецкой как доброкачественный лимфоретикулез (Марецкая В. А., 1955,1958; Казанцев А. П., 1993), а несколько позже —как фелиноз (от лат. felis —кошка; Поляков В. Е. и др., 1998). Последнее название страдания, связанного с укусом или царапинами от кошек и их блохами и этиологически обусловленного бартонеллой Хенсели, противоречит международной практике обозначения нозологических форм не по трансмиссанту возбудителя, а по родовой принадлежности этиологического микроорганизма. Следует учесть также то, что недавно идентифицированная Rickettsia felis способна вызывать тифоподобное заболевание у людей, уже получившее номинацию «фелиноз» (Azad A. E et al., 1997). Своеобразная клиническая разновидность острой формы болезни кошачьих царапин, номинированная как глазожелезистый синдром Парино (oculoglandulae syndrome), известна офтальмологам с 1889 г. во Франции, с 1898 г. в США, с 1940-50 гг. в Италии, Аргентине, Канаде.
Одной из достаточно распространенной и связанной с вышеупомянутыми возбудителями формой бартонеллеза является бациллярный (эпителиоидный) ангиоматоз. Первоначально полагали, что он формируется только у лиц с ослабленной иммунной системой, в частности, у ВИЧ-инфицированных, поскольку впервые данная патология была выявлена именно у таких персон (Cockerell С. J., 1995). Однако оказалось, что бациллярный ангиоматоз развивается в ответ на заражение как у иммунополноценных субъектов, так и у пациентов с ослабленной иммунной системой (Cockerell et al., 1991; Cockerell С. J. a. Leboit Ph. E., 1992). Данная форма бартонеллеза в России не описана, хотя регистрация болезни кошачьих царапин и продолжающиеся увлечения к обладанию и содержанию кошек в семьях должны быть приняты во внимание при обнаружении на коже больных папул неясного происхождения, с сосудистыми расстройствами кожи (ангиоматоз), печени и селезенки (пурпурный и пелиозный гепатит и спленит — соответственно).
Бартонеллы (до 1993 г. — Rochalimaea spp.) представлены грамот -рицательными, короткими палочками, размером 0,3-0,5х 1,0-3,0 мкм. Округлые формы достигают 1,5 мкм в диаметре. В срезах из инфицированных тканей они могут быть изогнутыми, плеоморфными, сгруппированнными в компактные скопления. Окрашиваются по Гимзе; в биоптатах из тканей — красителем с применением серебра по Warthin-Starry1; воспринимают также акридиноранжевый краситель, что используется в иммунохимических исследованиях. Для В. bacilliformis характерны 1-4 жгутика, расположенные на одном из полюсов клетки и поэтому она подвижна; для В. henselae наблюдали один монополюсный жгутик (Cockerell et al., 1991; Kruegeretal., 1995). Бактерии имеют четко структурированную трехслойную оболочку; последняя содержит до 12 протеинов с молекулярной массой от 174 до 28 кДа. Размер генома относительно невелик, в пределах 1700-2174 кДа; соотношение G+C% находится в пределах 38,5-41,0% (Maurin et al., 1996). Размножение бартонелл происходит простым поперечным делением.
Идентификация видов бартонелл основана на высокой их требовательности к условиям культивирования, определении жирно-кислотного состава клеток, сиквенса гена цитратсинтазы или некоторых других генов в сочетании с последующей амплификацией в ПЦР и анализом фрагментов рестрикции продуктов амплификации (Roux V, Raoult D., 1995). Сочетание этих методов или молекулярно-генетическое исследование ДНК позволяет быстро дифференцировать В. quintana, В. henselae и В. vinsonii.
В организме чувствительных хозяев бартонеллы растут на поверхности клеток, а также внедряются и заселяют эритроциты и эндотелиальные клетки сосудистой системы. Биологической особенностью бартонелл является их уникальная способность стимулировать пролиферацию клеток эндотелия и рост мелких сосудов в их капиллярной части, что приводит к ангиоматозу.
По характеру питания бартонеллы являются аэробными гематотрофами, то есть нуждаются в гемине и продуктах расщепления эритроцитов. Вне человека их культивирование может осуществляться в организме платяных вшей (В. quintana), кошачьих блох (В. henselae), а также на твердых и полужидких питательных средах, обогащенных 5-10% человеческой крови или крови животных (оптимально барана или кролика) при 35-37°С, 5% содержании СО2 в атмосфере и относительной влажности 90-95%. Для В. bacilliformis оптимальной температурой культивирования является 25-28°С.
При первичном выделении бартонелл из биологических образцов (крови, биоптатов лимфатических узлов, клапанов сердца, папул и др. затронутых болезнью органов) больного человека требуется длительное, до 15-45 суток и более, выдерживание засеянных чашек с агаром в оптимальных условиях роста. Данную особенность объясняют низким содержанием бартонелл в крови и тканях.
Выделение бартонелл из крови больных в связи, например, с эндокардитом неустановленной этиологии или лимфаденопатией, после оцарапывания котенком или его укуса, значительно облегчается, если для их выделения использовать линии эндотелиальных клеток человека или быка, а также использовать такой простой прием как центрифугирование крови с одновременным лизисом эритроцитов (Koehler, Quin, Berger, 1992; Drancourt et al., 1995) или же просто механически лизировать эритроциты (Kordick et al., 1996). Следует отметить, что методы культивирования бартонелл, в частности, В. quintana вне организма хозяина были разработаны значительно раньше и в течение многих лет использовались в лабораториях Г. С. Мосинга (г. Львов) и А. В. Пшеничнова (г. Пермь). При этом в первом случае выделение и культивирование возбудителя осуществляли в организме платяных вшей человека, зараженных по методу Вейгля (Мосинг Г. С, 1956), во втором — на обычном агаре, обогащенном смесью дефибринированной крови человека, молока и желтка куриного яйца и комплексом витаминов В (Пшеничнов Р. А. и др., 1963).
Для накопления бартонелл, с целью приготовления специфического антигена, используют также в качестве субстрата культивирования желточные оболочки и аллантоисную жидкость куриных эмбрионов, либо клеточные культуры.
Клинически наиболее манифестными заболеваниями человека бартонеллезной природы являются окопная (траншейная) лихорадка и болезнь Карриона. Но если первая была известна европейским врачам еще по описаниям Галена и Гиппократа, то разновидность болезни Карриона — перуанская бородавка (verruga peruana) была знакома инкам до открытия Нового Света Колумбом. Под названием «febris quintana» окопная лихорадка регистрировалась в войсках на протяжении XII-XVIII веков, в XIX веке — как «молдавско-валахская» лихорадка и во время I мировой войны именовалась «траншейной» или «окопной» или еще по-иному (см. далее), поскольку от нее страдали преимущественно войска, участвующие в позиционной войне в Европе и на Ближнем Востоке. В этот период она поразила более миллиона солдат воюющих армий и получила подробное описание клиники, этиологии и мер предупреждения. Ее возбудитель был выделен из платяных вшей, питавшихся на больном человеке, а сама болезнь воспроизведена в наблюдениях на волонтерах. По сходству в механизме распространения и способности к размножению в организме переносчика (в сопоставлении с возбудителем сыпного тифа) обнаруженный микроорганизм был идентичен риккетсиям Провачека. На этом основании новый возбудитель был обозначен как Rickettsia quintana, что частично отражало клинико-эпидемиологические особенности вызываемой им болезни. Несколько позже (1946 г.), в связи с изоляцией в Канаде от луговых мышей весьма схожей по культурально-морфологическим и антигенным признакам, но не патогенной для человека бактерии, R. quintana была выведена из рода Rickettsia (Meyers et al., 1979) в самостоятельный род Rochalimaea quintana, с уточнением ее родовой номинации — Rochalimaea quintana (Weiss a. Moulder, 1984).
Малоизвестным для европейцев, но достаточно распространенным на северо-западе Южно-Американского континента, был другой бартонеллез, а именно, болезнь Карриона. От нее страдало как местное население, так и пришельцы, особенно в XIX веке, когда началось интенсивное вторжение в пустынные и полупустынные отроги Перуанских Анд. Точное описание болезни относится, по крайней мере, к 1630 г. Ее хроническая разновидность — «перуанская бородавка» — упоминается в культурных памятниках инков до прихода испанцев в этот регион Америки в начале XVI века. Острая форма болезни под названием лихорадки Оройя была выделена в самостоятельную форму в 1871 г. Однако вскоре (1885 г. ) студент-медик Даниель Каррион в опыте самозаражения доказал идентичность возбудителя для обеих разновидностей клинического течения болезни, и южно-американский бартонеллез, в обоих его клинических вариантах, стал номинирован как болезнь Карриона.
Значение бартонеллезов в инфекционной патологии человека неоднозначно. В частности, лихорадка Оройя характерна только для строго очерченного эндемичного региона Южной Америки, при этом могут погибать 20-90% заболевших. В свою очередь, за «волынской лихорадкой» сохранилось представление как о «доброкачественном» заболевании без летальных исходов (Вудворт Т., 1994).
В 1990-1994 гг. в США и Франции микробиологическими и молекулярно-генетическими методами были обнаружены и идентифицированы микроорганизмы, ответственные за болезнь кошачьих царапин (cat scratch disease) и эндокардит у человека (табл. 15), которые по своим ростовым, морфологическим и иным характеристикам оказались наиболее близкими возбудителю эндемической болезни Карриона (Slater L. et al., 1990; Relman D. A. et al., 1990 и др.).
Сопоставление типового штамма R. quintana и новых изолятов от больных, страдающих бациллярным ангиоматозом или эндокардитами с неясной этиологией, показало, что по своим фено- и генотипическим характеристикам Rochalimaea quintana, R. vinsonii, R. henselae и R. elisabethae наиболее близки к Bartonella bacilliformis — возбудителю лихорадки Оройя и перуанской бородавки (Maurin M. et al., 1994, 1996). Степень взаимной гомологии основополагающего (консервативного) гена, кодирующего участок 16Sr RNA указанных бактерий, достигала 98,3-98,8% (Kohler E. et al., 1992). Неожиданным оказалось то, что наиболее близкородственным к бартонеллам оказались бруцеллы, а не риккетсии (Relman D. A. et al., 1990). С учетом хронологических сроков выделения и идентификации вся группа вышеперечисленных микроорганизмов, сходная к тому же по признакам экстрацеллю-лярного размножения, потребности в гемине, отношению к окраске по Граму и молекулярно-генетическим характеристикам, была объединена в единый таксон Bartonella с формированием самостоятельного семейства Bartonellaceae группы α-2-протеобактерий (Brenner et al., 1993) и выведена из порядка Rickettsiales (Birtles R. J. et al., 1995). Патогенные для человека бартонеллы и вызываемые ими болезни представлены в табл. 15.
К настоящему времени в клинико-эпидемиологическом и микробиологическом аспектах детально изучены возбудители болезни Карриона (В. bacilliformis), окопной лихорадки (В. quintana), а также В. henselae (названа в честь доктора Дианы Хенсель) — возбудитель болезни кошачьих царапин. Клиническое описание последней известно в отечественной литературе по публикациям В. А. Марецкой как доброкачественный лимфоретикулез (Марецкая В. А., 1955,1958; Казанцев А. П., 1993), а несколько позже —как фелиноз (от лат. felis —кошка; Поляков В. Е. и др., 1998). Последнее название страдания, связанного с укусом или царапинами от кошек и их блохами и этиологически обусловленного бартонеллой Хенсели, противоречит международной практике обозначения нозологических форм не по трансмиссанту возбудителя, а по родовой принадлежности этиологического микроорганизма. Следует учесть также то, что недавно идентифицированная Rickettsia felis способна вызывать тифоподобное заболевание у людей, уже получившее номинацию «фелиноз» (Azad A. E et al., 1997). Своеобразная клиническая разновидность острой формы болезни кошачьих царапин, номинированная как глазожелезистый синдром Парино (oculoglandulae syndrome), известна офтальмологам с 1889 г. во Франции, с 1898 г. в США, с 1940-50 гг. в Италии, Аргентине, Канаде.
Одной из достаточно распространенной и связанной с вышеупомянутыми возбудителями формой бартонеллеза является бациллярный (эпителиоидный) ангиоматоз. Первоначально полагали, что он формируется только у лиц с ослабленной иммунной системой, в частности, у ВИЧ-инфицированных, поскольку впервые данная патология была выявлена именно у таких персон (Cockerell С. J., 1995). Однако оказалось, что бациллярный ангиоматоз развивается в ответ на заражение как у иммунополноценных субъектов, так и у пациентов с ослабленной иммунной системой (Cockerell et al., 1991; Cockerell С. J. a. Leboit Ph. E., 1992). Данная форма бартонеллеза в России не описана, хотя регистрация болезни кошачьих царапин и продолжающиеся увлечения к обладанию и содержанию кошек в семьях должны быть приняты во внимание при обнаружении на коже больных папул неясного происхождения, с сосудистыми расстройствами кожи (ангиоматоз), печени и селезенки (пурпурный и пелиозный гепатит и спленит — соответственно).
Бартонеллы (до 1993 г. — Rochalimaea spp.) представлены грамот -рицательными, короткими палочками, размером 0,3-0,5х 1,0-3,0 мкм. Округлые формы достигают 1,5 мкм в диаметре. В срезах из инфицированных тканей они могут быть изогнутыми, плеоморфными, сгруппированнными в компактные скопления. Окрашиваются по Гимзе; в биоптатах из тканей — красителем с применением серебра по Warthin-Starry1; воспринимают также акридиноранжевый краситель, что используется в иммунохимических исследованиях. Для В. bacilliformis характерны 1-4 жгутика, расположенные на одном из полюсов клетки и поэтому она подвижна; для В. henselae наблюдали один монополюсный жгутик (Cockerell et al., 1991; Kruegeretal., 1995). Бактерии имеют четко структурированную трехслойную оболочку; последняя содержит до 12 протеинов с молекулярной массой от 174 до 28 кДа. Размер генома относительно невелик, в пределах 1700-2174 кДа; соотношение G+C% находится в пределах 38,5-41,0% (Maurin et al., 1996). Размножение бартонелл происходит простым поперечным делением.
Идентификация видов бартонелл основана на высокой их требовательности к условиям культивирования, определении жирно-кислотного состава клеток, сиквенса гена цитратсинтазы или некоторых других генов в сочетании с последующей амплификацией в ПЦР и анализом фрагментов рестрикции продуктов амплификации (Roux V, Raoult D., 1995). Сочетание этих методов или молекулярно-генетическое исследование ДНК позволяет быстро дифференцировать В. quintana, В. henselae и В. vinsonii.
В организме чувствительных хозяев бартонеллы растут на поверхности клеток, а также внедряются и заселяют эритроциты и эндотелиальные клетки сосудистой системы. Биологической особенностью бартонелл является их уникальная способность стимулировать пролиферацию клеток эндотелия и рост мелких сосудов в их капиллярной части, что приводит к ангиоматозу.
По характеру питания бартонеллы являются аэробными гематотрофами, то есть нуждаются в гемине и продуктах расщепления эритроцитов. Вне человека их культивирование может осуществляться в организме платяных вшей (В. quintana), кошачьих блох (В. henselae), а также на твердых и полужидких питательных средах, обогащенных 5-10% человеческой крови или крови животных (оптимально барана или кролика) при 35-37°С, 5% содержании СО2 в атмосфере и относительной влажности 90-95%. Для В. bacilliformis оптимальной температурой культивирования является 25-28°С.
При первичном выделении бартонелл из биологических образцов (крови, биоптатов лимфатических узлов, клапанов сердца, папул и др. затронутых болезнью органов) больного человека требуется длительное, до 15-45 суток и более, выдерживание засеянных чашек с агаром в оптимальных условиях роста. Данную особенность объясняют низким содержанием бартонелл в крови и тканях.
Выделение бартонелл из крови больных в связи, например, с эндокардитом неустановленной этиологии или лимфаденопатией, после оцарапывания котенком или его укуса, значительно облегчается, если для их выделения использовать линии эндотелиальных клеток человека или быка, а также использовать такой простой прием как центрифугирование крови с одновременным лизисом эритроцитов (Koehler, Quin, Berger, 1992; Drancourt et al., 1995) или же просто механически лизировать эритроциты (Kordick et al., 1996). Следует отметить, что методы культивирования бартонелл, в частности, В. quintana вне организма хозяина были разработаны значительно раньше и в течение многих лет использовались в лабораториях Г. С. Мосинга (г. Львов) и А. В. Пшеничнова (г. Пермь). При этом в первом случае выделение и культивирование возбудителя осуществляли в организме платяных вшей человека, зараженных по методу Вейгля (Мосинг Г. С, 1956), во втором — на обычном агаре, обогащенном смесью дефибринированной крови человека, молока и желтка куриного яйца и комплексом витаминов В (Пшеничнов Р. А. и др., 1963).
Для накопления бартонелл, с целью приготовления специфического антигена, используют также в качестве субстрата культивирования желточные оболочки и аллантоисную жидкость куриных эмбрионов, либо клеточные культуры.