Неудачи последних лет в борьбе с возбудителями инфекционных болезней, заставили серьезно задуматься о причинах, обесценивающих наши усилия по созданию «мира без эпидемий». Почему это происходит? Лишь очень немногие из микроорганизмов (приблизительно 1/30000 часть) представляют угрозу для людей. Поэтому они должны обладать какими-то существенными отличиями, определяющими их способность вызывать болезнь или даже смерть своих жертв.

 

Глава 1.1. Инфекционная болезнь

Патогенность. Вирулентность. Инфекционный процесс и инфекционная болезнь.

По замечанию Клода Бернара, болезнь является обязательным проявлением жизни, спутником ее эволюции и усложняется в соответствии с усложнением функции и структуры живых существ, т. е., если болезнь рассматривать не только с узко антропоцентрической точки зрения, то болеют на всех этажах эволюционной лестницы — начиная с наиболее простых форм жизни: вирусов, бактерий, амеб. Первичным и основным звеном развития болезни является повреждение. В наиболее общем смысле, повреждение живого тела на любом уровне (молекулярном, субклеточном, клеточном, органном, организменном, популяционном) представляет такое изменение его строения и функции, которое не способствует, а мешает жизни и существованию организма в окружающей среде [Адо А.Д., 1985].

Для вируса, проникшего в клетку, болезнью будет его неспособность синтезировать макромолекулы, собирающиеся в вирусную частицу. У многоклеточных организмов такую болезнь вируса может вызвать, например, программируемая гибель клеток (апоптоз), инфицированных этим вирусом. Повреждение размножившегося в клетках хозяина вируса, способны вызвать антитела и система комплемента. В этом случае причиной болезни вируса будут его нейтрализация и опсонизация, лизис вирусинфицированных клеток, усиление воспалительного и иммунного ответов на него хозяина.

Бактерии могут быть разрушены антибактериальными веществами в жидкостях и любых тканях, в которые они проникают. Их могут переварить полиморфно-ядерные и одноядерные фагоциты, нейтрализовать и опсонизировать антитела, действующие совместно с системой комлемента, и др.

Повреждение макроорганизма начинается с изменения строения и свойств различных молекул в клетках тканей, где размножаются микроорганизмы, при этом клетки погибают. Однако повреждение на уровне отдельных тканей у многоклеточных практически всегда проявляется на организменном уровне. Например, вирус полиомиелита внедряется в нервные клетки передних рогов спинного мозга и размножается в них. В результате гибели этих клеток развивается повреждение моторных центров передних рогов с параличами и атрофией скелетной мускулатуры и другими проявлениями болезни.

Развитие, течение и исход болезни в значительной степени, кроме процессов повреждения, определяются реактивными процессами. В самой общей форме реактивность есть способность организма как целого отвечать изменением жизнедеятельности на воздействие окружающей среды. По своей сути термин «реактивность» означает механизм устойчивости организма к вредным влияниям среды [Адо А.Д:, 1985].

Реактивность микроорганизмов закреплялась естественным отбором миллиарды лет и отнюдь не носит примитивный характер, хотя их самих, нередко, в литературе называют примитивными формами жизни (правильнее их называть более древними формами жизни). Например, в настоящее время у ортопоксвирусов идентифицировано, по крайней мере, четыре гена, белковые продукты которых способны ингибировать апоптоз клеток по самым различным механизмам, и пять генов, способных контролировать развитие воспалительных реакций организма хозяина [Маренникова С.С., Щелкунов С.Н., 1998]. Бактерии способны замедлять воспаление, противодействовать хемотаксису фагоцитов, предотвращать иммунную реакцию и делать еще многое другое, что повышает их устойчивость к факторам среды макроорганизма [Smith H., 1995].

Но чем сложнее организован организм, тем большим арсеналом средств активного реагирования на повреждение он располагает. У многоклеточных таким арсеналом противодействия микроорганизмам стала система иммунитета (рис. 1). Термином «иммунитет» и его синонимами (невосприимчивость, толерантность, устойчивость, резистентность, неуязвимость и др.) обозначают способность живых существ противостоять агрессии со стороны представителей других биологических видов. Классификация явлений невосприимчивости (по механизмам их защитного действия) позволяет выделить конституциональные, фагоцитарные и лимфоидные факторы, образующие взаимодополняющие защитные системы [Румянцев С.Н., 1984]. Однако, даже действуя скоординировано, все системы иммунитета оказываются не в состоянии предотвратить развитие болезни у макроорганизма. Это вызвано тем, что два организма, способные как к повреждению, так и к реактивным ответам, вступают в особую биотическую связь, при которой повреждается один из них.

Рис. 1. Зависимость арсенала защитных механизмов, которым располагает биологический вид от его положения в эволюционно сложившейся иерархии видов. Системы иммунитета: 1 — конституциональная, 2 — фагоцитарная, 3 — лимфоидная

Макроорганизм в этой биотической связи выступает как хозяин, микроорганизм как паразит. Их взаимодействие носит антагонистический характер и называется инфекцией (от лат. infecto — вносить нечто вредное, заражать). Результат повреждения клеток — высвобождение энергии в окружающую среду. Поэтому паразитическое существование создает микроорганизму много преимуществ: он получает от хозяина ряд метаболитов без значительных энергетических затрат со своей стороны, а также использует его как территорию для обитания и размножения. Основываясь на первом законе термодинамики, мы можем прийти к выводу, что не может быть паразитизма без повреждения хозяина. Но из него же следует и обратный вывод — повреждение хозяина, которое мы наблюдаем, но пока не можем объяснить, может быть результатом паразитизма. Если взглянуть на данную проблему с эволюционной точки зрения, то переход к паразитизму для микроорганизма это, безусловно, успех. Болезнь же хозяина, обратная сторона этого успеха.

Теперь посмотрим, что же нужно паразиту для образования такой биотической связи. В отличие от неживой окружающей среды (почва, воздух, гниющие субстраты), хозяин для микроорганизма — высокоспециализированная среда обитания, которая способна активно реагировать на него и контролировать его размножение. Реакция же паразита на противодействие хозяина, должна обеспечить ему возможность паразитического существования, т. е. он должен быть для хозяина патогенным.

Патогенность — это способность некоторых микроорганизмов (патогенов) вызывать болезнь. Однако любая болезнь, в том числе и инфекционная, это свойство живого организма. Поэтому патогенность — не столько (иногда, не сколько) свойство микроорганизма, но и функция организма хозяина, иммунный статус которого «разрешает» тот или иной патогенез инфекции [Бухарин О.В., Литвин В.Ю., 1997].

Вирулентность — синонимичный термин, иногда его определяют как меру патогенности. Часто термин «патогенность» используется в отношении микробных видов, а «вирулентность» в отношении штаммов внутри видов: например, вид Bacillus anthracis более патогенен, чем Bacillus subtilis, а штамм Vollum Bacillus anthracis более вирулентен, чем штамм Sterne [Smith H., 1995].

Чем более патогенен микроорганизм, тем большие повреждения и нарушения он вызывает у макроорганизма. Чем менее способен организм хозяина предотвратить эти нарушения, тем тяжелее протекает инфекция, тем выраженнее проявления болезни. Адаптировать микроорганизм к организму того или иного вида животного — значит сделать данный микроорганизм для него патогенным. Однако известны так называемые авирулентные или апатогенные штаммы возбудителей инфекций (например, их вакцинные штаммы), способные размножаться в организме животного или человека, не причиняя ему вреда. Это явление можно рассматривать как взаимную адаптацию микро- и макроорганизма [Адо А.Д., 1985]. Другой сложный феномен взаимной адаптации макро- и микроорганизма, это носительство. Его можно рассматривать как одну из форм паразитизма, отражающую возможность выживания и сохранения тех паразитов, которые не приводят к гибели своих естественных хозяев [Бухарин О.В., Усвяцов Б.Я., 1996]. Поэтому в обоих случаях нет оснований говорить об инфекции, а в особенности об инфекционном процессе и болезни.

Инфекционный процесс и инфекционная болезнь наступают тогда, когда адаптация является односторонней, и микроорганизм размножается и разрушает макроорганизм, который оказался не в состоянии предотвратить эти разрушения [Адо А.Д., 1985].

Несколько обособлено стоит группа инфекционных болезней, вызываемых не живым возбудителем, а продуктами его жизнедеятельности, накопленными вне организма в различных субстратах (например, ботулинический токсин в продуктах питания). В патогенезе этих состояний нет инфекционного процесса, а присутствует лишь его составная часть — процесс интоксикации, тяжесть которого определяются видом и количеством токсина [Покровский и др., 1979].

В последние годы стал более сложным ответ на вопрос о причинах отдельных соматических и инфекционных болезней и, даже, проведения различий между ними. Казалось бы, что может быть проще? Причиной возникновения у человека сибирской язвы является его инфицирование В. anthracis; причиной гриппа, инфицирование вирусом гриппа, причиной атеросклероза отложение холестерина и т. п. Однако, что является причиной цитомегаловирусного ретинита или пневмонии? Цитомегаловирус? Известно, что причиной болезни можно считать только тот фактор, без которого возникновение и развитие именно данной болезни невозможно [Адо А.Д., 1985]. Но обе болезни возникают, в основном, у больных СПИДом, т. е. у лиц, иммунная система которых повреждена другим вирусом (рис. 2). Может ли ВИЧ-инфекция считаться фактором, способствующим развитию цитомегаловирусного ретинита или пневмонии? Ответ на этот вопрос может быть однозначным — да, может! Но будет ли он верным? Сам ВИЧ не убивает своего хозяина. Он является причиной болезни, называемой сегодня СПИДом, в свою очередь, представляющей целый комплекс различных инфекционных болезней. Гибель человека наступает от одной из них, в том числе и от вызванной цитомегаловирусом. D. Xuminer и соавт. (1987) сделали ретроспективный анализ медицинской литературы и выявили 14 случаев инфекционных болезней, описанных под разными диагнозами до 1981 г., которые соответствуют критериям, предложенным для СПИДа. Но ВИЧ тогда не был известен, поэтому несколько случаев пневмоний описаны ими как цитомегаловирусные, т. е., столкнувшись с какой-то новой инфекционной болезнью, мы легко можем принять ее следствие за ее причину. Но и этот ответ будет верен лишь отчасти.

Рис. 2. Цитомегаловирусное повреждение сетчатки глаза человека при СПИДе. В большинстве случаев цитомегаловирусной инфекции отмечается бессимптомное вирусоносительство. Однако при СПИДе патогенные свойства вируса проявляются разнообразными поражениями, невозможными в иммунокомпетентном организме. Цитомегаловирус, как и ВИЧ, способен подавлять клеточный иммунитет хозяина. Поэтому действие обоих вирусов на иммунную систему интегрировано. Видимо ближе к истине будут О.В. Бухарин, В.Ю. Литвин (1997), считающие, что патогенность не всегда удается адекватно оценить в «чистом виде», так как она может быть интегрированным результатом действия нескольких сочленов паразитоценоза хозяина. На рисунке видны участки отмершей ткани (светлые) и облитерация кровеносных сосудов (темные участки). Черная область — отслоившиеся участки [Милз Д., Мазур Г., 1990]

Рассмотрим другой пример сложности однозначного толкования причины инфекционной болезни. Лечение флюконазолом грибковой инфекции у больных СПИДом, приводит к заметному увеличению количества больных, инфицированных более устойчивым к препарату дрожжевым патогеном — Candida krusei (ранее практически не встречавшегося клиницистам), быстро приводящего их к летальному исходу от диссеминированного кандидоза [Samaranayake Y., Samaranayake L., 1994].

Получается, что причина болезни — ВИЧ, но клиницисты видят патологические проявления кандидоза, вызванного одним возбудителем (Candida albicans), а гибель больного наступает от другого возбудителя (Candida krusei). Видимо и в том и другом случае ближе к истине будет не А.Д. Адо (1985), а О.В. Бухарин, В.Ю. Литвин (1997), считающие, что патогенность не всегда удается адекватно оценить в «чистом виде», так как она может быть интегрированным результатом действия нескольких сочленов паразитоценоза хозяина.

* * *

Болезнь является обязательным проявлением жизни, спутником ее эволюции и усложняется соответственно функции и структуры живых существ. Первичным и основным звеном развития болезни является повреждение. При инфекционной болезни повреждение макроорганизма начинается с изменения в строении и свойствах различных молекул в клетках тканей, где размножаются микроорганизмы, при этом клетки погибают. Но развитие, течение, исход инфекционной болезни, в значительной степени, кроме процессов повреждения, определяются реактивными процессами. Чем более патогенен микроорганизм, тем большие повреждения и нарушения он вызывает в макроорганизме. Чем менее способен организм хозяина предотвратить эти нарушения, тем тяжелее протекает инфекция, тем выраженнее проявления болезни. Инфекционный процесс и инфекционная болезнь наступают тогда, когда адаптация является односторонней, и микроорганизм размножается и разрушает макроорганизм, который оказался не в состоянии предотвратить эти разрушения. Не всегда инфекционную болезнь вызывает какой-то один возбудитель. Она может быть интегрированным результатом действия нескольких сочленов паразитоценоза хозяина.

 

Глава 1.2. Патогенность и паразитизм

Абсурдизация коэволюции. Противоречия гипотезы закрепления патогенности естественным отбором. Типы паразитов. Патогенность микроорганизмов без критериев времени. Патогенность облигатных паразитов. Патогенность факультативных паразитов. Патогенность случайных паразитов. Смена типа (степени) паразитизма. Вторая стратегия паразитизма. Третья стратегия паразитизма.

Почему микроорганизмы бывают патогенными? Правильный ответ на этот вопрос позволит предварительно оценивать патогенный потенциал возбудителей новых инфекционных болезней исходя из критериев, которые невозможно определить в эксперименте.

Абсурдизация коэволюции. Понимание сути патогенности только как механизма, посредством которого реализуется возможность микроорганизма к паразитическому существованию, неизбежно приводит исследователей к мысли, что эта форма биотической связи временна, так как способна погубить хозяина и, следовательно, самого паразита. Поэтому длительное время считалось, что в ходе эволюции она должна быть вытеснена другими формами симбиоза, не наносящими вреда хозяину [Dubos R., 1965]. А сам процесс формирования таких форм симбиоза хозяина и паразита носит характер сопряженной эволюции (коэволюции), т. е. их «притирки».

Были получены данные, которые, казалось, свидетельствовали, что такая тенденция в эволюции патогенности может быть единственно верной. Рассмотрим пример, наиболее часто используемый для доказательства такой «коэволюции».

Для ограничения численности кроликов в Австралию в начале 50-х годов этого столетия был завезен вирус, вызывающий у кроликов смертельную болезнь — миксоматоз. На первом этапе эксперимента вирус, действительно, истребил до 95 % их первоначальной популяции. А дальше стали наблюдаться два параллельно развившихся процесса. Во-первых, произошло ослабление вирулентности вируса: он убивал не 95, а лишь нескольких десятков животных из сотни, а затем вообще перестал вызывать их гибель. Во-вторых, произошло быстрое распространение кроликов, которые оказались более устойчивыми к вирусу миксомы. В результате через 10–12 лет (после внедрения вируса) численность кроликов восстановилась до исходного уровня. Это пример стал настолько популярным, что сейчас трудно найти учебник по микробиологии, где бы его не привели. А известный биолог N. Ampel (1991) даже перенес его на всю I историю взаимодействия патогенных микроорганизмов с популяциями их хозяев.

Однако среди «коэволюционистов», извлекших из страданий австралийских фермеров столько пользы для торжества своей гипотезы, не нашлось никого, кто бы обратил внимание на результаты такого же эксперимента, выполненного на диких английских кроликах. После 12 лет исследований выяснилось, что в Англии нет ни устойчивых к вирусу миксомы кроликов, ни ослабленного вируса в их популяциях [Эндрюс К., 1969].

В Австралии вирус миксомы между кроликами переносят комары вида Culex annulirostris. Оставшиеся в живых (т. е., устойчивые к мисоматозу) кролики восстанавливали численность своих популяций за зимние месяцы, когда комаров, а, следовательно, вируса, значительно меньше.

В Англии переносчиками вируса миксомы были блохи. Между здоровыми и больными кроликами в естественных условиях «взаимообмен» блохами происходит в течение 3 сут, продолжительность же болезни 11 сут. Кроме того, после гибели животных, зараженные блохи могли оставаться в норах до 105 сут, не теряя своей инфекционности. Иными словами, для инфицирования отдельного животного даже не требовалось высокой плотности больных кроликов в их популяциях. Достаточно, чтобы он «заглянул» в опустевшую нору один раз за 3,5 мес. Сохранение незначительной части диких кроликов в Англии было связано не с «коэволюционным процессом», а с изменением образа их жизни. Они покинули родовые норы и стали жить на поверхности земли [Эндрюс К., 1969], т. е., австралийская «коэволюция» вируса и хозяина, это не более чем частный случай, а не всеобщая закономерность. Ошибочность этих интерпретаций была вызвана неправильным выбором объекта исследования. Пытаясь понять механизм эволюции патогенности исследователи, в действительности, изучали динамику отдельно взятого эпизоотического процесса.

Противоречия гипотезы закрепления патогенности естественным отбором. О том, что патогенность не артефакт недавней ассоциации между микроорганизмом и его хозяином, а более сложное явление, закрепленное естественным отбором, свидетельствуют и многие другие наблюдения. Способность холерного вибриона продуцировать повышенные количества холерного токсина, способствует увеличению количества холерных вибрионов в фекальных массах [Ewald Р., 1994]. Более вирулентный штамм ВИЧ, способный осуществлять сильную клеточную деструкцию в условиях in vitro, накапливается в значительных количествах в семянной жидкости больного СПИДом [Asjo В. et al., 1986]. Следовательно, в обоих случаях патогенность помогает паразиту решать другую важную задачу — осуществлять периодическую смену хозяина. Малярийные плазмодии, способные к интенсивному размножению, вызывают тяжелую болезнь с длительным течением и трудно поддающуюся лечению [Ewald P., 1984], т. е., увеличение патогенности продляет жизненный цикл малярийного паразита и одновременно способствует его переносу другим реципиентам. Высокая плотность и длительное циркулирование плазмодиев в крови человека повышают вероятность проникновения гаметоцитов в желудок комара-переносчика.

Микроорганизмы способны не только утрачивать патогенность, что предполагает теория коэволюции паразитов и их хозяев, (понимающая конечный результат этого процесса как потерю микроорганизмом паразитических свойств), но и приобретать ее. Об этом свидетельствует то обстоятельство, что многие факторы патогенности бактерий детерминируются генами, локализованными в плазмидах или мобильных элементах, способных к внутривидовому и к межвидовому обмену [Брода П., 1982; Пехов А.П., 1996].

Противоречит такой теории коэволюции и древность некоторых возбудителей инфекций, существующих в настоящее время. Поражения, напоминающие туберкулезные, найдены у ящеров мезозойской эры, населявших землю 185 млн. лет назад [Адо А.Д., 1985].

Существуют доказательства как наследственной резистентности млекопитающих к туберкулезу [Lurie M., 1964], так и аргументы в пользу того, что эпидемические штаммы возбудителя туберкулеза были селекционированны для людей, резистентных к данной болезни [Waters A., 1991]. Duff-негативные группы крови и специфические HLA-аллели в популяциях людей, поддерживаются посредством селекции малярийными плазмодиями. Это явление также может быть интерпретировано как доказательство длительной ассоциации возбудителя малярии с человеком, не приведшей к утрате паразитом патогенности (рис. 3).

Рис. 3. Взаимосвязи между малярийными паразитами людей и приматов. У обезьян находят более 26 видов плазмодий. Молекулярный и морфологический анализ показали, что возбудители малярии приматов и людей имеют сходные филогенетические деревья. Получены предварительные доказательства того, что эта группа паразитов имеет: 1) сходный диапазон коэволюционных сценариев, включающих видообразование P. vivax и близких к нему паразитов у азиатских приматов; 2) недавний обмен паразитами между людьми и обезьянами Нового Света; 3) и, возможно, произошедший в давнее время обмен falciparum-подобным паразитом от птиц и ящериц к африканским гоминоидам. Вирулентность малярийных плазмодиев варьирует, но сохраняется миллионы лет, Дальнейший анализ преподнесет еще другие сюрпризы [Escalante A. et al., 1998]

Однако существуют факты, которые трудно объяснить, если отбросить возможность коэволюции вообще и исходить только из гипотезы о закреплении естественным отбором патогенности за паразитическими микроорганизмами. Основное препятствие гипотезе создает то обстоятельство, что вызываемые этими микроорганизмами патологические симптомы, болезнь и смерть хозяина, не придают им никаких дополнительных преимуществ в процессе трансмиссии.

Эта группа возбудителей довольно большая. В нее входят как возбудители «новых» (легионеллез, болезнь Лайма, хантавирусная пневмония), так и «старых» инфекционных болезней (сибирская язва, мелиоидоз). На основе гипотезы закрепления патогенности естественным отбором трудно объяснить, зачем полиовирусу нужна инвазия и пролиферация в корешках спинного мозга. Полиовирус обычно реплицируется в клетках слизистого эпителия кишечника, а передается по фекально-оральному механизму. Размножившись в ЦНС, он не сможет передаться в другие организмы. То, что такой паразитизм не случайность и не свойство только вирусов, свидетельствуют примеры с бактериальными патогенами. Возбудители менингитов — Haemophilus influenzae и Neisseria meningitidis, обычно «проживают» в носоглотке и передаются воздушно-капельным путем. Проникновение в спинномозговую жидкость, по крайней мере для этих бактерий, является началом их конца. Организм отвечает неспецифическим воспалительным ответом на их размножение в ликворе, что приводит к симптомам менингита и смерти Хозяина [Levin В., 1996]. Эпидемическая цепочка, как и при инвазии вируса полиомиелита в корешки спинного мозга, обрывается.

Не объясняет гипотеза закрепления патогенности естественным отбором и приобретение микроорганизмами некоторых «факторов патогенности». Адгезины, продуцируемые уропатогенными E. coli и ответственные за болезненные проявления инфекции в уринарном тракте, необходимы для поддержания возбудителя в кишечнике. Однако болезненные симптомы инфекции уринарного тракта, генерируются через неспецифический воспалительный ответ на эти же адгезины и не создают никаких преимуществ E. coli. Их экспрессия может привести только к «очищению» уринарного тракта от кишечной палочки. Какие преимущества дают E. coli 0157 токсины, вызывая гибель хозяина от гемолитической уремической комы [Levin В., 1990]? А «суперантигены», вызывающие сверхответ иммунной системы и, в конечном итоге, приводящие хозяина к гибели от сепсиса [Whitnack E., 1993], зачем они закрепляются естественным отбором в качестве «факторов патогенности»?

Неспособность обоих рассмотренных гипотез (коэволюции паразита и хозяина, и закрепления за паразитом патогенности естественным отбором) объяснить патогенные свойства одних микроорганизмов, при их полной релевантности в объяснении патогенности других, свидетельствует о многовариантности самого явления патогенности, препятствующей созданию какой то «единой теории патогена». Поэтому мы вернемся к первопричине патогенности микроорганизмов — их паразитическому существованию.

Типы паразитов. О.В. Бухарин и В.Ю. Литвин (1997) выделяют три типа паразитов. Облигатные паразиты — их единственной средой обитания всегда служит какой-то другой хозяин. Поэтому независимо от путей передачи такие возбудители отличаются наиболее выраженной зависимостью от хозяев. Среди возбудителей инфекционных болезней облигатными паразитами являются те, которые при пассажах от одного организма к другому не попадают во внешнюю среду (трансмиссивный, половой, трансплацентарный, лактационный пути передачи, а также укусы животных). Факультативные паразиты — помимо организма хозяина, в процессе циркуляции могут в разной мере использовать внешнюю среду, так что эта категория паразитов очень не однородна. Отличие их от облигатных паразитов состоит в возможности выхода во внешнюю среду различными нетрансмиссивными путями, а также в способности использовать внешнюю среду в процессах циркуляции и резервации. Случайные паразиты — эту группу составляют возбудители типичных сапронозов, для которых внешняя среда (почва, вода, растительные и другие органические субстраты) служит нормальной и наиболее обычной средой обитания. Особенность случайных паразитов состоит в обязательности внешней среды как их основной среды в той же мере, в какой для облигатных и факультативных паразитов обязателен организм хозяина.

Патогенность микроорганизмов без критерия времени. Прежде чем перейти к установлению связей между типами, паразитов и их патогенностью, вернемся к понятию «патогенность», но опустив фактор времени из его толкования. Такой подход вполне оправдан, если учитывать то обстоятельство, что микроорганизмы не знают смерти как разделения пространства и времени [Вернадский В.И. 1965].

Размножаясь делением (бактерии), либо реплицируясь с использованием «ферментативного аппарата» клеток хозяина (вирусы), паразитические микроорганизмы фактически являются бессмертными. Поэтому, смерть, как фактор биологической эволюции, значима только для их жертв. А сами они существуют в нашем понимании вне времени. Отсюда следует, что тот критерий патогенности возбудителя инфекционной болезни, в котором учитывается «фактор времени», лишь отражает нашу потребность в определенном комфорте при исследовании события. Давайте проверим этот тезис. Если мы определим патогенность (вирулентность) через временной интервал — от момента инфицирования паразитом хозяина, до момента гибели хозяина, то убедимся в чрезвычайной патогенности возбудителя натуральной оспы (гибель людей наступит в течение 2–3 нед.) и непатогенности ВИЧ. Однако если эту патогенность будем определять по «конечному результату», то окажется, что среди инфицированных вирусом натуральной оспы погибло только 30 % и эпидемия давно закончилась, а среди первично инфицированных ВИЧ — погибли все, а эпидемический процесс продолжается, приводя к инфицированию и гибели все большего числа людей, т. е. ВИЧ достиг предела патогенности, возможной для паразита — 100 % смертности своих жертв при сохранении способности к смене хозяев. Вирус натуральной оспы, в сравнении с ним, даже безобиден. По нашему восприятию времени полная гибель инфицированных займет 10 лет, однако для ВИЧ ни этот период, ни даже миллион лет, не означают ничего. Поэтому та патогенность (вирулентность), которая характеризуется быстрым инкубационным периодом и непродолжительной болезнью, завершающейся смертью, это только проявление определенной (условно назовем ее первой) стратегии паразитизма, где продолжительность инфекционного процесса лимитируется иммунной системой хозяина (вернее, эволюционно сложившейся для данного биологического вида нормой иммунного ответа). Отсюда можно прийти к выводу и о существовании стратегий паразитизма, при которых продолжительность болезни хозяина будет ограничена продолжительностью его жизни (вторая стратегия), и, даже, продолжительностью жизни его как вида (третья стратегия). Однако о последних двух стратегиях мы поговорим позже.

Патогенность облигатных паразитов (возбудители кори, коклюша, гриппа, желтой лихорадка, чумы, натуральной оспы, лихорадки Денге, Ку-лихорадки и др.). Патогенность таких паразитов является исключительно вынужденной и существует через необходимость сохранения хозяина живым для последующего переноса к новым хозяевам (рис. 4). В зависимости от способа переноса (основные — трансмиссивный и воздушно-капельный), плотности и чувствительности инфицируемой популяции, вирулентность возбудителя новой болезни может значительно колебаться, однако в его распространении всегда можно отследить эпидемическую цепочку. Клиническая картина болезни может носить характер давно сформировавшейся инфекционной патологии, т. е., иметь четкий клинико-патогенетический синдром и эпидемиологию. Наиболее опасно появление в человеческих популяциях новых возбудителей данного типа, использующих трансмиссию с помощью какого либо переносчика, который уменьшает зависимость паразитического микроорганизма от живого хозяина. Более того, он будет поддерживать отбор высоковирулентных штаммов из-за большой вероятности захвата им возбудителя с кровью больных с тяжелыми формами инфекции. Однако процесс формирования таких форм симбиоза хозяина и паразита носит характер коэволюции. Поэтому в инфицированных популяциях новый возбудитель никогда не достигает максимума своей вирулентности, в чем можно убедиться опытным путем, уменьшая его LD50 последовательными пассажами через хозяев. Эффект пассажей делает паразитическую трансмиссию независящей от выживания самого хозяина. Посредством этого ему «дозволяется» большая вирулентность без компромисса, необходимого для его способности передаваться другим хозяевам [Levin В., 1996].

Рис. 4. Снижение средней продолжительности жизни людей на планете после пандемии испанки в 1918 г. и с начала 1960-х гг. Масштабные эпидемии и пандемии, вызываемые облигатными микроорганизмами, использующими первую стратегию паразитизма, способны приводить к опустошению отдельных стран. Патогенность таких паразитов существует через необходимость оставлять хозяина живым. Поэтому численность населения не только восстанавливается, но и может превысить «доэпидемический» период. Однако с начала 1960-х годов рост средней продолжительности жизни замедлился [Lederberg J., 1997]. В XXI столетии возможна ее отрицательная динамика из-за давления, оказываемого возбудителями инфекций, использующими вторую и третью стратегии паразитизма и существующими без необходимости сохранять жизнь своим жертвам

Таким образом, вышеуказанные противоречия «теории коэволюции», созданы теми «коэволюционистами», которые понимают взаимную адаптацию макро- и микроорганизмов, как процесс, ведущий к утрате микроорганизмом паразитических свойств и к превращению его в свою противоположность — комменсал. О.В. Бухарин и Б.Я. Усвяцов (1996), опираясь на предложенный В. Беляковым и соавт. (1987) «принцип саморегуляции паразитарных систем», «развили» эволюционное учение «правилом», в соответствии с которым «эволюция не дает существенных преимуществ ни одному из взаимодействующих видов — она направлена на достижение динамического противоречивого равновесия». Т. е. эволюции как естественного отбора наиболее приспособленных видов, не существует. А эволюция симбиотических систем представлена ими в виде последовательности событий — «комменсализм-паразитизм-аменсализм-комменсализм» и т. д., напоминающей ламарковское упражнение органов. О.В. Бухарин и Б.Я. Усвяцов (1996), так же как и N. Ampel (1991), принимают частный случай снижения вирулентности микроорганизмом в конце эпидемического процесса за общую закономерность — утрату им паразитических свойств в ходе «эволюции симбиотических систем».

Возможна ли вообще утрата паразитических свойств облигатным организмом, как настаивают указанные выше авторы? Чтобы ответить на этот вопрос, посмотрим, какую цену платят другие биологические виды за переход к паразитическому существованию. Например, внутренние паразиты теряют органы чувств, затем у них до предела упрощается нервная система, и, как у ленточных червей, исчезает пищеварительная — она им больше не нужна. Т. е., отбор перестает следить за формированием структуры, и этого достаточно. Остальное делает второе начало термодинамики. Те структуры, которые поддерживает отбор, сохраняются и развиваются, например, органы прикрепления к стенке кишечника [Медников Б.М., 1982]. Эта закономерность носит общебиологический характер. Поэтому она справедлива и для микроорганизмов. Таким образом, переход к облигатному паразитизму всегда сопровождаемся упрощением организма. Организм не может «скачком» вернуть те утраченные структуры, которые бы позволили ему вновь вернуться в прежнюю среду обитания, перейти к другим формам симбиоза, либо изменить стратегию паразитизма. Для этого ему нужно стать другим видом. А так как это менее вероятно, то при смене условий окружающей среды происходит либо его замещение другим паразитом, либо формирование других форм симбиоза, которые могут не включать паразитические микроорганизмы. Следовательно, патогенность облигатных паразитов является адаптивным признаком, а их поддержание в популяциях отдельных видов может достигаться за счет других механизмов (гетерогенность популяции паразита по вирулентности, использование им переносчиков, сохранение в резервуарах и т. п.). Даже сильное отрицательное давление против высокопатогенных паразитов, вызванное небольшой численностью хозяина, либо ограниченным диапазоном паразитизма возбудителя, ведет не к становлению его как комменсала, а к его вытеснению из популяции хозяина новым микроорганизмом с другой стратегией паразитизма (второго и/или третьего типа). Поэтому теории коэволюции не противоречит ни длительная ассоциация патогенных видов микроорганизмов с их хозяевами, ни поддержание патогенности естественным отбором, но только тогда, когда речь идет об облигатных паразитах и исключается придуманная некоторыми исследователями возможность их перехода к другим формам симбиоза.

Патогенность факультативных паразитов (возбудители полиомиелита, холеры, гепатита А, ботулизма, бактериальных менингитов и др.). Для возбудителей инфекционных болезней, являющихся факультативными паразитами, характерны фекально-оральный и воздушно-капельный пути передачи, высокая степень носительства и лишь эпизодическое проявление их в форме тяжелых инфекций. Так, на одного больного менингитом приходится 180 бактерионосителей [Покровский и др., 1976]. По данным В.В. Алексеенко (1991) соотношение больных холерой и вибрионосителей колеблется в разных регионах от 1:1 до 1:100. Проникновение вируса полиомиелита через гематоэнцефалический барьер происходит не чаще чем в 1 % случае от числа инфицированных [Болотовский В.М., 1993]. Колонизация факультативными паразитами слизистых поверхностей макроорганизма (кишечник, носоглотка) осуществляется в условия противодействия со стороны микробов-антагонистов, местных барьерных факторов и др. Поэтому создаются условия для природной селекции высоковирулентных штаммов в виде локального феномена. Это позволяет паразитическому микроорганизму:

1) избежать ингибирования своего размножения механизмами защиты хозяина;

2) пролиферировать в этом хозяине;

3) проникать и размножаться в органах, тканях и клетках, в которых он будет меньше конкурировать с другими представителями своего вида и иметь преимущества в данном хозяине [Levin В., 1996].

Экспрессия факторов, ответственных за локальные преимущества микроорганизма, не направлена на его трансмиссию к другим хозяевам. У «новых» возбудителей данного типа вероятно обнаружение генов известных, т. е., «старых» факторов патогенности (например, термолабильных и термостабильных энтеротоксинов). Как мы уже указывали выше, для менингококка проникновение в ликвор и для полиовируса проникновение в клетки ЦНС, является началом их конца. Однако степень факультативности у микроорганизмов различна. Поэтому при некоторых инфекциях, например, кишечных, обсемененность окружающей среды данным возбудителем может возрасти, что, при наличии фекально-орального механизма передачи, приведет к распространению паразитического микроорганизма по эпидемической цепочке. Но патогенность возбудителя холеры не имеет такого решающего значения для его распространения в природе, как для облигатного, например, малярии. В большинстве случаев, «внезапно» появившаяся вирулентность сокращает популяцию носителя и снижает скорость передачи возбудителя. Для других условий, факторы, создавшие локальные преимущества микроорганизму, значения не имеют. Они не придают микроорганизмам большей способности выживать в окружающей среде, не повышают вероятность выживания их популяций в будущем. Это «недальновидная эволюция» вирулентности микроорганизма [Levin В., Bull J., 1994].

Патогенность случайных паразитов (возбудители сибирской язвы, легионеллеза, мелиоидоза, псевдотурберкулеза и др.). Применительно к организму теплокровных патогенность их случайных паразитов не может ни поддерживаться посредством природной селекции, ни представлять собой результат «недальновидной» эволюции. Эпизодичность паразитической фазы их существования в теплокровных организмах исключает иной путь развития инфекционной болезни, кроме как случайного проявления ответа макроорганизма на экспрессируемые микроорганизмом вещества — так называемые факторы вирулентности, обычно имеющие другие функции. Клинические проявления таких новых инфекций могут не носить специфической картины (как мелиоидоз) и зависеть от пути проникновения возбудителя (как сибирская язва). Так как жизнь или смерть случайно инфицированного теплокровного организма ничего не значат для поддержания такого паразита в природе, то его вирулентность не лимитируется необходимостью сохранения жизни своим жертвам. Болезнь может протекать в септической форме и сопровождаться высокой смертностью (сибирская язва, мелиоидоз). Массовые инфекции носят характер вспышек (болезнь легионеров, псевдотуберкулез) и редко напоминают классический эпидемический процесс, т. е. передачу возбудителя по цепочке от одного заболевшего к другому. Возбудитель сибирской язвы является исключением — инфицирование крупного рогатого скота происходит через траву, а затем, при употреблении недостаточно термически обработанного мяса, инфицируются люди. Но для сохранения возбудителя в природе эти жертвы никакого значения не имеют.

Смена типа (степени) паразитизма. Среди возбудителей инфекций мы нигде не видим «идеальных убийц». Так или иначе, возможности их поддержания в окружающей среде и проникновения в организм теплокровных, ограничены. Ареалы возбудителей малярии, лихорадки Денге и желтой лихорадки лимитированы ареалами их переносчиков, те, в свою очередь, климатическими и ландшафтными условиями. Возбудитель мелиоидоза может существовать только в определенном типе почв. Возбудитель сибирской язвы для того, чтобы проникнуть в организм животного, должен быть сначала захвачен корневой системой травянистых растений. ВИЧ не сохраняется в окружающей среде и не передается воздушно-капельным путем как вирус гриппа. Тот же, в свою очередь, неспособен передаваться половым путем и т. д. Признавая роль Творца в создании паразитических организмов, нам бы пришлось признать и то, что в каждом конкретном случае им не все было продумано. Признавая роль естественного отбора (как выразился писатель АзекАзимов — «демона Дарвина»), нам также придется считаться с тем, что и он не во всех случаях работает безотказно.

Посмотрим, что должно произойти с облигатным паразитом, прежде чем тот станет «случайным» и после гибели своего хозяина обретет «спокойное существование» где-то в почве.

Облигатные паразиты утрачивают ненужные им гены, т. е. те, которые обеспечивают выживание в другой среде обитания. Значит, для смены типа паразитизма такие гены должны вновь возникнуть. Для этого в распоряжении «демона Дарвина» есть мутации. Вероятность мутации в гене 10–5. Однако гарантии того, что эта мутация не создаст бессмысленную последовательность, нет. Бессмысленную мутацию отбор не пропустит. Предположим, что для создания нужного структурного гена в исходном гене должны возникнуть две мутации, тогда их вероятность уже 10–10. Такие ничтожные вероятности не столь часто реализуются, чтобы провести бессмысленную последовательность на следующий этап естественного отбора. Придется оставлять старую [Медников Б.М., 1982].

Для бактерий «демон Дарвина» может использовать генетический перенос. Однако плазмиды и фаги случайных и даже факультативных паразитов находятся в другой среде обитания. Красивые опыты по межвидовому переносу генов между бактериями, выполненные в условиях in vitro, очень трудно экстраполировать на каждый конкретный эпизод биологической эволюции в природных условиях. Например, конъюгацию, легко получаемую в лабораторных условиях на фильтрах, видимо, можно осуществить и в кишечнике теплокровного животного. Но если мы возьмем конкретные микроорганизмы, например, облигатный паразит — возбудитель чумы и факультативный — возбудитель дизентерии, то убедимся, что встреча их в одном организме, даже при развитии двух инфекций сразу, маловероятна. А если она случайно произойдет в другой среде обитания, например, в каких-нибудь почвенных амебах? Много ли получит с этого «демон Дарвина»? Скорее всего, что немного. Плазмиды, как правило, несут только дополнительные к основным гены, позволяющие микроорганизму выдерживать конкуренцию с другими членами среды его обитания (гены токсинов, антибиотиков и т. п.). Но они не могут определить тип паразитизма.

Тогда как же совместить успехи, достигнутые эволюцией в создании отдельных патогенных видов и явное бессилие эволюции, когда рассматривается возможность большей адаптации этих видов к изменившейся среде обитания, за счет смены типа (степени) паразитизма?

Парадоксальное бессилие «демона Дарвина» генетик С. Райт представил в виде очень наглядной картины. Вообразим разные степени приспособленности к внешним условиям в виде холмистого ландшафта («ландшафта приспособленности»), где высота холма (адаптивного пика) соответствует степени его приспособления (в рассматриваемом нами случае — это вирулентность и тип паразитизма). Популяция, поднявшаяся на маленький пик, не может сменить его на большой, стать более приспособленной, ибо при смене пиков отбор пойдет против уровня приспособленности. Как кошка во время наводнения, спасаясь на низком заборе, может утонуть, хотя рядом был высокий дом, так и паразитический вид вынужден приспосабливаться к меняющейся среде обитания в рамках той способности к паразитизму, которая была закреплена за ним естественным отбором. Поэтому, все надежды на смену каким-то возбудителем типа паразитизма, как и на его переход к комменсализму, иллюзия. Также трудно судить, какой из пиков выше. А вот какой опасней для нас, как биологического вида — это, несомненно, облигатный паразитизм. Именно в его рамках может измениться стратегия паразитизма, «новый» паразитический микроорганизм внезапно достигнет вершины адаптивного пика, а кошка запрыгнет на крышу дома (рис. 5).

Рис. 5. Т-лимфоцит, инфицированный ВИЧ. ВИЧ использует Т-лимфоциты для своего размножения (частицы вируса выглядят как маленькие шарики [Вебер Д., Вейсс Р., 1988]). Одновременно он разрушает иммунную систему хозяина, что делает невозможным существование большого количества ВИЧ-инфицированных людей в условиях, когда их популяции подвергаются давлению со стороны возбудителей контагиозных болезней. «Победа» над контагиозными возбудителями привела не к переходу их в комменсалы, а к их смене паразитом с другой стратегией паразитизма. И в настоящее время использующий вторую стратегию паразитизма ВИЧ — наиболее «идеальный убийца»

Вторая стратегия паразитизма. Постоянное наращивание возможностей человеческого общества по активному воздействию на распространение и размножение патогенных микроорганизмов привело к изменению характера пандемий. Массовая иммунизация и антибиотикотерапия, возможность распознавать возбудителя инфекционной болезни, проводить карантинные мероприятия, дезинфекцию, Дератизацию резко снизили риск проникновения в человеческую популяцию паразитических видов микроорганизмов, вызывающих непродолжительную болезнь с коротким инкубационным периодом и интенсивным размножением возбудителя. Появились пути передачи, которые раньше были невозможными (гемотрансфузии, внутривенные инъекции, трансплантации). Тем самым была открыта Дорога облигатным паразитическим микроорганизмам, способным распространяться при невысокой плотности населения и низкой интенсивности передачи. Проникновение в человеческое общество новых возбудителей, использующих вторую стратегию паразитизма, возможно как из родственных природных резервуаров, в которых по каким-то причинам они были законсервированы, так и из латентных очагов в человеческих популяциях, видимо, представляющих собой один общий резервуар. Вызываемая ими инфекция носит медленный характер, возбудитель стремится быть не узнанным иммунной системой и сохранить себя в человеческих популяциях, интегрируясь с геномом человека (ретровирусы, герпесвирусы, вирус гепатита В, аденоассоциируемые вирусы и др.) либо как микоплазменное образование. Продолжительность таких инфекционных процессов не лимитируется иммунной системой хозяина. В механизме передачи преобладает половой путь, который одновременно необходим для сохранения вида-хозяина и не может быть разорван. Эпидемическая цепочка ограничивается лишь количеством человеческих особей в популяции, поэтому распространение некоторых паразитических микроорганизмов приобрело характер пандемии (ВИЧ, вирус гепатита В, некоторые виды вирусов герпеса и микоплазм). Возбудитель не накапливается в больших количествах. Например, концентрация ВИЧ в периферической крови редко превышает 104 частиц в 1 мл3 [Медников Б.М., 1990]. Использующий первую стратегию паразитизма возбудитель сибирской язвы накапливается на терминальной стадии болезни до 109 колониеобразующих единиц в 1 мл3 крови [Frittz D. et al., 1995].

Возбудители, использующие вторую стратегию паразитизма, вызывают либо пролиферативные болезни, например, лейкемии (HTLV-1 и HTLV-2), либо как ВИЧ, не вызывают конкретную болезнь, делая организм беззащитным перед лицом какой угодно болезни [Лем С, 1989], либо имитируют соматические болезни — атеросклероз, нарушения психики и др. (герпесвирусы, микоплазмы). Продолжительный латентный период этих болезней сочетается с максимальной вирулентностью их возбудителей, определяемой без учета временного критерия. Длительность болезни может быть сопоставима с продолжительность жизни человека, но не равна ей, так как для сохранения и передачи микроорганизма, жизнь хозяина при данной стратегии паразитизма, значения не имеет. Уже сейчас можно сказать, что вызываемая такими микроорганизмами патология, замедлила рост средней продолжительности жизни человечества, начавшийся в начале XX столетия (см. рис. 4), а все надежды победить ВИЧ с помощью современных технологий, провалились (рис. 6).

Рис. 6. Неоправданные надежды на быструю победу над СПИДом. Так оптимистически в 1988 г. ученым виделись перспективные подходы к борьбе с ВИЧ [Яркоан Р., Мицуя Х., Бродер С., 1988] За более чем десятилетний период были потрачены миллиарды долларов, Однако надежды на высокие технологии не оправдались. Пандемия продолжается

Третья стратегия паразитизма. Об этой стратегии можно пока высказать только гипотезу. В отсутствие селективного давления происходит полиморфизация популяции ВИЧ и ВИЧ-подобных вирусов, проникновение других аналогичных и подобных видов, что ведет к конкуренции между ними, их отдельными подтипами, эндогенными ретровирусами и другими мобильными элементами генома человека. По данным J. Lederberg (1997), с геномом человека способны интегрироваться от 400 до 500 ретровирусов. Этот процесс сложен и не изучен. Само появление живых систем обязано ретроэлементам, которые сыграли важную роль в формировании геномов позвоночных и составляют значительную часть генома человека. Ретротранспозиция ретроэлементов считается главным регулятором темпа эволюции самых различных организмов, включая видообразование новых ретровирусов. Эндогенные ретроэлементы могут играть роль «защитных экранов», препятствующих специфической интеграции ретровирусов в геном высших животных. Конкуренция между эндогенными и экзогенными ретроэлементами происходит в рамках генома хозяина и ее конечной задачей является усиление влияния на него. Поэтому можно предположить, что дальнейшее развитие пандемии СПИДа приведет к появлению новой инфекционной патологии, связанной с избирательным поражением жизненно важных участков генома человека. Распространение же такого возбудителя будет предполагать как половой, так и наследственный механизмы. Инкубационный период значительно превысит таковой для ВИЧ. Болезнь проявит себя разнообразной соматической и наследственной патологией, не принимаемой за инфекционную. Длительность эпидемического процесса — несколько столетий. Растянутость этого процесса во времени не имеет значения за пределами человеческих ощущений. Его результатом могут быть необратимая депопуляция, либо даже запуск механизма случайного (т. е., не обусловленного резким ухудшением внешних условий) уничтожения вида, действующего на генетическом уровне.

* * *

По типу паразитизма возбудителей инфекционных болезней можно разделить на три большие группы. Облигатные паразиты — их единственной средой обитания всегда служит какой-то другой хозяин. Поэтому, независимо от путей передачи такие возбудители отличаются наиболее выраженной зависимостью от хозяев. Факультативные паразиты — помимо организма хозяина, в процессе циркуляции могут в разной мере использовать внешнюю среду. Случайные паразиты — эту группу составляют возбудители типичных сапронозов, для которых внешняя среда (почва, вода, растительные и другие органические субстраты) служит нормальной и наиболее обычной средой обитания. Возбудители инфекционных болезней используют принципиально разные стратегии паразитизма. К первой мы относим ту, при которой продолжительность инфекционного процесса лимитируется иммунной системой хозяина. Ко второй, стратегию, при которой продолжительность болезни хозяина будет ограничена продолжительностью его жизни. К третьей, стратегию, при которой продолжительность инфекции ограничивается сроком вида. Патогенность облигатных паразитов является адаптивным признаком. Их взаимодействие с хозяином носит характер коэволюции. Патогенность факультативных паразитов не придает им большей способности выживать в окружающей среде, не повышает, вероятность выживания их популяций в будущем, а является результатом «недальновидной эволюции» их вирулентности. Так как жизнь или смерть инфицированного теплокровного организма ни чего не значат для поддержания случайного паразита в природе, то его вирулентность не лимитируется необходимостью сохранения жизни своим жертвам. Болезнь может протекать в септической форме и сопровождаться высокой смертностью. Паразитический вид вынужден приспосабливаться к меняющейся среде обитания в рамках той способности к паразитизму, которая была закреплена за ним естественным отбором. Сильное отрицательное давление против высокопатогенных паразитов, использующих первую стратегию паразитизма, вызванное либо небольшой численность хозяина, либо ограниченным диапазоном паразитизма возбудителя, ведет не к становлению его как комменсала, а к его вытеснению из популяции хозяина новым микроорганизмом с другой (второй и/или третьей) стратегией паразитизма.

 

Глава 1.3. Патогенность бактерий

Факторы патогенности. Инфицирование слизистых поверхностей. Инвазия. Внутриклеточная жизнь бактериальных патогенов. Жизнь внутри вакуоли. Взаимодействие бактериальных патогенов с иммунной системой хозяина. «Острова патогенности» и система секреции бактериальной клетки.

Наличие пептидогликана у бактериальной клетки определяет основную стратегию ее паразитизма, при которой продолжительность инфекционного процесса лимитируется иммунной системой хозяина (первая стратегия). Патогенная бактерия может кратковременно имитировать вторую стратегию путем несбалансированного роста, когда утрачивается клеточная стенка (L-формы бактерий) и она становится менее узнаваемой для иммунной системы хозяина. Однако в этом случае бактерия вынуждено переходит на более низкий уровень биосинтеза органических веществ, что приводит к замедлению ее размножения. В результате возбудитель не накапливается до такой степени, что бы вызвать типичный инфекционный процесс. Болезнь переходит в стадию резидентного бактерионосительства и может закончиться гибелью паразита без смены им хозяина. Для того, что бы быть патогенными, бактерии должны: инфицировать слизистые поверхности; проникать через них в хозяина; размножаться во внутренней среде хозяина; противодействовать его защитным механизмам и причинять ему вред. Необходимость в выполнении первых двух требований отпадает, если бактерии проникают в ткани через альвеолы (в составе мелкодисперсного аэрозоля) и поврежденную кожу (укусы переносчиков). Для выполнения каждого из этих требований бактерии должны обладать рядом биологических факторов, которые кратко описаны ниже [Smith H., 1995; Finlay В., Falkow S., 1997; Бухарин О.В., Литвин В.Ю., 1997].

Факторы патогенности. Каждый из них ответственен за проявление конкретных свойств микроорганизма в инфекционном процессе. К ним относят: факторы адгезии и колонизации — с их помощью бактерии распознают рецепторы на мембранах клеток, прикрепляются к ним и колонизируют клетки (различные поверхностные структуры клеточной стенки); факторы инвазии — благодаря им бактерия проникает в клетку (белки наружной мембраны); факторы, препятствующие фагоцитозу — либо маскируют бактерию от фагоцитоза (капсула), либо подавляют фагоцитоз (различные белки — белок А у стафилококков, белок М у стрептококков); факторы, подавляющие фагоцитоз — вещества, подавляющие окислительный взрыв фагоцитов (например, V-W-антигены Y. pestis); ферменты «защиты и агрессии» бактерий — способствуют распространению бактерий по тканям хозяина (гиалуронидаза, лецитиназа, протеазы и др.); эндотоксины — представлены только у грамотрицательных микроорганизмов (липосахариды и связанные с ними белки клеточной стенки). Высвобождаются в среду организма после гибели клетки и обладают многообразным воспалительным и пирогенным действием неспецифического характера; экзотоксины (подробно о них в разделе 1.5) — токсические молекулы, активно секретируемые в окружающую среду с помощью специальных секретируемых систем [Коротяев А.И., Бабичев С.А., 1998]. Далее мы покажем участие этих факторов в инфекционных процессах.

Инфицирование слизистых поверхностей. Слизистые поверхности носоглотки, желудочно-кишечного тракта и половых путей, изобилуют комменсалами, которые ограничивают доступ патогенов к питательным веществам. Кроме того комменсалы занимают поверхностное пространство и продуцируют различные ингибирующие вещества. Механизм противодействия бактериальных патогенов комменсалам плохо изучен. Известно, что лишь очень небольшим количествам патогенов слизистой оболочки удается преодолеть эту защиту. Следующий барьер, который они должны преодолеть, это слизь. Обнаружено, по крайней мере, два механизма, позволяющие бактериям преодолевать этот барьер. Первый — это подвижность (т. е., обладание жгутиками) и хемотаксис. Второй — наличие в слизи рецепторов хозяина для адгезинов бактерий, которые удерживают бактерии и блокируют взаимодействие с рецепторами эпителиальных клеток. Патогенные бактерии способны расти в слизи, тем самым подавляя любые рецепторы или другие блокирующие агенты [Smith H., 1995]. Далее, что бы не допустить удаления в результате движения воздушного потока либо содержимого кишечника, им необходимо закрепиться на поверхности эпителия. Способность бактерий к адгезии и колонизации поверхностей закреплена естественным отбором. Она наблюдается не только в организме человека и теплокровных животных. Эта функция необходима бактериям при сапрофитическом существовании. Например, легионеллы активно прикрепляются к поверхности цианобактерий [Bohach, Snyder 1983], холерные вибрионы активно колонизируют зоопланктон, хитин которых используется ими как источник питания и стимулируют размножение холерных вибрионов [Nalin at al., 1979]. Таким об разом адгезия — это общебиологическое явление, известное как свойство микроорганизмов фиксироваться и размножаться, колонизируя поверхности различной природы. Большинство грамотрицательных бактерий прикрепляются к эпителиальным клеткам человека и животных с помощью адгезинов, представляющих собой особые органеллы [Бухарин О.В. и Усвяцов Б.Я., 1996]. Отдельные патогены используют сразу несколько «факторов адгезии», например, B. pertussis и H. influenzae. Наиболее распространенными являются пили — выросты нитевидной формы, расположенные на полюсах бактериальной клетки. Как правило, они состоят из белковых субъединиц с молекулярной массой 15000—30000 и содержат до 50 % гидрофобных аминокислот [Мороз А.Ф., 1988]. Пили используются бактериями для связи с субстратами почвы, и этот процесс нередко имеет характер адгезин-рецепторного взаимодействия, обеспечивающего им высокую специфичность при колонизации в организме теплокровного. Например, пили уропатогенньп кишечных палочек связываются с группировкой альфа-D-галактопиранозил-(1–4) — бета-В-галактопиранозида, входящей в состав гликолипида поверхности эпителия, выстилающего верхний отдел уринарного тракта [Hultgren S. et al., 1993]. Количество и тонкая структура таких рецепторов в уринарном тракте человека варьируют, однако у уропатогенных бактерий синтезируются различные адгезиновые варианты пилей, что значительно повышает вероятность их адгезии Синегнойная палочка проявляет адгезивные свойства по отношению к эпителию дыхательного тракта, чем объясняется частая его колонизация при застойных явлениях в трахее и бронхах. Адгезия синегнойной палочки к другим эукариотическим клеткам происходит только в случае их термического или химического повреждения [Мороз А.Ф., 1988].

Адгезия бактериального патогена может осуществляться к компонентам внеклеточного матрикса — фибронектину, коллагену, ламинину и др. Матриксные белки имеют последовательность RGD, с которой взаимодействуют интегрины клеточной поверхности. Тем самым белки внеклеточного матрикса способствуют «приклеиванию» бактерий к клеткам-мишеням хозяина [Finlay В., Falkow S., 1997]. Адгезия бактерий к таким белкам носит специфический характер и каждый патоген реализует эту возможность «по-своему». Для проявления патогенности некоторых бактерий критическое значение имеет их взаимодействие с матриксными белками. Например, белок YadA способствует связыванию Yersinia enterocolitica с клеточным, но не плазменным фибронектином посредством адгезии с коллагенами и ламинининами. Утрата YadA снижает вирулентность возбудителя иерсиниоза для мышей почти в 100 раз [Pere J.C. et al., 1995].

В последние годы стало ясно, что адгезия бактерий не является простым механическим взаимодействием их лиганд-структур с рецепторами на поверхности клеток-мишеней хозяина, имеющими другое предназначение. Взаимодействие патогена с клеткой хозяина может приводить к активации сигнальных систем клеток непосредственно бактериальным компонентом, либо через стимуляцию активационных факторов хозяина, например, воспалительных цитокинов. Было показано, что энтеропатогенные кишечные палочки (ЕРЕС) секретируют белки, активирующие сигнальный путь, включающий фосфорилирование одного из белков клетки-хозяина — Нр90. После этого становится возможной адгезия бактерии к поверхности клетки. Самым удивительным для ученых, обнаружившим данное явление, оказалось то, что тирозин-фосфорилированная форма Нр90 и есть тот рецептор, с которым взаимодействует адгезии ЕРЕС — наружный мембранный белок интимин (94 кд), кодируемый еае-геном [Rosenshine et al., 1996; Goosney D. et al., 1999]. Механизм, запускающий инвазию бактерий после их адгезии к клеткам хозяина, включается еще до того, как эта адгезия произошла. Бактерии способны «чувствовать» свое окружение и регулировать плотность своих популяций посредством сигналов «от клетки к клетке» (рис. 7).

Рис. 7. Схематическое изображение запуска генов инвазии пролиферирующими бактериями. Самая простая система передачи сигнала «от клетки к клетке» предполагает взаимодействие двух генов. Первый — это ген I, кодирующий автоиндуцируемую синтетазу, второй — R-ген, кодирующий транскрипциональный активаторный белок (R-белок). Автоиндуцируемая синтетаза отвечает за синтез автоиндуцируемой молекулы (AI), которая проникает: через клеточную мембрану. С увеличением клеточной плотности внеклеточная концентрация AI возрастает тысячекратно, и AI связывает транскрипциональный активатор. Комплекс R-белок/АI активирует экспрессию гена-мишени, например, обеспечивающего бактерии способность проникать в клетку-мишень [Van Delden С, Iglewski В., 1998]

Заметим, что почти все факторы вирулентности бактерий строго регулируются, при этом их экспрессия связана с различными сигналами окружающей среды (температура, концентрация ионов, осмолярность, количество железа, рН, наличие источника углерода, содержание кислорода и др.). Патогены используют один или более из этих факторов для того, чтобы «понять» в какой микросреде, т. е., на какой стадии инфекционного процесса они находятся в настоящее время. Например, гены инвазии обычно включаются на ранней стадии инфекции, но подавляются, когда бактерии проникают внутрь клеток хозяина [Finlay В., Falkow S., 1997].

Обращает на себя внимание избыточность механизмов адгезии и колонизации у бактерий.

Инвазия. Многие патогенные микроорганизмы способны проникать в клетки хозяина и активно в них размножаться. Для проникновения в клетки бактерии используют адгезивные молекулы, называемые инвазинами. Наиболее распространенный механизм адгезии включает активацию сигналов в клетке хозяина, которые делают возможным инвазию бактерий посредством запуска нормальных клеточных реакций. Проникновение же бактерий в клетку обеспечивается элементами ее цитоскелета.

Некоторые патогены, например, Rickettsia prowazeckii, продуцируют фосфолипазы, разрушающие клеточную стенку вокруг «прилипшего» микроорганизма и он проникает непосредственно в цитоплазму [Walker D.H. et al., 1983]. Однако каким образом осуществляется контроль энзиматической деградации, предотвращающий клеточный лизис и как клетки хозяина восстанавливают свои мембраны после инвазии, остается неизвестным [Finlay В., Falkow S., 1997].

Рассмотрим более изученные механизмы инвазии. В табл. 1 сопоставлены механизмы инвазии некоторых патогенных бактерий.

Таблица 1

Сравнение механизмов инвазии патогенных бактерий

Бактерия | Бактериальный инвазин | Рецептор(ы) хозяина | Особенности

Yersinia | Инвазин | бета1-интегрин | «Зип-лайк» — фагоцитоз, инвазия опосредованная актином, но не разрушающая мембрану клетки, (активированная тирозинкиназой)

Yersinia | Yad A | бета1-интегрин | Менее эффективный чем инвазин

Yersinia | Ail |? | Инвазия неэффективна и менее специфична

L. monocytogenes | Интерналин | (Inl A) | Е-кадхерин | «Зип-лайк» — фагоцитоз, опосредованная актином, мембрана клетки не разрушается, активация тирозинкиназой

S. flexneri | Ipa-D | альфа5бета1-интегрин? | Разрушение мембраны, изменение клеточного цитоскелета без истечения кальция

S. typhimurium | SipB-D |? | «Рифление» мембраны, изменение клеточного цитоскелета, макропиноцитоз, ток кальция и некоторые другие сигналы (не ингибируемые киназными ингибиторами), формирование поверхностных отростков

Энтеропатогенная E. coli | Инвазин | Hp90 | Формирование «пьедестала» и тесная адгезия (зависимая от микротрубок и актина), опосредована тирозинкиназой

Pseudomonasaeruginosa. Возбудитель синегнойной инфекции продуцирует несколько внеклеточных белков, способствующих его инвазии и диссеминации (рис. 8).

Рис. 8. Схематическое изображение факторов вирулентности Pseudomonas aeruginosa. P. aeruginosa имеет факторы вирулентности, связанные с клеткой (жгутики, пили, непилиевые адгезины, альгинат, ЛПС) и внеклеточные факторы вирулентности [Van Delden С., Iglewski В., 1998]

Прежде всего это экзотоксин А (является ADP-рибозилтрансферазой). Он способен инактивировать фактор элонгации 2 и тем самым ингибировать в клетке белковый синтез. Экзотоксин А ответственен за локальные повреждения тканей и иммуносупрессию. Экзоэнзим S также является ADP-рибозилтрансферазой, но преимущественно рибозилирут GTP-белки, такие как Ras. Он ответственен за непосредственное разрушение легочной ткани. Два гемолизина — фосфолипаза С и рамноллипид, могут действовать как синергисты при разрушении липидов и лектинов. Рамноллипид содержит детергент-подобную структуру и благодаря ей он растворяет фосфолипиды легочных тканей, делая их более доступными для разрушения фосфолипазой С. Протеазы (LasB-эластаза, LasA-эластаза и щелочная протеаза) играют основную роль во время острой фазы инфекции. Роль щелочной протеазы в инвазии P. aeruginosa, неизвестна. LasA-эластаза является сериновой протеазой и действует как синергист LasB-протеазы (цинк металлопротеаза) при деградации эластина легочной ткани. LasB-эластаза деградирует не только эластин, но и фибрин и коллаген, а также инактивирует человеческие иммуноглобулины G и А, компоненты комплемента и лизоцим, находящийся в воздушных путях, т. е., LasB-эластаза еще и препятствует действию механизмов защиты хозяина [Van Delden С, Iglewski В., 1998]. Система регуляции генов патогенности P. aeruginosa показана на рис. 9.

Рис. 9. Схематическое изображение регуляции генов патогенности Pseudomonas aeruginosa. Система сигналов las, передаваемых от «клетки к клетке», в иерархическом каскаде контролируется посредством сигнальной системы белка rhi Комплекс LasR/-3-oxo-C12-HSL активирует транскрипцию rhlR. 3-охо-12HSL блокирует активацию RhlR посредством C4-HSL. Сама las-система контролируется позитивно — посредством Vfr и GacA, и негативно — посредством RsaL. 3-oxo-C12-HSL требуется для дифференциации биопленки и обладает иммуномодуляторной активностью. Обе сигнальные системы регулируют экспрессию различных генов (lasB — LasB-эластаза; lasA — LasA-эластаза; toxA — экзотоксин А; аргА — щелочная протеаза хсрР и xcpR — гены хср-секреторного пути; rhlАВ — рамнозилтрансфераза, требуемая для продукции рамноллипида; rpoS — сигма-фактор стационарной фазы [Van Delden С, Iglewski В., 1998]

Shigella flexneri — возбудитель дизентерии у людей. Посредством эндоцитоза, через лимфатические фолликулы пейферовых бляшек тонкого кишечника, шигеллы проникают в слизистую оболочку ободочной кишки (рис. 10). Продуктами генов, которые инициируют процесс инвазии, являются три белка: IpaB (плазмидный антиген инвазии — 62 кд), IpaD (38 кд), IpaC (42 кд). В lamina prdpria они инфицируют макрофаги и вызывают запрограммированную гибель клеток. Цитокины высвобождаются и индуцируют воспаление. Вследствие притока полиморфно-ядерных фагоцитов разрушается базальная мембрана и разрывается эпителий. Клетки, теперь уже лишенные щеточной каемки, становятся уязвимыми и не защищенными от индуцируемого плазмидой проникновения шигелл. Детерминантой апоптической гибели макрофагов является белок IpaB. В течение короткого времени после проникновения шигелл в клетки, вакуоли лизируются под действием IpaB. Высвободившись, бактерии быстро размножаются внутри цитоплазмы. Шигеллы неподвижны и лишены жгутиков, но они перемещаются внутри клетки и распространяются от одной клетки к другой. Это обусловлено образованием у них «хвоста» из полимеризованного актина хозяина под влиянием гена ics (гена внутриклеточного распространения), который кодирует 120 кд белок. Перенос шигелл осуществляется через выступы на поверхности одной клетки, которые вставлены в инвагинации соседней клетки. Затем части, содержащие бактерии, отсекаются. Двойные мембраны лизируются продуктами плазмидного гена icsB, высвобождая бактерии для дальнейших циклов роста и переноса [Smith H., 1995; Finlay В Falkow S., 1997; Goosney D. et al., 1999].

Рис. 10. Механизм инвазии Shigella flexneri. A. Иммунофлюоресцентная фотография, показывающая Shigella (темноевключение), проникающую через цитоплазму посредством полимеризованного актина (светлые нити). B. Перестановки цитоскелета, обусловленные инвазией Shigella. Наружный мембранный белок IcsA используется шигеллой для продвижения вклетку хозяина. IcsA непосредственно соединяется с двумя белками клетке хозяина — винкулином и белком нейрального синдрома Вискота-Аль-Дрехта (N-WASP). Шигелла расщепляет винкулин, в результате образуется 90 кд фрагмент, который присоединяется к IcsA и к вазодилататорстимулирующему белку (VASP). VASP рекрутирует белки цитоскелета клетки хозяина (актин и профилин) к бактериальной поверхности и формирует актиновый «мотор» для продвижения шигеллы

Salmonella typhimurium — возбудитель энтероинфекции людей (рис. 11). Для проникновения возбудителя в нефагоцитирующий эпителий необходимы несколько хромосомных генов (inv/spa), кластированных на «острове патогенности», названном SPI1 (Salmonella pathogenicity island 1; более подробно см. «острова патогенности» и «системы секреции бактериальной клетки»). Подобно ЕРЕС, АРМ кодирует третий тип секреторной системы, активируемой посредством межклеточного контакта. Это позволяет экспортировать и клетку хозяина детерминанты вирулентности, необходимые для бактериальной инвазии [Goosney D. et al., 1999].

Рис. 11. Механизм инвазии Salmonella typhimurium. A. Трансмиссионная электронная микрофотография индуцированного Salmonella «рифления» мембраны поляризованных Сасо-2 эпителиальных клеток. B. Инвазия Salmonella в эпителиальные клетки хозяина. Salmonella секретирует белки вирулентности, включающие SopE и SptP с помощью секреторной системы III типа. SopE функционирует как фактор обмена гуанидина для небольших СТР(гуанидинтрифосфат) — связывающих белков, вероятно, вызывая обмен GDP на GTP белка CDC42, члена семейства Rho. SptR является фосфатазой, необходимой для инвазии. Предполагается, что она разрушает цитоскелет. Инвазия также стимулирует активность фосфолипазы С (PLC1, приводящей к истечению из клетки и иозитолтрифосфата (IP3) и Са 2+ . Последний, в свою очередь, «обратным ходом» может быть вовлечен в перестройку цитоскелета, что приводит к «рифлению» мембраны эукариотической клетки и интернализации Salmonella [Goosney D. et al., 1999]

Yersinia. Наиболее изучены системы инвазии у Yersinia enterocolitica и у Yersinia pseudotuberculosis. Первоначально они проникают в организм через посредничество М-клеток пейеровых бляшек подвздошной кишки. Дальнейшая диссеминация происходит благодаря выживанию внутри макрофагов, которые мигрируют через лимфатическую систему. Оба микроорганизма обладают хромосомными генами, кодирующими наружный мембранный белок инвазии, способствующий их адгезии и проникновению в нефагоцитирующие клетки. Показано, что инвазин эффективно присоединяется к белкам семейства (бета1-интегринов. После тесного связывания с интегринами, инвазин индуцирует проникновение бактерии во внутрь клетки с помощью механизма, подобного «застежке молнии» («zipper-like» mechanism — «зип-лайк» механизм). Он заключается в «расстегивании» мембраны вокруг бактерии в момент ее проникновения в клетку хозяина. Энтеропатогенные Yersinia обладают еще двумя инвазинами: Ail и YadA. Белок Ail способствует более эффективной адгезии к эпителиальным клеткам, но не участвует в их инвазии. Зато он способствует устойчивости Yersinia к действию сыворотки (такие белки широко распространены среди других инвазивных бактерий). YadA — это белок, закодированный на плазмиде. Подобно инвазину он связывается с (бета1-интегринами клеток хозяина. Присоединение Yersinia к бета1-интегрину клетки хозяина запускает механизм контакт-зависимой секреции плазмидных факторов вирулентности и последующей транслокации в ее цитоплазму отдельных бактериальных белков [Smith H., 1995; Finlay В, Falkow S., 1997].

Патогены, связывающие молекулы хозяина для осуществления инвазии. Механизмы инвазии отдельных патогенов не поддаются логике. Легионеллы и микобактерии связывают фрагменты комплемента СЗb и СЗbi, которые облегчают их проникновение в фагоцитирующие клетки, и тем самым, уменьшают для них риск подвергнуться воздействию окислительных радикалов [Schlesinger L.S., Haas R., 1994]. Другие микроорганизмы связывают фибронектин, который затем функционирует как мостик между бактерией и фибронектиновым рецептором клетки хозяина, способствуя их инвазии. Например, Mycobacterium leprae продуцирует фибронектинсвязывающий белок, который способствует ее проникновению в эпителий и шванновские клеточные линии [Schorey А.В. et al., 1995]. Интересно, что механизмы, используемые для инвазии в нефагоцитирующие клетки функционируют и в отношении фагоцитирующих клеток. Например, мутант S. typhimurium, утративший способность к инвазии эпителиальных клеток, одновременно значительно снижает свою способность проникать в фагоцитирующие клетки [Gahring L.C., 1990]. Это возможно потому, что использование бактериями путей активной инвазии, помогает им избежать антибактериальной активности фагосом, куда они неизбежно попадают при традиционном фагоцитозе [Finlay В., Falkow S., 1997].

Внутриклеточная жизнь бактериальных патогенов. Механизм блокирования активного фагоцитоза макрофагами теплокровных имеет аналоги в природе: легионеллы, проникая в амебы и инфузории, используют те же механизмы, предотвращающие их переваривание и позволяющие микробам активно размножаться в вакуолях простейших [Бухарин О.В., Литвин В.Ю., 1997]. Т. е. патогенность «новых» для человека бактерий может объясняться тем, что они уже были преадаптированы к такой встрече. С. Richmond (1987) считает, что проникновение легионелл в легочные макрофаги обусловлено их «ошибкой» (по определению В. Levin — это «недальновидная эволюция»), ставшей возможной из-за большого сходства этих клеток с их природными хозяевами — амебами. Любопытно и то, как легионеллы убивают человеческие фагоциты. Для этого они используют эволюционно очень древний прием — индуцирование апоптоза, видимо «отработанный» еще на амебах [Hagele S., et al., 1998]. В ряде исследований обнаружена прямая корреляция между успешным внутриклеточным ростом бактерии и ее вирулентностью |Finlay В., Falkow S., 1997].

Большинство фагоцитированных бактерий все же погибает в макрофагах и полиморфно-ядерных лейкоцитах. Однако некоторые применяют удачные стратегии собственного выживания. Например, S. flexneri и L. monocytogenes растворяют мембрану образовавшейся вокруг них вакуоли и таким образом получают доступ к богатой питательными веществами цитоплазме. Coxiella burnetii выживает и даже «процветает» среди бактерицидных агентов, доставляемых клеткой хозяина в фаголизосомы. Основным требованием Демона Дарвина к патогену является способность того приспособиться к температуре, осмолярности, концентрации кислорода и уровню питательных веществ внутри тканей хозяина. Это позволит ему достичь такой скорости размножения, которая в наибольшей степени способствует использованию ресурсов хозяина при данной стратегии паразитизма, а, следовательно, ведет к дальнейшему развитию болезни.

Жизнь внутри вакуоли. Патогены используют разнообразные механизмы, позволяющие им избежать гибели в вакуолях («непробиваемые» капсулы; ферменты, нейтрализующие кислородные радикалы и протеолитические ферменты и др.). Но удивительно то, что некоторые из них фактически зависят от факторов, обнаруженных в фаголизосомах! Например, С. burnetii и S. typhimurium нуждаются в кислых значениях рН в качестве сигнала для внутриклеточной репликации. При этом само проникновение именно в данную фаголизосому, тоже предопределено. Специфический рецептор, который патоген использует для вторжения в эпителиальную клетку или для поглощения фагоцитом, в значительной степени влияет на конечную внутриклеточную локализацию вакуоли, которая окружает патоген [Finlay В., Falkow S., 1997]. Вот уж действительно, паразитические микроорганизмы это не примитивные, а более древние формы жизни!

Взаимодействие бактериальных патогенов с иммунной системой хозяина. Локальное взаимодействие бактериального патогена с тканями, как правило, вызывает большое количество системных реакций, посредством которых организм хозяина пытается контролировать течение инфекции. Иммунная система млекопитающих способна узнавать многие компоненты бактерий, особенно ЛПС и пептидогликан. Однако на некоторые из них эта реакция чрезмерна. Staphylococcus aureus продуцирует токсин, названный «суперантигеном» из-за того, что он вызывает токсический шок. «Суперанти-генными» свойствами обладают отдельные антигены возбудителя псевдотуберкулеза и уропатогенных кишечных палочек. Их роль в инфекционном процессе не ясна. Предполагается, что «суперантигены» позволяют бактериям преодолевать локальные защитные системы хозяина [Finlay В., Falkow S., 1997], т. е. их синтез является следствием «недальновидной эволюции».

В результате длительного селекционного давления (в том числе и в окружающей среде), наиболее «удачливые» патогены вырабатывают стратегию, позволяющую либо избежать, либо вводить в заблуждение иммунную систему нового хозяина. О.В. Бухарин и Б.Я. Усвяцов (1996) выделяют 4 типовых механизма защиты бактерий от факторов иммунитета.

Экранирование клеточной стенки бактерий. Механизмы экранирования структур бактерий (пептидогликан, поверхностные белки клеточной стенки и др.), опознаваемых иммунной системой хозяина, могут иметь как специфический, так и неспецифический характер. Из неспецифических «экранов», наиболее изучены капсулы и капсулоподобные образования.

Создание бактериями капсульного материала полисахаридной и протеиновой природы представляет наиболее типичную тактику бактериального уклонения от фагоцитоза. Являясь по своей природе полимером N-ацетилнейраминовой кислоты, капсулы многих бактерий сходны не только в химическом, но и в биологическом отношении. Они покрывают основные компоненты клеточной стенки и препятствуют активации комплемента сыворотки [Бухарин О.В., Литвин В.Ю., 1997].

Капсулоподобные образования формируются за счет неспецифической сорбции поверхности бактериальной клетки сывороточных протеинов хозяина (иммуноглобулинов, фибриногена, 2-микроглобулина, гаптоглобулина, сывороточного альбумина, и др.). Такое иммуноглобулиновое покрытие может достигать толщины 100 нм. Оно помогает бактериям уйти от распознавания иммунной системой, придает устойчивость к фагоцитозу и прикрывает их поверхность от лиганд-рецепторных взаимодействий [Бухарин О.В., Литвин В.Ю., 1997].

Сходную функцию — экранирование петидогликана и воспрепятствование опсонизирующему действию системы комплемента, выполняет у стафилококков — белок А, у стрептококков — белок М [Езепчук Ю.В., 1985].

К специфическому механизму экранирования клеточной стенки бактерий, видимо, можно отнести их антигенную вариабельность.

Многие поверхностные структуры бактерий способны к антигенному варьированию — это жгутики, пили, ЛПС, капсулы, S-слой, секретируемые ферменты и отдельные белки клеточной стенки. Однако это не означает, что они все сразу варьируют у каждого патогена. Интенсивному варьированию подвержены только некоторые из них, как правило, это активно экспрессируемые (или экспонируемые) иммунодоминантные поверхностные белки патогенов, «проживающих» на поверхности слизистых оболочек. Примеров антигенной вариабельности среди внутриклеточных бактерий, значительно меньше. Видимо, это связано с тем, что основной иммунный ответ хозяина вызывают другие их антигены [Finlay В., Falkow S., 1997].

Наиболее хорошо механизм антигенной вариации изучен у Neisseria (N. gonorrhoeae, N. meningitidis). Основной варьирующей антигенной структурой у представителей этого семейства являются пили. Гонококки располагают потенциально большим набором серологически различных пилей, однако всегда экспрессируется ген только одного из них. Это вызвано тем, что в бактериальной клетке постоянно экспрессируется только один функционально активный пилиновый локус (pil E). Но одновременно с ним в хромосоме разбросаны еще более чем 50 усеченных нетранскрибируемых генов пилей. В случае генетической перестановки, происходящей по принципу «русской рулетки» (и посредством Rec А), экспрессируемый ген в pil Е заменяется одним из молчащих, с другими серологическими свойствами — антигенная структура гонококка меняется [Seifert H.S., 1992].

Другой варьирующей структурой семейства являются их поверхностные белки Ора. Экспрессия гена каждого такого белка независима от других и реализуется через «двухпозиционный переключатель». Каждый ора-ген в регионе, кодирующем гидрофобную сигнальную последовательность, имеет серию повторов последовательности СТСТТ. Количество СТСТТ определено рамкой трансляции гена и, в итоге, один из двух полных белков Ора экспрессируется. Рекомбинация между СТСТТ-последовательностями меняет количество СТСТТ-повторов и антигенную специфичность белка Ора [Stern A., Meyer T.F., 1987].

Borreliahermsii — возбудитель возвратной лихорадки, демонстрирует другой пример антигенных вариаций. Этот микроорганизм содержит линейную плазмиду, которая кодирует множество молчащих копий вариабельных основных белков. Подобно пилям Neisseria, через Перестановки ДНК в экспрессионные сайты на других линейных плазмидах, боррелией осуществляется экспрессия антигенно различных основных белков [Girons S., Barbour A.G., 1991].

Многие бактериальные поверхностные компоненты варьируют от штамма к штамму. Вот только несколько примеров: ЛПС сальмонелл — более 60 типов; капсула S. pneumoniae — более 80 типов; IgA-протеаза H. influenzae — более 30 вариантов; М-белок стрептококков — более 80 серотипов. Большинство вариаций вызвано маленькими нуклеотидными заменами, вставками и делециями генов, которые кодируют эти факторы вирулентности, а в результате этих процессов мы наблюдаем антигенный дрейф у возбудителя инфекции [Finlay В., Falkow S., 1997].

Продукция бактериями секретируемых факторов, инактивирующих защиту хозяина. Микробная клетка обладает средствами дистанционного действия, которые представляют многочисленную группу секретируемых бактериальных субстанций, направленных на инактивацию механизмов иммунной защиты.

Наиболее изучено образование трипсиноподобных ферментов, расщепляющих иммуноглобулины класса A (IgA). Продукция данных ферментов характерна для бактерий, инфицирующих слизистые оболочки бактерий. Протеазы данного типа некоторых микроорганизмов (P. aeruginosa и S. marcescens) действуют неспецифично и расщепляют другие гуморальные защитные протеины хозяина — лизоцим, фибронектин, и даже компоненты тканей, включая фибробласты. Бактерии также продуцируют ферменты, деградирующие комплемент, лизоцим, бактерицидный компонент лейкоцитарного интерферона, гистоны, дефенсины и др. Наши знания об этих факторах постоянно расширяются [Бухарин О.В., Усвяцов Б.Я., 1996]. Очень важным представляется их способность к полифункциональному действию (см., например, действие LasB-эластазы). Благодаря этому патоген может добиться «успехов» в новом для себя хозяине не нарушая «принципа экономии генов».

Антигенная мимикрия. Под антигенной мимикрией понимается наличие сходных структур у хозяина и паразита, представленных молекулами разного генетического набора (рис. 12). Сходство между протеинами, закодированными у микроорганизмов, и собственными протеинами хозяина — встречается достаточно широко. Данное явление оставляет отчетливые генетические следы в человеческих популяциях после глобальных эпидемических катастроф.

Рис. 12. Схема антигенной мимикрии между Kl. pneumoniae и HLA человека. Гомологичный участок Kl. pneumoniae и антигены гистосовместимости человека (HLA B-27) имеют 6 из 9 пар сходных аминокислот [Бухарин О.В., Усвяцов Б.Я., 1996]

Образование форм бактерий с отсутствием (дефектом) клеточной стенки. Невозможность «замаскировать» пептидогликан бактериальной клетки приводит к тому, что бактерия либо частично, либо полностью теряет его вместе с клеточной стенкой. С точки зрения паразита, это биологически оправданный шаг, так как возбудитель для организма становится неузнаваем и персистирование его в среде обитания продолжается [Бухарин О.В., Усвяцов Б.Я., 1996].

«Острова патогенности» и системы секреции бактериальной клетке. Так как инфекционная болезнь проявляется разнообразными патологическими процессами, протекающими в органах и тканях, то первоначально считалось, что патогенные свойства бактерий формируются с помощью каких-то редких и уникальных механизмов. Однако спектр таких механизмов оказался не так широк, как первоначально предполагалось. Была установлена общность ряда молекулярных инструментов, используемых бактериями для достижения разных целей [Finlay В., Falkow S., 1989]. Постепенно возникло и другое противоречие в представлениях о бактериальной патогенности. В ранних поисках генов вирулентности, исследователями была обнаружена локализация многих из них на плазмидах или Фагах [Брода П., 1982]. Позже стало ясно, что гены патогенности, переносимые фагами и плазмидами, не способны вызвать в организме хозяина все те патологические изменения, которые вызывают различные патогенные микроорганизмы [Mecsas J., Strauss E.J 1996], и их роль в эволюции патогенных бактерий явно преувеличена. Оба противоречия разрешились тогда, когда для исследователей интерес стали представлять хромосомы.

Было обнаружено, что большая часть так называемых факторов патогенности располагается на хромосомах отдельными кластерами из функционально связанных групп генов. Последовательности этих кластеров отличались от большей части генома, что позволили выдвинуть предположение об их «чужеродном» происхождении. Позже подобные структуры были найдены на плазмидах, однако они не охватывают всего многообразия таких структур, имеющихся на хромосомах. Эти наблюдения позволили выдвинуть концепцию «островов патогенности», расположенных на дискретных и часто имеющих чужеродное происхождение участках ДНК, кодирующих группы вирулентных признаков (табл. 2). Одновременно стали накапливаться сведения о механизме доставки синтезируемых факторов патогенности за пределы бактериальной клетки (рис. 13). В частности у вида Yersinia была обнаружена секреторная система (III типа), закодированная в одном из «островов патогенности» [Salmond G., Reeves PJ., 1993]. Механизм действия такой системы способствует продвижению эффекторных молекул в участки клетки хозяина, где они оказываются способными изменять его физиологию [Rosqvist R. et al., 1991; Rosqvist R., 1990].

Таблица 2

Характеристика отдельных «островов патогенности»

Микроорганизм | Наименование | Локализация | Районы | Стабильность | Чужеродность происхождения, G-C: % островов/ % хромосомы | Функция | Размер, Кб |

Уропатогенная E. coli 536 | Остров патогенности I (Pai I) | Sel Ca, 82' | 16 кб, прямые повторы, производные от sel C общий мотив с Pai II повторами | Нет | Прямые повторы; отсутствуют в E. coli нормальных фекалий и в лабораторных штаммах | альфа-гемолизин | 70

Уропатогенная E. coli 536 | Pai II | Leu Xa, 97' | 18 кб, прямые повторы, производные от leu X, общий мотив с Pai I повторами | Нет | То же | альфа-гемолизин, prf (фибрии, адгезивные к клеткам хозяина), транскрипционные активаторы хромосомных генов | 190

Уропатогенные E. coli J96 | (Pai I) | Вблизи Phe Va, 64' | — | — | То же | альфа-гемолизин, pap (фибрии, адгезивные к клеткам хозяина), последовательности IS-элементов, последовательности R-плазмид, последовательности фага Р4 | >170

Уропатогенные E. coli J96 | Pai II | Phe Ra,94' | 135 кб, неполный прямой повторяющийся | Нет | То же | альфа — гемолизин, pis (фимбрии, адгезивные для клеток хозяина), цитотоксический некротизирующий фактор I типа, последовательности IS-элементов, последовательности фага Р4, Omp R гомолог | 106

Энтеропатогенные E. coli | Локус стирания энтероцитов, LEE | Sel Ca, 82' | Повторов или IS-элементов не найдено | Даb | G+C:39/51, не показано тесной связи | Вызывает АЕ-поражения, секреторная система III-типа | 35

S. typhymurium | SPI 1 | Между fhe и mut S, 63' | Повторов или IS-элементов не найдено; | в некоторых серологически различных штаммах граничат с IS3 | Да | G+C:42/52, отсутствуют в E. coli | Инвазия в культуры эпителиальных клеток, секреторная система III-типа | 40

S. typhymurium | SPI 2 | между ydh E и pyk F, 31' | Даb | G+C:42/52, отсутствуют в E.coli, законсервирован среди Salmonella | III тип секреции | 40

S. typhymurium | Сальмонелла-индуцируемый жгутиковый ген А, sif A | potB/potC | 140 кб, прямые повторы | Да | G+C:41/52, прямые повторы; отсутствие в E. coli; законсервирован среди Salmonella | Для формирования структур, связанных с сальмонелла-ассоциированными вакуолями в пределах эпителиальных клеток | 1,6

Y. pestis | Способность к адсорбции экзогенных пигментов, Pgm | Pho E | 2,2 кб, прямой повтор (=IS 100) | Нет | G+C: регион накопления гемина 47/46–50; | Рецептор иерсинеобактина / регион железорегулируемого белка 56–60/46–50; | Прямые повторы | Связывание гемина и конго красного. | Пестицинчувствительность. | Связывание железа. | Рост при 37 °C в обедненной среде | 102

V. cholerae 0137 | Otn A otn B | rfb | Фланкирован двумя различными IS — элементами | — | IS-элемент; не содержится в Vibrio cholerae 01 El Tor | Синтез капсулы и О антигена | 35

L. monocytogenes | — | Между prs и ldh | IS-элементов не обнаружено | Даb | В непатогенных видах отсутствует | Избавляет листерию от вакуоли; внутри и внеклеточное распространение | 9,6

Примечание: а — ген tRNA; b — сравнительно

Рис. 13. Схема типов систем секреции бактерий. Для осуществления секреции все системы используют энергию АТФ-гидролиза. I и III типы секретируют белки через внутреннюю мембрану и клеточную оболочку бактерии за одну стадию; секретируемые белки не делают промежуточной остановки в периплазматическом пространстве, как это наблюдается при II типе секреции. Системы I и III типа сходны еще тем, что они не удаляют какой-то части секретируемого белка. В противоположность этому, N-концы белков, секретируемых по второму пути, утрачиваются ими при прохождении периплазматического пространства. Первый тип систем секреции представлен значительно меньшим количеством компонентов, чем третий (на рисунке это показано различающимися по форме и размеру белками). Третий тип секреции зависит от контакта с поверхностью эукариотической клетки [Galbn J., 1996]

У грамотрицательных бактерий такие белки проходят через две мембраны: внутреннюю, которая окружает цитоплазму, и внешнюю оболочку, которая является барьером между клеткой и окружающей средой. Между ними располагается периплазматическое пространство, через которое проходит общий путь секреции белков перед тем как была идентифицирована секреторная система рода Yersinia, уже были известны две другие системы (I и II типов) специализирующиеся на транспорте молекул к клеточной поверхности [Salmond G., Reeves PJ., 1993]. Протеины, секретируемые по механизму I типа, переходят непосредственно из цитоплазмы к клеточной поверхности, используя общий секреторный путь. Механизм секреции II типа использует этот путь до достижения белками периплазматического пространства. Затем белок переходит через наружную мембрану посредством других канальных белков. Обе системы (I и II типов) вовлечены в различные функции, включая ипатогенез. Например, альфа-гемолизин E. coli использует систему I типа Пилеформирующие энтеропатогеные E. coli (EPEC) и энтеропатогенные E. coli (BTBC), используют II тип секретирующей системы [Mecsas J., Strauss E.J., 1996].

3а последние годы у многих грамположительных бактерий, вызывающих болезни животных и растений, были обнаружены высококоннсервативные системы III типа [Gijsegem F., 1995]. Они ответственны за транспортировку эффекторных молекул непосредственно из цитоплазмы к клеточной поверхности, где эти молекулы взаимодействуют с клетками макроорганизма и изменяют функционирование их белков таким образом, чтобы способствовать выживанию и репликации бактерии [Michiels Т. et al., 1990]. Секреция эффекторных белков системой III типа происходит непосредственно после контакта возбудителя инфекционной болезни с клеткой хозяина (в отличие от систем I и II типов). Поэтому ее можно назвать контактзависимой секрецией [Galbn J., 1996]. Из возбудителей, использующих III тип секреторной системы, лучше всего изучена Yersinia pestis, вызывающая чуму, а также некоторые энтеропатогены (семейств Yersinia, Salmonella, Shigella и ЕРЕС), вызывающие как диарею, так и системные инфекции. Из-за того, что секретируемые бактериями эффекторные молекулы могут поражать различные цели, эти системные инфекции могут проявляться различными синдромами [Salyers A., Whitt D., 1994]. Представители семейства Yersinia используют для этих целей эффекторные молекулы, разрушающие ключевые функции иммунных клеток и делают их «безвредными» для себя [Cornelis G., 1992]. В опытах на культурах клеток было установлено, что Yersinia секретируется примерно 10 типов эффекторных молекул и, по крайней мере, 3 из них инъецируются в клетки-мишени [Rosqvist R., 1994]. Два типа — Yop E и Yop H, модифицируют белки макрофагов и нарушают способность макрофагиальных клеток нейтрализовать действие этих эффекторных молекул, что позволяет Yersinia «процветать» в ретикулоэндотелии.

В отличие от эффекторных молекул семейства Yersinia, блокирующих нормальные клеточные функции, эффекторные молекулы Shigella и одной из сальмонелл с III типом секреции, побуждают клетки к осуществлению ими функций, не являющихся для них обычными [Mecsas J., Strauss E.J., 1996].

«Острова патогенности» могут включать несколько различающихся фрагментов (табл. 2). Например, нестабильный участок ДНК, протяженностью 102 кб, отвечающий за вирулентность возбудителя чумы, включает несколько самостоятельных регионов. Один содержит ген накопления гемина — его G+C состав аналогичен G+C составу хромосомы чумного микроба. У другого региона, содержащего гены, кодирующие рецептор иерсиниобактина и железорегулирующего белка, процентное содержание G+C значительно выше характерного для хромосомы Y. pestis в целом. Весь 102 кб участок может быть делетирован у возбудителя чумы. Но делеция может захватить и только один из генов участка [Mecsas J., Strauss E.J., 1996]. В геноме другого представителя семейства — Y. enterocolitica, представлен только регион, кодирующий рецептор иерсиниобактина и железо-регулирующего белка [Fetherston J., 1992]. У других бактерий, например, Helicobacter pylori, строение «островов патогенности» еще сложнее [Mecsas J., Strauss E.J., 1996].

Нестабильность, как и наоборот, стабильность «островов», видимо не случайность в проявлении бактерией патогенности. Эти свойства способны создать бактерии дополнительные адаптивные преимущества. Высокая вирулентность может оказаться невыгодной бактерии на определенной стадии инфекционного процесса. Нестабильность же «островов патогенности» будет способствовать координированному снижению вирулентности всей популяцией возбудителя инфекции. Делеция «островов патогенности» может усилить экспрессию других, рядом расположенных, генов [Ritter A., 1995].

С другой стороны, отдельные факторы вирулентности являются адаптивными для бактерий. По этой причине они должны кодироваться на стабильных «островах патогенности». «Чужеродность» «островов» придает даже большую стабильность факторам вирулентности. Чужеродная ДНК, интегрировавшаяся с хромосомой, не вовлекается в рекомбинацию с ДНК близкородственных микроорганизмов, поэтому она может длительно поддерживаться в бактериальных популяциях [Falkow S., 1996]. Видимо применительно к каждому патогенному микроорганизму «стабильность» и «нестабильность» «островов» закрепляется естественным отбором.

В настоящее время нет полной ясности, каким образом «острова патогенности» приобретаются бактериями, но есть косвенные признаки того, что этот процесс идет непрерывно. Новый эпидемический штамм Vibrio cholerae О139 появился в результате приобретения «острова патогенности». Хотя известно, что он возник из штамма того же серотипа (О1), который является причиной происходящей в настоящее время пандемии холеры (О1 El Tor), V. cholerae О139 содержит дополнительный участок ДНК, который замещает часть О-антигенного кластера О1-штамма. Вставленная ДНК содержит открытую рамку считывания, гомологичную протеину, вовлеченному в синтез капсулы и О-антигена — двух факторов, по которым можно провести различия между О139 и О1 Е1 Тог. Тем самым повышается способность возбудителя холеры к инвазии [Mecsas J. Strauss E.J., 1996].

* * *

Бактерии являются мощными раздражителями иммунной системы, поэтому они могут использовать только первую стратегию паразитизма и в иммунокомпетентном хозяине лишь кратковременно имитировать вторую стратегию (L-формы). Бактерии обладают избыточными и альтернативными механизмами адгезии и колонизации, что позволяет им проявлять большую гибкость в выборе новых хозяев. Адгезия бактерий не является простым механическим взаимодействием их лиганд-структур с рецепторами на поверхности клеток-мишеней хозяина, имеющими другое предназначение. Взаимодействие патогена с клеткой хозяина приводит к активации сигнальных систем клеток-мишеней непосредственно каким-то бактериальным компонентом, либо через стимуляцию активационных факторов хозяина. Для противодействия иммунной системе бактерии используют как механизмы уклонения (экранирование клеточной стенки бактерий, антигенная мимикрия, образование L-форм бактерий и др.), так и разрушения (продуцирование секретируемых факторов, инактивирующих защиту хозяина; продуцирование «суперантигенов» и др.). Гены, кодирующие факторы патогенности бактерий и системы их секреции, вопреки распространенному еще недавно мнению об их преимущественно плазмидной локализации, в большинстве своем кластированны на участках хромосомной ДНК, называемых «островами патогенности». Эти участки активно участвуют в генетическом обмене между бактериями по пока еще неизвестному механизму. Патогенность «новых» для человека бактерий может объясняться тем, что они уже были преадаптированы к такой встрече в занимаемых ими ранее экологических нишах.

 

Глава 1.4. Патогенность микоплазм

Происхождение микоплазм. Патогенность микоплазм. Болезни, вызываемые микоплазмами.

Микоплазмы — это уникальные прокариотические организмы, имеющие лишь одну липопротеиновую мембрану, которая выполняет функции и клеточной стенки, и цитоплазматической мембраны. Они входят в класс Mollicutes, объединяющий также и ахолеплазмы, спироплазмы, уреаплазмы, анаэроплазмы [Прозоровский СВ. и др., 1995]. По форме и структурной организации молликуты очень близки к L-формам бактерий [Бухарин О.В., Усвяцов Б.Я., 1996]. Но в отличие от них, геном молликут крайне упрощен и экономен, что не предполагает возможность реверсии клеточной стенки. Микоплазмы являются самыми маленькими самореплицирующимися формами жизни и способны вызывать инфекционный процесс, используя вторую стратегию паразитизма. Болезни, вызываемые микоплазмами, называются микоплазмозами.

Происхождение микоплазм. Филогенетические связи класса Mollicutes и пути их эволюции обсуждаются специалистами в основном с двух точек зрения. Согласно одной из них микоплазмы являются выжившей ветвью примитивных организмов, из которых впоследствии произошли прокариоты и эукариоты. Они появились, как продукт прогрессивной эволюции еще до образования присущей бактериям клеточной стенки. Другая точка зрения состоит в том, что микоплазмы являются регрессивной ветвью эволюции некоторых грамположительных бактерий и (или) клостридий. Второе предположение находит экспериментальные подтверждения и рассматривается в двух возможных вариантах. Все микоплазмы происходят либо из одного предка, общего с грамположительными бактериями, либо от разных бактерий [Прозоровский СВ. и др., 1995].

Патогенность микоплазм. Так же как и бактерии, микоплазмы, что бы быть патогенными, должны инфицировать поверхности клеток хозяина. Поэтому многие патогенные микоплазмы имеют форму нитей или колбочек и на их поверхности, при электронной микроскопии, видны кончики выступающих полярных органелл, участвующих в процессе адгезии к клетке хозяина [Kirchhoff H. et al., 1984]. Эти концевые структуры имеют сложное строение. Они сплетены из интерактивных белков адгезинов и белков, участвующих в адгезии. Интересной особенностью адгезинов микоплазм является генетическое регулирование их антигенной структуры (рис. 14 и 15).

Рис. 14. Концевая структура органеллы, участвующей в адгезии микоплазмы. Трансмиссионная электронная микрофотография М. pneumoniae: a) скрученная структура концевой части органеллы с пар (участок адгезии); b) кластированые цитоадгезиновые белки (Р1, В, С, Р30) в иммунолабильном участке концевой части органеллы (окрашивание ферритином и коллоидальным золотом); с) резистентная к Тритону Х-100 цитоскелетоподобная структура с отчетливыми пузырьками и параллельными нитями [Baseman J., Tully J., 1997]

Рис. 15. Адгезия микоплазм к трахеальному эпителию хомячка.

Трансмиссионная электронная микрофотография М. pneumoniae: M — микоплазма; m — микроворсинки; С — реснички. Обращает на себя внимание ориентация микоплазмы, достигнутая с помощью специализированной адгезивной органнеллы [Baseman J., 1992]

Уклонение микоплазм от иммунной системы хозяина. На уклонении от иммунной системы хозяина построена вся стратегия паразитизма микоплазм. Один из механизмов такого уклонения заключается, в использовании множественных копий генов белков адгезии. В опероне адгезивного белка присутствует только одна полная копия гена адгезина со всеми регуляторными элементами. Однако в геноме микоплазмы присутствуют множество усеченных копий генов адгезинов, имеющих сходные (но не идентичные!) последовательности. Это дает возможность микоплазмам посредством гомологичной рекомбинации образовывать множество вариантов адгезинов, что приводит к изменению их специфичности и аффинитета. Однако иммунодоминантные эпитопы микоплазменных адгезинов не идентичны участкам, ответственным за адгезию [Jacobs E., 1991]. Последние закодированы через однокопийные регионы генов адгезии и высоко консервативны. Тем самым закрепляется роль таких участков (пар) в распознавании микоплазмами рецепторов клеток хозяина и их колонизации [Gerstenecker В., Jacobs Е., 1991]. Конформация иммунодоминантных эпитопов меняется благодаря пептидил-пролил изомеразе (циклофилину), воздействующей на складчатые участки адгезивных белков с повышенным содержанием пролина. Таким образом, иммунные ответы хозяина направлены на вариабельные регионы, не имеющие непосредственного отношения к адгезии. Это делает маловероятным образование антител, способных блокировать адгезию микоплазм и частично объясняет причину высокой величины реинфицирования больных [Baseman J., Tully J., 1997].

Другой механизм уклонения микоплазм от иммунной системы хозяина использует антигенную мимикрию. В ее основе лежит высокая гомология адгезинов и структурных белков млекопитающих [Tully J. et al., 1995]. Однако антигенная мимикрия используется микоплазмами не столько для маскировки, сколько для подавления иммунной системы хозяина и ее переключения на разрушение собственных органов и тканей [Biberfeld G., 1985]. У пациентов, с документированными микоплазменными респираторными инфекциями (М. pneumoniae), обнаруживали сероконверсию к миозину, кератину и фибриногену, а также экстрапульмональные проявления инфекции — экзантемы и кардиальные нарушения [Tully J. et al., 1995]. В дальнейшем были обнаружены признаки классического бактериального аутоиммунного процесса — острой ревматической лихорадки, сходной с вызываемой стрептококковой инфекцией [Cunningham M., 1993]. Антистрептококковые антитела, направленные против альфа-спирального кольцевого участка М-белка, перекрестно реагировали с сердечным миозином, тропомиозином и микоплазменными адгезинами [Cunningham M., 1993]. Установлена гомология аминокислотных последовательностей микоплазменных адгезинов, и человеческих CD4 и белков главного комплекса гистосовместимости II класса. Антитела к этим белкам запускают клеточную Гибель и иммуносупрессию. Одновременно микоплазмы выступают как митогены В- и Т-клеток, индуцируя аутоиммунное состояние Через активацию аутоиммунных Т-клеток и поликлональных В-клеток. Таким образом, разнообразные полиорганные проявления микоплазменной инфекции вызваны аутоиммунным характером их патогенеза [Baseman J., Tully J., 1997].

Для размножения во внутренней среде хозяина, противодействия его защитным механизмам и причинения ему вреда, микоплазмы используют ряд других, очень сложно действующих факторов патогенности. Они включают:

1) образование микоплазмами перекиси водорода и перекисных радикалов, вызывающих в участках адгезии повреждение мембраны клетки через окислительный;

2) конкуренцию и истощение микоплазмами питательных компонентов и прекурсоров клетки;

3) капсулоподобный материал и электронно-плотные поверхностностные слои, повышающие прочность микоплазмы и придающие им иммунорегулирующую активность;

4) секрецию в окружение клетки хозяина микоплазменных ферментов, таких как фосфолипазы, АТФазы, гемолизины, протеазы и нуклеазы, вызывающих локальное клеточное разрушение и хромосомные аберрации [Theiss P., 1996].

Болезни, вызываемые микоплазмами. У иммунокомпетентных людей ими наиболее часто вызываются респираторный микоплазмоз (M. pneumoniae) и болезни урогенитального тракта (M. hominis, M. genitalium, M. fermentans, M. primatum, M. urealyticum).

Микоплазмы являются кофакторами, способствующими развитию и активизации инфекций, использующих ту же стратегию паразитизма, например, ВИЧ-инфекции [Eisner R., 1990].

Длительное персистирование микоплазм в организме человека так же проявляется болезнями, инфекционная природа которых долгое время подвергалась сомнению (болезнь Крона, артриты, малигнизация и др.).

* * *

Микоплазмы являются самыми маленькими самореплицирующимися формами жизни и способны вызывать инфекционный процесс, используя вторую стратегию паразитизма. Микоплазмы вызывают локальное клеточное разрушение и хромосомные аберрации. Они не только уклоняются от иммунной системы хозяина, но, благодаря использованию антигенной мимикрии, переключают ее на разрушение собственных органов и тканей. Разнообразные полиорганные проявления микоплазменной инфекции вызваны аутоиммунным характером их патогенеза. Микоплазмы способствуют развитию и активизации инфекций, использующих ту же стратегию паразитизма, например, ВИЧ-инфекции

 

Глава 1.5. Токсины патогенных бактерий

Организация и механизм действия токсической молекулы. Происхождение токсинов. Образование молекул токсинов. Максимально возможная токсичность.

Патогенные бактерии продуцируют загадочные субстанции, которые прямо или косвенно оказывают токсическое действие на клетки и организм хозяина. По определению В. Finlay, S. Falkow (1997), отражающему представления авторов о предназначении таких субстанций для развития инфекционной болезни, токсины — это секретируемые микробные протеины, обычно ферменты, которые убивают клетки хозяина в исключительно маленьких концентрациях. Ю.В. Вертиев (1996), стремясь избежать узкого медицинского толкования функции бактериальных токсинов в природе, определяет их как регуляторные элементы, действующие в гетерологических клеточных системах вне их контроля и сдвигающие равновесие, протекающих в них, физиологических процессов. Оба определения, видимо, справедливы. Первое — для понимания опасности отдельных токсинов, второе — для понимания их сути.

При многих инфекционных болезнях токсины, действительно, определяют их основные симптомы. Это дифтерия, коклюш, холера, сибирская язва, ботулизм, столбняк, гемолититический уремический синдром и др. [Smitt C.K et al., 1999] В качестве примера, иллюстрирующего участие токсина в инфекционном процессе, приведена схема патогенеза дифтерии (рис. 16). Однако к настоящему времени уже накоплены данные, показывающие возможность выполнения бактериальными токсинами и других функций. Среди них: защита хозяина от хищников в почвенных (водных) сообществах (токсины сине-зеленых водорослей защищают их от поедания беспозвоночными животными и рыбами); использование токсинов как средства антагонизма в микробных сообществах (холерный токсин оказывает ингибирующее действие на ряд бактерий); участие токсинов в авторегуляторных процессах в бактериальных популяциях (энтеротоксин C.perfringens) и др. [Бухарин О.В., Литвин В.Ю., 1997].

Рис. 16. Схема патогенеза дифтерии. При дифтерии коринебактерии не проникают за пределы входных ворот инфекции. За счет дифтерийных экзотоксинов создаются условия для возникновения дифтерического воспаления в месте проникновения возбудителя в организм и развитие различных органных поражений с нарушением функций и структуры жизненно важных органов и систем организма [Гавришева Н.Ф., Антонова Т.В., 1999]

Организация и механизм действия токсической молекулы. Большинство токсинов представляют собой А-В структуру. Эта структура предполагает наличие двух компонентов — В-субъединицы, которая участвует в связывании токсина с рецептором на поверхности клетки хозяина и способствует транспортировке токсина в клетку хозяина; и А-субъединицы — проявляющей энзиматическую (токсическую) активность в клетке хозяина. Структура В-доменов зависит от структуры рецепторов-мишеней, с которыми взаимодействует токсин. А-субъединицы более консервативны чем В, особенно в участках, критических для их ферментативной активности [Finlay В., Falkow S.,1997].

По механизму действия С. Smitt и соавт. (1999) подразделяют все токсины на 5 типов (табл. 3 и рис. 17).

Таблица 3

Характеристика бактериальных токсинов [1]

Микроорганизм / Токсин | Механизм действия | Мишень | Болезнь | Участие токсина в болезни | LD50 на кг

Повреждающие мембраны

Aeromonas hydrophila / Аэролизин | Пороформирующий | Гликопротеин | Диарея | (да) | ~7 мкг (м)

Clostridium perfringens / Перфринголизин O | То же | Холестерин | Газовая гангрена |?

Escherichia coli / Гемолизинd | То же | Плазматическая мембрана | Инфекция уринарного тракта | (да) | —

Listeria monocytogenes /Листериолизин О | то же | Холестерин | Ситемные пищевые инфекции, менингиты | (да) | 3…12 мкг (м)

Staphylococcus aureus / альфа-токсин | То же | Плазматическая мембрана | Абсцессыс | (да) | 40…60 нг (м)

Staphylococcus pneumoniae / | Пневмолизин | То же | Холестерин | Пневмонияс | (да) | ~1.5 мкг (к)

Streptococcus pyogenes / | Стрептолизин О | То же | Холестерин | Стрептококовая ангина, скарлатинас |? | ~8 мкг (м) | 1…2 мкг (к)

Ингибиторы белкового синтеза

Сorynebacterium diphtheriae / Дифтерийный токсин | АDФ-рибозил-трансфереза | Фактор элонгации-2 | Дифтерия | Да | ~1.6 мкг (м) ~100 нг (ч)

E. coli / Shigella dysenteriae /Шига-токсин | N-гликозидаза | 28SpPHK | Геморрагический колит, гемолитический уремический синдром | Да | —

Pseudomonas aeruginosa / | Экзотоксин А | ADФ-рибозилтрансфераза | Фактор элонгации-2 | Пневмонияe | (Да) | ~3 мкг (м)

Активация путей вторичных мессенджеров

E. coli: Цитотоксический никротизирующий фактор | Деамидаза | Rho-G-белок | Инфекция уринарного тракта |? | —

Термолабильный токсин | АДФ-рибозилтранс-фераза | G-белки | Диарея | Да | —

Температурно стабильный токсинd | Стимуляция гуанилатциклазы | Гуанилатциклазный рецептор | Тоже | Да | —

Цитолетальный растягивающий токсинd | Блокирование G2 | Неизвестна | Тоже | (Да) | —

EAST | Стимуляция гуанилатциклазы? | Неизвестна | Тоже |? | —

Bacillus anthracis / Отечный фактор | Аденилатциклаза | АТФ | Сибирская язва | Да | —

Bordetella pertussis / Коклюшный токсин | АДФ-рибозилтрансфераза | G-белки | Коклюш | Да | 21 мкг (м)

Дермонекротический токсин | Деамидаза | Rho G-белки | Риниты | (Да) | —

Clostridium botulinum / C2-токсин | АДФ-рибозилтрансфераза | Мономерный G-актин | Ботулизм |? | —

C.botulinim / C3 токсин | Тоже | RhoG-белок | Ботулизм |? | —

Clostridium difficile / | Токсин А | Гликозилтрансфераза | RhoG-белок (и) | Диарея / PC | (Да) | —

Токсин В | Тоже | Тоже | Тоже |? | —

Vibrio cholerae / Холерный токсин | АДФ-рибозилтрансфераза | G-белок (и) | Холера | Да | ~250 мкг (м)

Активаторы иммунного ответа

S.aureus/ Энтеротоксины | Суперантиген | TCR и MHC II | Пищевое отравлениес | Да | 20…50 мкг (о)

Эксфолиативный токсин | Суперантиген (и сериновая протеаза?) | То же | Синдром шелушения кожи | Да | —

S.pyogenes/ Пирогенный экзотоксин | Тоже | То же | Скарлатина / синдром токсического шокаc | Да | 3…6 мг (м)

Токсин синдрома токсического шока | Суперантиген | То же | Синдром токсического шокаc | Да | —

Протеазы

B.anthracis / Летальный фактор | Металлопротеаза | MAPKK1/MAPKK2 | Сибирская язва | Да | <114 мкг (м)

C.botulinum / Нейротоксины А-С | Цинк-металлопротеазы | VAMP /синаптобревин, SNAP-25, синтаксин | Ботулизм | Да | 0.5…1.2 нг (м) |

Clostridium tetani / Столбнячный токсин | Тоже | VAMP / синаптобревин | Столбняк | Да | ~1 нг (м)

СОКРАЩЕНИЯ:

EAST — энтероаггрегативный температуростабильный токсин E.coli; TCR — рецептор Т-клеток;

МНС II — главный комплекс гистосовместимости, класс 2;

МАРКК — митоген активированная протеин киназа киназа;

VAMP — везикуло-ассоциированный мембранный белок;

SNAP-25 — синаптосомал-ассоциированный белок;

PC — антибиотикоассоциированные псевдомембранозные колиты;

Да — строго доказанная связь между токсином и болезнью; (Да) — роль в патогенезе была показана на животных моделях или клеточных культурах;? — неизвестно; с — другие болезни также ассоциированы с этим организмом; d — токсин также продуцируется другими семействами бактерий; (м) — мышь; (к) — кролик; (ч) — человек; (о) — обезьяны.

Рис. 17. Механизм действия бактериальных токсинов. А. Повреждение клеточных мембран альфа-токсином S. aureus. После связывания и олигомеризации, ножка похожего на шампиньон гептамера альфа-токсина вставляется в клетку-мишень и вызывает приток, или наоборот, отток из клетки ионов (обозначены как темные и светлые кружки, соответственно). В. Ингибирование белкового синтеза клетки шига-токсином (Stx). Голотоксин, который состоит из энзиматически активной субъединицы (А) и пяти связывающих субъединиц (В), входит в клетку через глоботриазилцерамидный рецептор (Gb3). Затем А-субъединица, обладающая N-гликозидной активностью, отсекает аденозиновый остаток с 28S рвбосомальной РНК, что останавливает белковый синтез. С. Примеры бактериальных токсинов, активирующих пути вторичных мессенджеров. Связывание температурно-стабильного энтеротоксина (ST) с рецептором гуанилатциклазы приводит к увеличению количества ГМФ (цГМФ), который обращает в обратную сторону ток электролитов. Посредством АДФ-рибозилирования или гликозилирования (соответственно), экзоэнзим С3 C. botulinum и токсины A (CdA) и В (CdB) C. difficile, инактивируют небольшие Rho ГТФ-связывающие белки. Цитотоксический некротизирующий фактор (CNF) E. coli и дермонекротический токсин (DNT) рода Bordetella, активируют Rho через дезаминирование [Smitt С. et al., 1999]. Механизм их действия, а также протеолитических токсинов и активаторов иммунного ответа, приведен в тексте

Порообразующие токсины. К ним относят бактериальные токсины, функционирующие посредством вставки в плазматическую мембрану хозяина и формирующие в ней трансмембранные поры, приводящие клетку к лизису. Такие токсины еще называют RTX-семейством из-за наличия в их молекулах большого количества повторов [Finlay В., Falkow S., 1997]. Механизм их действия хорошо прослеживается на примере альфа-токсина S.aureus, рассматриваемого как прототип олигомеризующегося пороформирующегося цитотоксина [Smitt C.K et al., 1999]. Альфа-токсин синтезируется как прекурсорная молекула из 319 аминокислот, содержащая N-терминальную последовательность из 26 аминокислот. Секретируемый бактерией «зрелый» токсин (протомер), является гидрофильной молекулой с массой 33 кд, утратившей цистеиновые остатки [Bhakdi S., Tranum-Jensen J., 1991]. Протомер «узнает» клетку-мишень по высокоаффинным рецепторам или не специфически сорбируется в участках плазматической мембраны, содержащих фосфатидилхолин или холестерин. На мембране семь протомерных токсинов собираются в пору, формируя грибоподобный гептамер (232 кд), включающий три различных домена [Song L. et al., 1996]. Шляпка и ободочная область гептамера альфа-токсина располагаются на поверхности плазматической мембраны, в то время как ножка служит трансмембранным каналом. Образовавшаяся пора позволяет маленьким молекулам и ионам двухстороннее движение, что, в конечном итоге, приводит клетку к вздутию и гибели от осмотического шока [Smitt С. et al., 1999].

Альфа-токсин является цитолитическим в отношении различных типов клеток. У человека он способен лизировать моноциты, клетки, но точная его роль в стафилококковом заболевании людей, неизвестна [Bhakdi S. et al., 1996].

К другим членам RTX-семейства относят гемолизин E.coli (HlyA), аденилатциклазу В. pertussis, лейкотоксин Pasterella haemolitica. Это семейство токсинов является также частью консервативного механизма секреции I типа, который отвечает за их транспорт из бактериальной клетки [Finlay В., Falkow S., 1997]. Образование поры включает целый каскад вторичных реакций, приводящих к другим патологическим последствиям. Среди них активация эндонуклеаз, высвобождение цитокинов и медиаторов вое паления, синтез эйкозаноидов [Bhakdi S. et al., 1996].

Токсины, ингибирующие синтез белка. Субстратами для этих токсинов служат факторы элонгации и рибосомальная РНК [Езепчук Ю.В., 1985]. Дифтерийный токсин и экзотоксин А псевдомонад являются дифтамид специфическими АДФ-рибозилтрансферазами, которые рибозилируют фактор элонгации 2 и, таким образом, инактивируя его, подавляют синтез белка в клетках. Шига-токсин (Stx-токсин), так же называемый веротоксином, продуцируется S. disenteriae первого серотипа и недавно появившимися Stx-продуцирующими штаммами E. coli (STEC) [Вертиев Ю.И., 1996]. Рассмотрим на его примере механизм действия таких токсинов.

Stx-токсины имеют типичную АВ структуру. Энзиматически активная А-субъединица (35 кд) нековалентно связана с В-субъединицей (7,5 кд). Голотоксин содержит 5 В-субъединиц. В-субъединичный пентамер связывает голотоксин с эукариотической клеткой через специфические гликолипидные рецепторы. После интернализации, полипептид А расщепляется на энзиматическую часть (А1) и фрагмент А2, остающиеся связанными через дисульфидный мостик. А2-фрагмент связывает A1 с В-пентамером [Smitt С. et al., 1999]. A1 проявляет N-гликозидазную активность и расщепляет N-гликозидную связь у аденина в положении 4324 на 28S рибосомальной РНК. В результате происходит отщепление 400 нуклеотидов с 3-конца рРНК, что служит препятствием для присоединения аминоацил-тРНК, синтез белка прекращается и клетка гибнет [Вертиев Ю.И., 1996].

Токсины, генерирующие образование вторичных мессенджеров (посредников). Бактериальные токсины могут влиять на функцию; отдельных белков эукариотической клетки, не приводя ее к гибели. Для этого они активируют так называемых вторичных посредников, которые способны в большой степени усиливать и искажать клеточную реакцию на внеклеточные сигналы [Smitt С. et al., 1999]. Рассмотрим механизм действия таких токсинов на примере цитотоксического некротического фактора (CNF).

CNF первого и второго типов (CNF1/2) относятся к группе бактериальных, токсинов, модифицирующих Rho — субсемейство маленьких ГТФ-связывающих белков, участвующих в модификации регуляторов актина цитоскелета [Aktories К., 1997]. Ген CNF1 у E. coli закодирован на хромосоме и располагается на «острове патогенности» [Blum G. et al., 1995]. Токсин синтезируется как гидрфильный полипептид (115 кд). Он остается цитоплазматическим из-за отсутствия сигнальной последовательности и имеет связывающий (N-терминальная половина CNF1) и ферментативный (С-терминальная половина CNF1) домены [Lemichez E. et al., 1997]. Видимо в клетки хозяина он попадает с помощью секреторного механизма III типа. Недавно было показано, что CNF1 деаминирует глутаминовый остаток Rho в положении 64. Такая модификация приводит к преобладанию активности Rho, неспособного гидролизовать связанный с ним ГТФ. Эукариотические клетки, подвергнутые воздействию CNF1, приобретают характерный вид. У них наблюдается «рифление» мембраны, формируется локальное сжатие актиновых нитей. Репликация ДНК при отсутствии клеточного деления, приводит к образованию многоядерных клеток. Внутрикожное введение CNF1 вызывает длительное воспаление и образование некротического очага [Smitt С. et al., 1999].

Установлена критическая роль небольших ГТФ-связывающих белков не только в регуляции цитоскелета (семейство белков Rho), но и в везикулярном транспорте (семейство Rab), и в регуляции роста и дифференциации клеток (семейство Ras). Поэтому не исключено, что существуют пока еще неизвестные нам токсины, способные воздействовать на основные клеточные процессы через эти белки [Finlay В., Falkow S., 1997].

Протеолитические токсины. Ботулинический и столбнячный (оба цинк-металлоэндопротеазы), в опытах на животных обнаруживают наименьшую из известных LD50. Удивительно, насколько различную клиническую картину дают поражения этими токсинами, имеющими столь значительное сходство в структуре, энзиматической активности и мишенях среди клеток нервной системы, но при различающиеся путями проникновения в макроорганизм. Например, ботулинический токсин проникает в организм энтерально и вызывает вялые параличи периферических нервов. Столбнячный же токсин, образуясь на поверхностях ран, колонизированных C. tetani, приводит к спастическим параличам через поражение ЦНС [Finlay В., Falkow S., 1997].

Эти самые токсичные токсины имеют и наиболее сложную молекулу. Оба синтезируются в виде неактивных полипептидов массой 150 Кд и высвобождаются из лизировавшихся клеток. Затем они активируются посредством протеолитического расщепления открытой петли в структуре своей молекулы. Каждая активная молекула нейротоксина включает тяжелую (100 кд) и легкую (50 кд) цепи, связанные посредством межцепочечной дисульфидной связи. Тяжелые цепи обоих токсинов содержат два домена — регион, необходимый для транслокации токсина (N-терминальная последовательность) и регион, необходимый для связывания с клеткой (С-терминальная последовательность). Легкие цепи обоих токсинов содержат цинк-связывающий мотив, необходимый для цинк-зависимой протеазы, активирующей молекулу [Schiavo G., Montecucco С, 1997].

Ботулинические токсины связываются с рецепторами на поверхности пресинаптической мембраны двигательных нейронов периферической нервной системы и вызывают протеолиз белков в нейронах. Это приводит к ингибированию высвобождения ацетилхолина и к предотвращению мышечных сокращений — возникает вялый паралич [Halpern J., Neale E., 1995]. Столбнячный токсин сначала связывается с рецепторами на пресинаптической мембране моторных нейронов, но затем, с помощью ретроградного везикулярного транспорта, он перемещается в нейроны спинного мозга. Спастический паралич возникает из-за того, что рассечение везикуло-ассоциированных белков и синаптобревина в нейронах, нарушает высвобождение глицина и гамма-амино-битуриковой кислоты, прекращающих мышечное сокращение [Arnon S., 1997].

Активаторы иммунного ответа. Отдельные бактериальные токсины могут действовать непосредственно на Т-клетки и антигенпрезентирующие клетки иммунной системы. Самое большое семейство токсинов данного типа называют токсинами-суперантигенами (PTSAg).

Как правило, иммуностимулирующий потенциал таких токсинов является следствием их способности связывать различные участки белков главного комплекса гистосовместимости II типа, экспрессированных на поверхности антигенпрезентирующих клеток и Vбета-элементы на Т-клеточном рецепторе [Smitt С. et al., 1999]. В частности, В-домен стафилококкового TSST-1, связывает альфа-цепь антигена DR1 человеческого лейкоцита, одновременно его А-домен специфически связывается с Vбета-элементами Т-клеточного рецептора [Schlievert P., 1997]. Связывание TSST-1 с Vбета2 приводит к массивной пролиферации более 20 % периферических Т-клеток. Следствием Т-клеточной экспансии является массивное высвобождение интерлейкинов (1, 2 и 6 типов), гамма-интерферона, факторов некроза опухолей (альфа и бета) и др. [Schlievert P., 1997]. Совместно эти цитокины вызывают гипотензию, высокую температуру и диффузные эритематозные высыпания [Smitt С. et al., 1999]. Токсины данного типа характерны для случайных и факультативных паразитов.

Трехсоставные токсины. К ним мы относим структуры типа A1-B-A2, где В — это субъединица, участвующая в связывании токсина с рецептором, А1 — и А2 — субъединицы, проявляющие различную энзиматическую (токсическую) активность в клетке хозяина. Наиболее изученным токсином данного типа является сибиреязвенный. Он состоит из В-субъединицы, называемой протективным антигеном (ее используют для иммунизации против B. anthracis) и двух ферментативных субъединиц (А-субъединиц), одна из которых — отечный фактор (кальмодулинзависимая аденилатциклаза), индуцирует образование вторичных мессенджеров (цАМФ); другая — летальный фактор, является металлопротеазой (см. табл. 3).

Введение чувствительным животным любой из этих субъединиц по отдельности, не приводило ни к каким патологическим последствиям. Внутрикожное введение комбинации В-субъединицы и отечного фактора, приводило к развитию кожных отеков у морских свинок и кроликов. Смесь В-субъединицы и летального фактора при внутривенном введении вызывала гибель мышей и крыс, но не давала образования отеков при внутрикожном введении. При введении смеси трех компонентов токсина, они действовали синергически в тестах проверки летальности на мышах [Бургасов П.Н., Рожков Г.И., 1984]. В более поздних исследованиях было показано: что отечный фактор вызывает только кратковременное повышение внутриклеточного уровня цАМФ, поскольку он быстро разрушается Клеточными протеазами [Motecucco С. et al., 1994]. Т. е. развитие сибиреязвенной интоксикации предполагает обязательное участие всех трех компонентов сибиреязвенного токсина.

С. Petosa и соавт. (1997), выявили тонкие механизмы этого процесса. В-субъединица (протективный антиген — ПА, РА) сибиреязвенного токсина представляет длинную плоскую молекулу, размером 100х50х30 ангстрем, состоящую из 4 доменов. Связывание ПА с рецептором клетки-мишени начинается с домена 4. Этот домен (остатки 596–735) имеет первичную шпильку и спираль, за которыми следует бета-сендвич с иммуноглобулиновой складкой. Домены 1, 2 и 3 тесно связаны между собой, но домен 4 имеет с ними ограниченный контакт. Внутри иммуноглобулиновой складки домена 4 содержится доступная петля из 19 аминокислотных остатков, аналогичная антигенсвязывающей CDRS-петле антител и рецепторсвязывающей петле дифтерийного токсина. Протеолитическая активация происходит на клеточной поверхности. Протеаза фурин (она же используется для протеолитическои активации дифтерийного токсина, экзотоксина А псевдомонад и некоторых вирусов) расщепляет поверхностную петлю внутри домена 1. В результате высвобождается N-терминальный 20 кд фрагмент (ПА20). Этот фрагмент не играет какой-либо дополнительной роли в интоксикации. Однако его удаление приводит к образованию большой гидрофобной поверхности на оставшемся фрагменте ПА (ПАб3). Остальная часть домена 1, называемого теперь домен 1', образует N-окончание активного ПАб3. После утраты ПА20. ПАб3 формирует гептамер, который вставляется в мембраны при кислых значениях рН, формируя катионселективные каналы как в искусственных липидных бислоях, так и в клетках. Новая гидрофобная поверхность домена 1' полностью обнажается, формируя часть большого, плоского гидрофобного пятна на «вершине» гептамера. Эта поверхность обеспечивает открытый сайт для связывания фактора отека и летального фактора, которые теперь связывают ПАб3 с высоким аффинитетом (рис. 18).

Рис. 18. Стадии сибиреязвенной интоксикации. a.1 — РА связывается с рецептором клетки хозяина; 2 — фурин расщепляет и высвобождает ПА20; 3 — ПАб3 формирует гептамер; 4 — токсические ферменты связываются с ПАбз; 5 — опосредованный рецептором эндоцитоз; 6 — подкисление эндосомы приводит к мембранной вставке ПАб3; 7 — транслокация токсических ферментов в цитозоль. LF — летальный фактор; EF — фактор отека. b. Ортогональные проекции РА, окрашенного по доменам. Домен 1 включает РА плюс домен 1' и два иона Са2+. ПА20 отщепляясь, больше не играет роли в процессе интоксикации. Образовавшаяся гидрофобная поверхность домена 1' формирует участок связывания для LF и EF [Petosaet al., 1997]

Т.е. трехкомпонентные токсины используют общую В-субъединицу, обеспечивающую ферментативным субъединицам единый механизм проникновения в цитозоль. Видимо это необходимо для проявления синергидного эффекта токсического действия ферментативных субъединиц.

Происхождение токсинов. С момента открытия Roux и Yersin в 1888 г. дифтерийного токсина, этот вопрос вызывает много споров. В последние годы появилась возможность проведения тонких молекулярных сравнений между структурами отдельных токсинов. Результаты этих сравнений оказались неожиданными для ученых [Finlay В., Falkow S., 1997]. Токсины микроорганизмов из отдаленных семейств и даже родов, занимающих различные экологические ниши и вызывающие совершенно не похожие инфекционные болезни, оказались весьма сходными по механизму действия и по критическим для проявления токсичности структурам (например, шигатоксин, коклюшный и холерный токсины). Было обнаружено сходство между токсинами и ферментами эукариотических клеток (например, отечный фактор B. anthracis и аденилатциклаза человека). По этим данным создается впечатление не только широкого эволюционного родства токсинов между собой. Но, как заметил Ю. Вертиев (1996), у некоторых исследователей даже возникает мысль, что токсины возникли путем захвата из эукариотической клетки генетического материала, кодирующего токсин. Накопление экспериментального материала по тонкой структуре и механизму действия токсинов создало условия для выдвижения интересных гипотез об их происхождении. Но, видимо, трудно рассчитывать на то, что этот вопрос будет однозначно решен для каждого бактериального токсина в рамках какой-то общей гипотезы.

По нашему мнению, очень серьезное влияние на его решение в будущем окажут экспериментальные данные по участию токсинов в функциях микробной клетки, которые не имеют прямого отношения к проявлению бактерией патогенных свойств, но используют консервативные механизмы, сходные как в эукариотических, так и прокариотических организмах.

На этот аспект проблемы ранее обратил внимание Ю. Вертиев (1996). Он считает, что бактериальные токсины, интерфероны, бактериоцины и гормоны обнаруживают сходство в отношении целого ряда важных свойств. Эти вещества синтезируются одним типом клеток, в то время как воздействуют на другие типы клеток: они действуют на клетки в чрезвычайно низкой концентрации (Ю-11–10-14 М); обладают сходной молекулярной организацией состоят как минимум из двух функционально и структурно различных белков: энзиматического и рецепторного; имеют сходные звенья молекулярного механизма действия (связывание с рецепторами, активация, транслокация внутрь клетки и модификация клеточных мишеней); обладают сходной кинетикой биологического эффекта — одноударный эффект; и, наконец, все эти вещества токсичны.

Мы еще только начинаем понимать первичную функцию биологических токсинов в природе. Если предположить, что способность бактерией синтезировать токсины закрепляло какую-то неизвестную сегодня сигнальную функцию в образуемом ими биоценозе, то понятен и двухкомпонентный состав, и одноударность их действия. Преимущество такой структуры для передачи сигналов в том, что при ее распространении из центра, сигнал не ослабляется на большом расстоянии. Если бы передача сигнала осуществлялась структурами, не способными к лиганд-специфическому взаимодействию, то сигнал ослабевал бы по мере диффузии сигнальных молекул. Отсюда, как следствие, способность воздействовать на другие типы клеток в чрезвычайно низких концентрациях.

Сопоставляя структурные особенности молекул различных бактериальных токсинов с механизмами их функционирования, нельзя не заметить, что сходство между ними обусловлено сходно направленным действием естественного отбора.

Так, способность В-субъединиц к узнаванию клетки-мишени, сопровождается закреплением за ними и других свойств. Например, кроме взаимодействия с рецептором, В-субъединица экранирует ферментативную субъединицу, предотвращая ее взаимодействие с субстратом, как в собственной клетке, так и за пределами клетки-мишени [Вертиев Ю.В., 1996]. Она служит и своего рода предохранителем, предотвращающим «случайный выстрел». Для активации токсической субъединицы необходимо протеолитическое расщепление В-субъединицы после ее взаимодействия с клеткой, мишенью. Это исключает действие токсической субъединицы на другие клетки [см., например, действие сибиреязвенного токсина). И, как мы убедились на примере протективного антигена, она способна «вводить» клетку несколько токсических ферментов, действующих синергидно. Плейротропность функций В-субъединиц находится в соответствии с «принципом экономии генов».

Механизм лиганд-рецепторного взаимодействия исключает бесконечное разнообразие структур В-субъединиц, взаимодействующих с лигандом. В основе этого явления лежит то обстоятельство, что токсины в организме хозяина используют уже готовые структуры, участвующие в эндокринной, паракринной и синаптическои сигнализации, а, следовательно, жестко поддерживаемых естественным отбором. То, что эти структуры не являются абсолютно консервативными, свидетельствуют внутривидовые различия в чувствительности к отдельным токсинам, но их консервативности хватает на выход аналогий в структуре рецепторсвязывающих участков, за пределы В-субъединиц токсинов. Например, иммуноглобулин-подобная складка домена 4 протективного антигена аналогична не только рецепторсвязывающей петле дифтерийного токсина, но и антигенсвязывающей CDR3 петле антител [Petosa et al., 1997].

Формирование белкового канала (поры) также не является уникальным свойством токсинов. Посредством поры осуществляется транспорт специфических ионов через мембраны эукариотических и прокариотических организмов (пориновые белки грамотрицательных бактерий). К образованию пор способны не только токсины бактерий, но и зоотоксины [Орлов Б.Н., Гелашвили Д.Б., 1985] и даже белки слияния вирусов [Филдс Б., Найп Д., 1989]. Сама же пора формируется в определенной цитоплазматической мембране и предназначена для определенной функции, т. е. она не может не быть консервативной. Это предопределяет консервативность выполняющих одну функцию доменов образующих пору белков (рис. 19). Большая петля домена 2 ПА B. anthracis (ответственна за вставку гептамера в цитоплазматическую мембрану), демонстрирует консервативный характер чередующихся гидрофильных и гидрофобных остатков, аналогичный таковому у поринов бактерии Rhodopseudomonas blastica, а также, у выполняющих ту же функцию структур токсина VIP1 инсектицидного белка Bacillus thuringiensis [Petosa et al., 1997] и йота-b-токсина Clostridium perfringens [Perelle S. et al., 1993]. Аминокислотная последовательность связывающего клетку домена CNF1 уропатогенной E. coli, имеет обширную гомологию с аналогичной последовательностью митогенного токсина Pasteurella multicoda — бактерии, вызывающей атрофический ринит у свиней [Falbo V. et al., 1993].

Рис. 19. Конвергентное сходство каналообразующих структур токсинов-гомологов ПА и пориновых белков бактерий. а) консервативные чередующиеся гидрофильные (подчеркнуты) и гидрофобные (выделены полужирным) остатки большой петли домена 2 ПА аналогичны таковым у поринов и токсинов-гомологов, что предполагает одинаковый и наиболее оптимальный характер формирования перекрывающих мембрану шпилек (b) и мембранной вставки (d); с) аналогичное явление в природе — положение глаз у таких полуводных животных в высшей степени сходно: оно оптимально для наблюдения под водой при погружении в воду тела. На основе рисунков Б.М. Медникова (1975) и Petosa et al. 1997)

Неожиданное сходство было найдено и на макромолекулярном уровне, т. е., между В-олигомерами. Оказалось, что хотя холерный и температуролабильный токсины имеют по 5 идентичных В-субъединиц, а коклюшный токсин имеет 4, но различные В-субъединицы, 2 субъединицы коклюшного токсина обладают складчатыми структурами, сходными с таковыми у В-субъединиц холерного токсина и шига-токсина [Finlay В., Falkow S., 1997].

Такая же ситуация сходства и между ферментативными субъединицами токсинов. Отечный фактор сибиреязвенного микроба представляет собой аденилатциклазу, которая не только по кинетическим, но и по антигенным свойствам имеет сходство с действующей на ту же мишень кальмодулинзависимой аденилатциклазой эукариотических клеток [Petosa et al., 1997]. По крайней мере 5 АДФ-рибозилирующих токсинов (коклюшный, холерный и дифтерийный токсины, температуролабильный токсин кишечной палочки и экзотоксин А псевдомонад) имеют общий НАД-связывающий сайт [Finlay В., Falkow S., 1997]. Участок протяженностью в 100 аминокислот ферментативного домена CNF1, гомологичен участку ферментативного домена дермонекротического токсина бордетелл. Оба одинаковых участка выполняют одинаковую функцию — активируют Rho и являются активными сайтами токсинов [Lemichez E. et al., 1997]. Таким образом, нельзя объяснить только генетическим обменом и «общностью происхождения» сходство структур токсинов микроорганизмов различных видов, семейств и родов, к тому же занимающих разные экологические ниши и вызывающих различную инфекционную патологию. В эволюции возможно повторное возникновение отдельных признаков, вызванное сходно направленным действием естественного отбора (эволюционная конвергенция), но невозможно возникновение не родственных форм, одинаковых по всей своей организации — правило необратимой эволюции [Медников Б.М., 1975]. По этой причине нельзя рассматривать, эволюцию токсинов отдельно от эволюции синтезирующих их микроорганизмов. Конвергентное сходство по одному признаку, например, по способности В-субъединицы токсина образовывать поры, не затрагивает большинства других черт организации бактерии. Как бегемот остается типичным млекопитающим, а крокодил — рептилией при сходном положении глаз, так и кишечная палочка не становится бордетеллой или псевдомонадой из-за наличия гомологичных последовательностей в структурах их токсинов, выполняющих одинаковую функцию (см. рис. 19).

Однако при изменении направления отбора в разных условиях происходит дивергенция (расхождение) сначала структуры, а потом и биологических свойств токсинов. Так, Stx-цитотоксины могут быть разделены на две антигенно различные группы, имеющие от 50 % до 60 % гомологии: Stx/ Stx1 и Stx2 [Tesh V., O'Brien A., 1991]. Stx и Stxl различаются только одной аминокислотной последовательностью и встречаются преимущественно в S. disenteriae. Stx2-цитотоксин обнаружен недавно у кишечных палочек, т. е. его образование может быть результатом действия длительной изоляции в другой экологической нише. Любопытны и оцениваемые сроки такой дивергенции. Анализ молчащих замещений нуклеотидных последовательностей генов холерного, LT- и ST-токсинов показал, что эти гены дивергировали не менее чем 130 млн. лет назад [Вертиев Ю.В.,1996]. Т. е. в эпоху расцвета пресмыкающихся и уже в знакомом нам виде они пережили не только их вымирание, но и расцвет млекопитающих в миоцене, и их массовое вымирание и юнце плиоцена. Если это так, то тогда появление прототипного холерного токсина теряется где-то в глубине геологического времени. С антропоцентрической точки зрения, какая-то есть в этом нецелесообразность. Мы явно переоцениваем свое значение в природе, когда утверждаем, что человек является единственным хозяином холерного вибриона.

Образование молекул токсинов. Использование методов точечного мутагенеза для модификации структуры бактериальных токсинов, выявило удивительно точную «пригнанность» их структур к выполняемой ими функции. Оказалось, что они построены настолько точно, что даже замена одной аминокислоты может привести к катастрофическим изменениям функции. Так одиночные замены в S1-субъединице коклюшного токсина снижают ее ферментативную активность и токсичность в 1000 раз, множественные — в 106 раз. Одновременно резко снижается ее иммуногенность [Loosmore S. et al., 1990], нарушается пространственная структура и способность взаимодействовать с олигомером [Lobet Y. et al., 1989].

Как мы убедились на примере порообразующих доменов, сходность функциональных структур токсинов между собой и с отдельными ферментами клеток хозяина обусловлена тем, что различные белки с родственными функциями имеют схожую последовательность аминокислот. Полагают, что такие семейства белков возникли путем дупликации одного предкового гена и последующего накопления в процессе эволюции мутаций, постепенно обусловивших появление родственных белков с новыми функциями [Альберте Б. с соав., 1994]. Наличие А и В субъединиц (доменов) в структурах молекул подавляющего большинства белковых токсинов, свидетельствует о том, что они, как правило, являются крупными функциональными белковыми агрегатами. Образование таких агрегатов стало возможным путем объединения двух или более белков в результате как нековалентных взаимодействий (сибиреязвенный, коклюшный и другие токсины), так и путем образования ковалентной связи между ними (ботулинический и столбнячный токсины). В свою очередь отдельные субъединицы токсинов так же состоят из некогда различных белков, объединенных в пептид, проявляющий несколько активностей сразу. Например, тяжелые цепи ботулинического и столбнячного токсина содержат два домена — регион, необходимый для транслокации токсина и регион, необходимый для взывания с клеткой. Белки такого типа образуются слиянием соответствующих генов в один ген, кодирующий большую полипептидную цепь. Для всех токсинов характерна «мультидоменная» структура. Это означает, что разные их части состоят из некогда отдельных глобулярных белков, объединенных естественным отбором ходе эволюции (рис. 20).

Рис. 20. «Мультидоменная» структура бактериальных токсинов. А. Общий принцип, по которому наложение двух различных белковых поверхностей в процессе эволюции приводит к появлению белков, содержащих новые центры связывания для других молекул — лигандсвязывающие центры часто располагаются в месте соприкосновения двух белковых доменов [Альберте Б. с соавт., 1994]. Б. Пространственные ленточные модели кристаллов шига-токсина S. dysenteriae [Frasier M. et al., 1994], температуро-лабильного токсина кишечной палочки [Sixma Т. et al., 1993] и коклюшного токсина [Stein P. et al., 1994]. Несмотря на выраженное конформационное сходство, каждый из этих белков имеет собственную эволюционную историю. Наличие большого количества доменов, независимо свертывающихся в разных частях молекул, свидетельствует о происхождении этих токсинов путем объединения генов различных глобулярных белков

Если, не ввязываясь в спор о том, что прогрессивно в эволюции, что нет, подойти к эволюции токсинов только исходя из сложности их молекул, то можно построить своего рода эволюционную «лестницу». На ее нижнюю ступеньку, видимо, можно поместить порообразующие токсины, типа альфа-токсина стафилококка. Они способны лигандрецепторному узнаванию и образуют поры, через которые могут быть введены ферментативные молекулы, однако такие молекулы появляются уже на следующей эволюционной ступеньке. Ее занимают двухкомпонентные токсины, А- и В-субъединицы которых взаимодействуют без образования ковалентной связи, т. е. либо клетка еще не способна образовывать дисульфидные связи между субъединицами, либо еще не произошло слияния их генов. Последней ступенькой можно считать крупномолекулярные токсины, состоящие из тяжелых и легких цепей, объединенных ковалентными связями. Такие токсины имеют максимально возможную для белков молекулярную массу и, видимо, токсичность (супертоксины — ботулинический и столбнячный). Трехсоставные токсины типа сибиреязвенного и двухсоставные, объединенные ковалентной связью, занимают промежуточную ступеньку между крупномолекулярными супертоксинами, а так же двухсоставными, компоненты которых взаимодействуют без образования ковалентных связей. Видимо оба типа токсинов являются альтернативами эффективных структур, выбор между которыми в конкретных обстоятельствах остается за естественным отбором.

Максимально возможная токсичность. Такая постановка вопроса не имеет смысла при исследовании патогенности бактерий, так как токсины — это только часть механизма их паразитирования, устроенного невероятно сложно и имеющего много альтернативных, взаимодополняющих элементов. Однако ответ на него чрезвычайно интересует зарубежных военных токсикологов, рассматривающих токсины как опасное средства поражения.

Незнание условий, которые в процессе эволюции способствовали естественному отбору биологических токсинов, привело к формированию у таких исследователей представления о возможности снижения летальных доз биологических токсинов с помощью методов генной инженерии и породило множество спекуляций на эту тему [Tucker J.B., 1985; Гайслер Э., 1986].

Выше мы уже приводили примеры последствий вмешательства в структуру токсина. Н.С. Антонов (1994), используя элементарные приемы математической статистики, установил любопытную закономерность (рис. 21). Если на эвклидовой поверхности в логарифмических координатах «LD50 — молекулярная масса» отобразить весь массив веществ, для которых летальные дозы экспериментально установлены, то плоскость графика оказывается разделенной на две части: на одной из них сосредоточены отображения всех взятых веществ, в то время как другая часть плоскости графика остается свободной, ибо в природе не существует веществ, которые по величине летальной дозы и молекулярной массы соответствовали бы той части плоскости графика. Между указанными частями плоскости графика отчетливо прослеживается граница (токсоида), формируемая отображениями наиболее токсичных веществ в соответствующих интервалах изменения величины молекулярной массы. Наиболее токсичному веществу — ботулиническому токсину, соответствует и наибольшая молекулярная масса.

Рис. 21. График токсоиды по Н.С. Антонову. Максимальная токсичность супертоксинов достигается за счет предельного увеличения размеров и сложности их молекул

Эффект возрастания биологической активности по мере увеличения молекулярной массы отмечался ранее Н.И. Кобозевым у алкалоидов, гликозидов, гормонов, витаминов и синтетических лекарственных веществ. Им было показано, что путем вариации состава и строения молекул можно добиться некоторого увеличения активности веществ. Но если требуется добиться увеличения активности в десятки и более раз, одних структурных изменений молекул уже недостаточно, требуется переход к соединениям с большей величиной молекулярной массы [Антонов Н.С, 1994], т. е. более сложно организованных.

Молекулярная масса ботулинического токсина составляет 150 кд [Езепчук Ю.В., 1985]. Молекулярная масса типичной белковой цепи достигает 50 кд, размер лишь немногих пептидов превышает эту среднюю величину [Альберте Б. и др., 1994]. Молекулярная масса ботулинических токсинов приближается к верхнему пределу возможных молекулярных масс белков. Из закономерностей, установленных Н.С. Антоновым и Н.И. Кобозевым следует, что молекулярная масса токсинов с LD50, меньшей на один порядок, чем у ботулинического, должна превышать 1,5 мд (описано лишь несколько белков с такой массой), — на два порядка — 15 мд (такие не описаны). Таким образом, вполне обоснованно можно сделать следующие предположения:

1) токсичность ботулинического токсина является предельной не только для бактериальных токсинов, но и для природных токсических веществ;

2) LD50 рекомбинантных токсинов не будет достигать данной величины для ботулинического токсина.

Но почему же LD50 большинства природных токсинов в тех случаях, когда их токсичность создает преимущества микроорганизмам, не достигают того предельного значения, которое нам демонстрирует ботулинический токсин? Видимо это проявление все того же бессилия демона Дарвина, которое генетик С. Райт представил в виде холмистого ландшафта, где высота холма (адаптивного пика) ответствует степени его приспособления (в рассматриваемом нами случае — это LD50 токсина, имеющего значение для патогенности бактерии). Популяция, поднявшаяся на маленький пик ландшафта приспособленности (например, с помощью простейшего порообразующего токсина), не может сменить его на больший (например, с помощью более эффективного токсина, использующего порообразующую субъединицу для транслокации в клетку хозяина ферментативной субъединицы) и стать более приспособленной, ибо при смене пиков отбор пойдет против уровня приспособленности (часть жизненно важных генов должна мутировать либо слиться).

* * *

Подлинная роль биологических токсинов в живой природе на сегодняшний день известна не до конца. Сложность и многофункциональность молекул токсинов свидетельствуют об их длительном эволюционном пути. Токсичность, это частное проявление первичной функции сигнальных молекул отдельных бактерий. В настоящее время выделяют 5 типов токсинов. Одинаково направленное действие отбора привело к конвергентным гомологиям отдельных структур токсических молекул, а также выполняющих сходную функцию структур белков эукариотов и вирусов. Максимальная токсичность достигнута ботулиническим токсином за счет предельного увеличения размера и сложности молекулы.

 

Глава 1.6. Патогенность вирусов

Происхождение вирусов. Общие принципы вирусного патогенеза. Особенности строения геномов вируса натуральной оспы (ВНО) и вируса иммунодефицита человека (ВИЧ), предопределяющих стратегии паразитизма. Различия в организации геномов ВНО и ВИЧ. Сравнение патогенезов. Эволюционная цена, уплаченная обоими паразитами демону Дарвина. Какая стратегия «лучше» для паразита.

Вирусы для человека и животных являются облигатными паразитами. Они используют обе стратегии паразитизма и в столь разнообразных проявлениях, что объем данной книги не позволяет даже кратко остановиться на этом. Мы ограничимся сравнением патогенных свойств двух, крайне опасных для людей вирусов — ВНО и ВИЧ. Первый уже унес десятки миллионов жизней, второму, видимо, еще предстоит это сделать. Эти вирусы используют альтернативные стратегии паразитизма, у них совершенно несходные пути передачи, эпидемиология, патогенез и многое другое. Однако их сближает удивительная адаптированность к человеку, необычайно высокая способность распространяться в человеческих популяциях, продолжительность поддержания эпидемических очагов без постоянной циркуляции в природных резервуарах и, еще, видимо, древность, то есть способность появляться как бы ни откуда, собирать свою смертельную жатву, а затем исчезать на столь длительное время, что для потомков людей, переживших вызванные ими эпидемии они становятся возбудителями новых болезней (рис. 22).

Рис. 22. Древность возбудителей натуральной оспы и СПИДа. Мумия Рамзеса V, умершего в 1157 г. до н. э. Четко видны следы оспенных пустул — археологическое подтверждение существования оспы в древнем Египте. Однако живший 7 столетий позже Гиппократ (IV век до н. э.) об оспе ничего не знает. И только спустя еще 6 столетий, натуральную оспу описывает римский врач Гален (II век). Тогда она не кажется современникам грозной болезнью. Но в XVII столетии оспа превращается в то страшное бедствие — черную смерть, которое, как мы считаем сегодня, побеждено навсегда.

Американский исследователь R. Ablin (1996) считает, что СПИД задокументирован в этих иероглифах из древнеегипетских папирусов Эберса. Geiger (1994), нашел описание СПИДа в древних китайских трактатах по медицине под названием «Киу Лао», означающее «пустоту» или истощение». Там же описаны и симптомы столь знакомой сегодня болезни: похудание, припухлость лимфатических узлов, ночные поты, выпадение волос, понос и др. В качестве лечебного средства древние китайцы использовали сборы трав, стимулирующих иммунную систему.

Происхождение вирусов. По мнению J. Lederberg (1997), как само происхождение жизни, так и происхождение вирусов, пока остаются предметом рассмотрения многих теорий (табл. 4). Каждый вирус отличается от другого. Очень мало известно об их филогенезе и сегодня трудно даже доказать различие между сотнями их категорий. Мы не знаем их происхождения, но знаем, что они взаимодействуют с нашим геномом многими способами. Вирусные частицы могли бы произойти из любого генома, став свободно живущими (т. е., независимыми, автономно реплицирующимися единицами в клетке хозяина), реинтегрируя в геном хозяина как ретровирусы (что возможно делают и другие вирусы) и повторяя эти циклы тысячи раз.

Таблица 4

Происхождение вирусов [2]

Вирусы являются фрагментами генома, способными к репликации только в пределах интактной живой клетки, следовательно, они не могут быть предшественниками клеток

В пределах взятого вида, вирусы могут возникать как генетические фрагменты или редуцированные версии хромосом, плазмид или РНК:

1) хозяина или близкородственных видов;

2) отдаленных видов;

3) более крупных паразитов этого или другого хозяина;

4) дальнейшей эволюции или генетического обмена между существующими вирусами

В прошлом они уже могли иметь жизненный цикл в геноме хозяина как интегрирующаяся эписома. В геноме они могут выполнять определенные генетические функции и, в принципе, способны вновь появляться в виде новых вирусов

Существование таких циклов показано в мире бактериальных вирусов, однако мы не имеем четких данных, объясняющих происхождение вирусов животных и растений

Общие принципы вирусного патогенеза. Для того, что бы быть патогенными, вирусы, так же как и бактерии, должны инфицировать слизистые поверхности; проникать в хозяина через эти поверхности; вступать в контакт с чувствительными тканями; размножаться во внутренней среде хозяина; противодействовать его защитным механизмам и причинять ему вред. Необходимость в выполнении первых двух требований отпадает, если вирусы проникают в ткани через альвеолы (в составе мелкодисперсного аэрозоля), поврежденную переносчиком кожу или через слизистые.

Общие принципы вирусного патогенеза представлены в упрощенной схеме (табл. 5). В правом столбце таблицы перечислены события, происходящие внутри клетки с момента начала ее инфицирования. Эти внутриклеточные стадии репликации вирусов, в конечном счете, определяют судьбу инфицированной клетки, т. е. ведут к ее гибели; клеточной трансформации, характеризующейся снятием ограничения роста; персистентной или латентной инфекции. В левом столбце приведены события на уровне организма или ткани, ведущие к инфицированию клеток и включающие иммунный ответ хозяина [Филдс Б. и др., 1989]. Схема развития острой вирусной инфекции показана на рис. 23.

Таблица 5

Хозяйские и клеточные стадии вирусного патогенеза [3]

Организм | Клетка

Проникновение вируса в хозяина | Адсорбция

Первичная репликация | Проникновение

Распространение вируса внутри хозяина | Раздевание

Клеточный и тканевой тропизм и клеточные рецепторы | Транскрипция

Повреждение клеток | Трансляция |

Иммунный ответ и другие защитные факторы хозяина | Сборка вируса

Персистенция вируса, латентность и медленные вирусные инфекции | Выход из клетки

Рис. 23. Схема развития острой вирусной инфекции. [По Н.А. Гавришевой и Т.В. Антоновой (1999)]

Вирусы, так же как и бактерии, должны быть способными преодолеть слизистые барьеры и проникнуть в те органы и ткани, где происходит их репликация. Прежде чем распространиться по организму, они могут реплицироваться в месте первичного проникновения и в ближайших регионарных лимфатических узлах. В отличие от бактерий, вирусы могут использовать нейрональный путь проникновения в поражаемые ими органы-мишени (вирус бешенства) и тем самым избежать противодействия иммунной системы. Однако чаще всего они, как и бактерии, распространяются с кровью и лимфой (вирусемия). С наибольшим постоянством вирусемия наблюдается при острых инфекциях, особенно тяжелых формах болезни. Однако циркуляция вирусов в крови установлена и при многих латентных, хронических инфекциях. Вирусы, свободно циркулирующие в плазме, представляют плазменный тип вирусемии (вирус Синдбис, ВЭЛ, японского энцефалита). Более распространенным является клеточный тип вирусемии, при котором вирусы циркулируют в тесной связи с клетками крови. ВНО циркулируют, адсорбируясь на лимфоцитах и моноцитах крови, возбудители кори, гриппа, аденовирусы тесно связываются с полиморфно-ядерными лейкоцитами [Гавришева Н.А., Антонова Т.В., 1999]. Специфическое сродство вирусов к клеткам и тканям определяется присутствием на клеточной поверхности особых рецепторов. Отдельные; вирусы, после проникновения в клетку, могут индуцировать образование на ее поверхности дополнительных рецепторов, которыми «пользуются» другие вирусы [Филдс Б. и др., 1989]. Метаболизм вирусов направлен на использование структур цитоплазматического или ядерного белкового скелета клеток. Вирусспецифический цитопатический эффект обусловлен не бессмысленным для вируса повреждением клетки, а специфической перестройкой элементов клеточного скелета, цель которой — создание условий для размножения вируса [Маренникова С.С., Щелкунов С.Н., 1998]. Основным внешним проявление вирулентности вируса, являются разрушение инфицированных вирусом клеток в тканях-мишенях и возникающие в результате разрушения тканей физиологические изменения в организме хозяина [Филдс Б. и др., 1989].

У иммунокомпетентного хозяина большинство вирусных инфекций, возбудители которых используют первую стратегию паразитизма, самоограничиваются. Смертельные исходы в эпидемических очагах могут достигать очень высоких значений, однако в крупных популяциях людей они никогда не достигают 100 %. При недостаточности иммунной системы хозяина, эти же вирусы могут вызывать персистентные или латентные инфекции.

Персистирующая инфекция. Это бессимптомная персистенция вируса, сопровождающаяся его выделением в окружающую среду. В механизме развития вирусной персистирующей инфекции значительная роль отводится особому состоянию возбудителя — дефектным интерферирующим частицам вируса или его мутантам, а также блокированию апоптоза клеток хозяина. Персистирующий инфекционный процесс лежит в основе латентной инфекции [Гавришева Н.А., Антонова Т.В., 1999].

Латентная инфекция. Это бессимптомная персистенция вируса, не сопровождающаяся его выделением в окружающую среду. При латентной инфекции вирус не удается обнаружить с помощью диагностических приемов в связи с тем, что он находится в дефектной форме или интегрирован в геном клетки. Этот процесс плохо изучен. Значительно большая ясность имеется в вопросе реактивации вируса. Считается, что для этого необходимо действие одного или нескольких активирующих факторов (травма, стресс, иммуносупрессия, суперинфицирование и др.). В результате латентная инфекция переходит манифестную форму — развиваются симптомы, свойственные острой инфекции. Примерами латентных инфекций служат герпесвирусные (рис. 24), цитомегаловирусные инфекции, сывороточные гепатиты и ряд других [Гавришева Н.А., Антонова Т.В., 1999]. Однако нельзя полностью согласиться с вышеуказанными авторами, утверждающими, что латентную инфекцию можно рассматривать как фазу инфекционного процесса. Способность вызывать персистирующую или латентную инфекцию не является общим свойством для всех вирусов. Например, ВНО и отдельные возбудители геморрагических лихорадок либо вызывают смерть инфицированного, либо разрешаются с развитием стерильного иммунитета. Сколь бы многочисленной не осталась пережившая эпидемию популяция, они в ней не сохраняются, а для их поддержания в природе используются другие механизмы. Поэтому, можно считать, что способность вызывать латентные инфекции является проявлением более глубокой специализации к хозяину вируса, утратившего связь с первичным резервуаром. Латентность этих вирусов необходимо рассматривать только как их свойство, проявляющееся в иммунокомпетентном хозяине, т. е. вирусы такого типа способны использовать обе стратегии паразитизма, но в разной степени. Основную для них вторую стратегию они используют в иммунокомпетентных хозяевах, а в иммунодефицитных вынужденно проявляют первую.

Рис. 24. Схема патогенеза простого герпеса. У большинства лиц с момента первичного инфицирования происходит пожизненная персистенция, находящегося в организме в латентном состоянии вируса. Под воздействием различных активирующих факторов, к которым относятся дефекты иммунной системы, вирус по аксонам выходит из нервных ганглиев, поражая участки кожи и слизистых оболочек, иннервируемые соответствующим нервом. По мере прогрессирования иммуносупрессии активация вируса становится все более частой, в процесс могут вовлекаться все новые ганглии, что приводит к изменению локализации и увеличению распространенности очагов поражения кожи и слизистых оболочек [Гавришева Н.А., Антонова Т.В., 1999]

Медленные инфекции. Их вызывают паразитические микроорганизмы, использующие только вторую стратегию паразитизма. Медленные инфекции характеризуются длительным инкубационным периодом, прогрессирующим течением и неизбежной смертью. Кроме вирусов, медленные инфекции вызывают прионы — инфекционные безнуклеиновые структуры, состоящие из низкомолекулярного белка, молекулярная масса которого составляет 27…30 кд. Прионы имеют свойства, типичные для обычных вирусов, однако отличаются от них выраженной устойчивостью к действию многих физических факторов. Они не имеют сердцевины из нуклеиновых кислот, окруженных протеинами, а также липидной оболочки, в связи с чем при электронной микроскопии не распознаются как вирусы. Характеристика медленных инфекций, вызываемых прионами, представлена в табл. 6.

Таблица 6

Характеристика медленных инфекций, вызванных прионами [4]

Нозологическая форма

Источник и факторы передачи

Клинические проявления

Патоморфология

Болезнь Крейтцфельда-Якоба

Животные, органы и ткани которых заражены прионами; мясо, сырые морепродукты

Прогрессирующее слабоумие, миоклонус, прогрессирующие двигательные нарушения, атаксия, бульбарные нарушения — афония, дисфагия. Средняя продолжительность — 6 месяцев

Демиелинизация передних рогов спинного мозга; комбинированные поражения коры, гипоталамуса, базальных ганглиев, мозжечка и спинного мозга

Куру

Умершие от куру люди; факторы передачи — их ткани (особенно мозг). Каннибализм

Нарушение походки, дрожание туловища, конечностей, головы. Повышенная возбудимость, необоснованный смех. У обездвиженных больных присоединяется вторичная инфекция. Средняя продолжительность клинических проявлений — 6–9 месяцев

Губкообразная энцефалопатия: в коре, подкорке, подбугровой области и мозжечке вакуолизация дендритов, аксонов и тела нейронов. Из-за выраженной вакуолизации серое вещество больших полушарий приобретает вид губки

Синдром Герстманна-Штреуслера

Не установлен

Мозжечковые нарушения, слабоумие, пирамидные знаки, очень медленное прогрессирование заболевания. Средняя продолжительность — 60 месяцев

Медленное формирование многочисленных и распространенных во всей ткани мозга амилоидных бляшек

Амиотрофический лейкоспонгиоз

Не установлен

Слабость в кистях рук, затем — в ногах, параличи конечностей, затем брюшных мышц и мышц грудной клетки, спинальный тип нарушения дыхания

Поражение центральных и периферических двигательных нейронов, дегенерация и перерождение клеток передних рогов и боковых столбов спинного мозга

Медленные инфекции могут вызывать некоторые вирусы, использующие первую стратегию паразитизма (например, вирусы кори — подострый склерозирующий панэнцефалит, клещевого энцефалита — прогредиентная форма клещевого энцефалита). Но это не является всеобщей закономерностью и происходит только при определенном состоянии иммунной системы, когда эффективные иммунные реакции макроорганизма на вирус заблокированы.

Для поддержания в природе возбудителей инфекций, использующих стратегию паразитирования II типа, размер инфицированной популяции имеет значительно меньшее значение, чем для возбудителей, использующих стратегию I типа.

Теперь попробуем понять, как эти стратегии реализуются в инфекционных процессах и жизненных циклах ВНО и ВИЧ.

Особенности строения геномов ВНО и ВИЧ, предопределяющие стратегии паразитизма. Геномы вирусов сформированы различными типами нуклеиновой кислоты. У ВНО — ДНК, у ВИЧ — РНК. Уже это предопределяет различную стратегию преодоления противодействия защитных механизмов хозяина.

РНК-вирусы имеют определенный лимит генетической сложности, обусловленный небольшими размерами их геномов — от 3 до 30 кб. Однако они более эффективно, чем ДНК-вирусы используют мутационный процесс для изменения своей антигенной структуры и тропизма в организме хозяина, а также для уклонения от антител и цитотоксических лимфоцитов. Высокую частоту мутаций у РНК-вирусов обычно объясняют отсутствием механизмов корректировок в синтезе РНК. Все молекулы вирусной РНК обычно реплицируют через ассиметричную транскрипцию от одной цепи, исключающую большинство корректирующих механизмов, характерных для репликации молекул ДНК. S. Holland и соавт. (1982) экспериментально доказали, что вероятность ошибки во время копирования РНК-молекулы будет в 105—107 раз больше, чем при копировании ДНК-молекулы. Ими также была установлена средняя частота мутаций для РНК-вирусов, составляющая приблизительно 10-4,5. Это означает, что до 10 % всех молекул РНК в популяции вируса, могут содержать мутации.

Репликация ДНК-вирусов сопровождается проверочным считыванием и пострепликационной репарацией. Поэтому механизм мутационной изменчивости играет меньшую роль в их стратегиях противодействия иммунной системе хозяина. Зато эволюцией за ними были закреплены другие изощренные механизмы выживания. Например, белки ЕЗ/19К и Е1а аденовирусов, супрессируют поверхностные молекулы, необходимые для Т-клеточного распознавания [Murphy P., 1993]. Белок BCRF1 вируса Эпштейна-Барра является гомологом интерлейкина-10 (IL-10) и взаимодействует с его рецептором [Domingo E. et al., 1998]. Филогенетический анализ генов герпесвирусов, способных инфицировать широкий круг хозяев, позволил сделать вывод о совместной эволюции этих вирусов и их хозяев. Свои гены-двойники в геноме хозяина имеются и у РНК-вирусов (например, вирусы саркомы и лейкемии). Однако использование в стратегиях инвазии захватов ДНК хозяина и антигенной мимикрии белков, более характерно для ДНК-вирусов.

Различия в организации геномов ВНО и ВИЧ. В отличие от большинства ДНК-содержащих вирусов животных, жизненный цикл поксвирусов проходит в цитоплазме клетки в значительной степени автономно от ее ядра (рис. 25). Для этого они, как и бактерии (!), располагают своими ферментативными системами синтеза РНК и ДНК (рис. 26).

Рис. 25. Структура внеклеточного вириона ортопоксвирусов. 1 — сердцевина, 2 — мембрана сердцевины, 3 — боковые тела, 4 — поверхностная мембрана IMV, липопротеидная оболочка EEV, 6 — трубчатые структуры поверхностной мембраны IMV.

Рис. 26. Жизненный цикл осповирусов. Вирионы, содержащие двухцепочечную геномную ДНК, ферменты, факторы транскрипции, адсорбируются на клетке (1) и сливаются с плазматической мембраной клетки, высвобождая сердцевины в цитоплазму (2). Сердцевины синтезируют ранние мРНК, с которых транслируются различные белки, включая факторы роста, молекулы защиты от иммунной системы, ферменты и факторы для репликации ДНК и транскрипции промежуточных генов (3). Происходит раздевание сердцевины (4) и вирусная ДНК реплицируется, формируя конкатемерные молекулы (5). Промежуточные гены транскрибируются на дочерних молекулах ДНК и с этих мРНК транслируются факторы поздней транскрипции (6). Затем транскрибируются поздние гены. С их мРНК транслируются вирионные структурные белки, ферменты и факторы ранней транскрипции (7). Сборка вирионов начинается с образования дискретных мембранных структур (8). Конкатемерные промежуточные формы вирусной ДНК разделяются на единичные геномы и упаковываются в незрелые вирионы (9). Созревание приводит к образованию внутриклеточных зрелых вирионов (10). Эти вирионы покрываются модифицированными мембранами аппарата Гольджи и перемещаются к периферии клетки (11). Слияние таких вирионов с плазматической мембраной завершается высвобождением внеклеточных вирионов. Хотя размножение вируса происходит полностью в цитоплазме, ядерные факторы могут быть вовлечены в процессы транскрипции генов и сборки вирионов [Маренникова С.С., Щелкунов С.Н., 1998]

Инфекционные частицы поксвирусов содержат в своем составе полную ферментативную систему транскрипции, способную синтезировать функциональную мРНК в полиаденилированной, кэпированной и метилированной форме [Маренникова С.С, Щелкунов С.Н., 1998]. Это позволяет ВНО:

1) самостоятельно осуществлять эффективную защиту от ранних специфических реакций на инфекцию и противодействовать развивающимся позже специфическим реакциям;

2) размножаться до высокого уровня, обеспечивающего быструю передачу другому хозяину.

В отличие от других РНК-вирусов, ВИЧ, как и остальные ретровирусы, является примитивным «половым» организмом и способен к примитивному «половому воспроизведению» [Burke D., 1997]. Каждая вирусная частица содержит две РНК-цепи положительной полярности, полной длины и способные к репликации (рис. 27 и 28). В природе не существует других диплоидных семейств ДНК- или РНК-вирусов [Coffin J., 1992].

Рис. 27. Структура вириона ВИЧ. В морфологическом отношении ВИЧ-1 и ВИЧ-2 сходны с другими ретровирусами. Наружная оболочка заимствуется вирионом из мембраны клетки хозяина при отпочковывании. Она пронизана вирусными белками: трансмембранными (гликопротеин gp41) и внешним (gp120). Оба называются оболочечными (кодируются геном env) и участвуют в прикреплении к мембране клетки-хозяина, выполняя функцию иммуногенной детерминанты. С внутренней стороны липидной оболочки расположен матриксный каркас, образованный белком р17. Он окружает внутреннюю структуру вириона — нуклеотид или сердцевину (англ. — core). Собственная оболочка сердцевины образована «коровым» белком р24. Внутри нуклеотида различают геном вируса, состоящий из двух цепочек РНК, окруженных белками р7 и р9. Вблизи молекул РНК расположены различные ферменты (обратная транскриптаза или ревертаза, РНКаза Н, протеаза). Большинство изображенных на рисунке морфологических элементов являются антигенами [Лысенко А.Я. и др., 1996]

Рис. 28. Жизненный цикл ВИЧ. На врезке показано, что связывание вириона с мембраной клетки (рецепция) возможно только при слиянии вирусного gp120 со специфическим рецептором на мембране клетки хозяина (см. рис. 51). После проникновения вириона, происходит его «раздевание», когда вследствие точечного протеолиза освобождается вирусная РНК. Центральным событием является синтез ДНК на матрице РНК. Уникальный фермент ретровирусов — обратная транскриптаза или ревертаза — разрушает нити РНК и синтезирует новую нуклеиновую кислоту, ДНК. Зрелые вирионы, образовавшиеся в клетке хозяина, отпочковываются, разрушая при этом клетку. Очень существенно, что репликация вируса с образованием множества вирионов, происходит только тогда, когда инфицированная клетка хозяина находится в активированном состоянии. В неактивированной клетке ВИЧ может находиться в латентном состоянии (в стадии провируса) неопределенно долго и с этим связана его кардинальная особенность его эпидемиологии как медленного вируса [Лысенко А.Я. и др., 1996]

Обычно обе цепи РНК в ретровирусной частице являются производными от одного родительского провируса. Однако если инфицированная клетка одновременно содержит два различных провируса, то их РНК-транскрипты могут сформировать отдельный гетерозиготный вирион. После проникновения в новую клетку, под действием обратной транскриптазы, заново синтезированная ретровирусная последовательность будет рекомбинантом двух родительских. Сходство с половым процессом здесь в том, что:

1) обе цепи РНК как две родительские гаметы сливаются в одну;

2) генетическая информация потомков будет рекомбинантной

3) последующие «поколения» будут нести информацию обоих родителей [Temin Н., 1991].

«Половой процесс» дает ВИЧ ряд существенных преимуществ перед другими РНК-вирусами. Легко возникающие мутации, способствуют отбору и закреплению вариантов РНК-вируса, наиболее «удачно» использующих данного хозяина. Но для любого микроорганизма, который достиг пика на «ландшафте приспособленности», новая мутация не создает однозначных преимуществ. Более того, для него это ступенька на нижний уровень приспособленности. Генетическая рекомбинация может создать условия для регенерации геномов более «удачливых» ретровирусов из предковых геномов вирусов, менее адаптированных из-за мутаций. Однако, при смене условий существования такая консервация на высоте адаптивного пика превращается для вируса в ловушку. Рекомбинация между РНК-геномами двух высокоадаптированных ВИЧ, дает возможность рекомбинанту «сесть» на другой адаптивный пик, более соответствующий изменившимся условиям. Т. е., как заметил S. Kaufman (1993), помочь ему совершить «эволюционно широкий прыжок».

Сравнение патогенезов. Патогенез ВНО определяется необходимостью его быстрого размножения до количеств, позволяющих смену хозяина в течение короткого промежутка времени — от момента его инфицирования до его гибели или выздоровления. Выздоровление — это процесс разрешения от инфекции, осуществляемый иммунной системой хозяина.

ВНО variola maior обуславливает генерализованную инфекцию, которая в высоком проценте случаев завершается летальным исходом. Для этого вирус располагает беспрецедентным, по сравнению с вирусами других семейств, набором генов, белковые продукты которых эффективно изменяют многочисленные защитные реакции организма (рис. 29).

Рис. 29. Общая схема синтеза ВНО молекулярных факторов, обеспечивающих вирусу преодоление защитных барьеров человека. Вирус располагает беспрецедентным, по сравнению с вирусами других семейств, набором генов, белковые продукты которых эффективно изменяют многочисленные защитные реакции организма [Маренникова С.С., Щелкунов С.Н., 1998]

Первым неспецифическим и, возможно, самым древним барьером, который вынужден преодолевать ВНО, является программированная гибель клеток (апоптоз). Инфицирование клетки запускает механизм ее самоубийства, благодаря чему предотвращается размножение вируса и его распространение среди соседних клеток. ВНО располагает, по крайней мере, четырьмя генами, белковые продукты которых ингибируют апоптоз по альтернативным и дублирующим механизмам [Маренникова С.С., Щелкунов С.Н., 1998].

Вторым неспецифическим барьером являются местные воспалительные процессы. Они быстро индуцируются для ограничения распространения вируса в первые часы и дни после инфицирования, пока формируется полноценный иммунный ответ. ВНО несет гены не менее чем пяти белков, блокирующих различные этапы развития воспаления в участках размножения вируса (SPI-2, G3R, растворимых аналогов рецепторов фактора некроза опухолей — TNF и гамма-интерферона — гаммаlFN) и предотвращающих развитие системных реакций (растворимый рецептор интерлейкина-1бета — IL-1 бета). Как правило, все эти белки обладают одновременно несколькими активностями. Например, TNF-связывающий белок необходим еще и для развития генерализованной инфекции, столь характерной для ВНО. Поэтому эти белки считаются факторами вирулентности ВНО [Маренникова С.С., Щелкунов С.Н., 1998].

Система блокирования интерферона у ВНО также мультигенна (не менее 5 белков), поэтому он очень устойчив к его действию. Синтезируемые вирусом аналоги растворимых рецепторов IFN обоих типов, интерферируют с IFN, связывая его клеточные рецепторы. Это приводит к блокированию антивирусного состояния клетки и предотвращает лейкоцитарную инфильтрацию в участки вирусной репликации [Alcami A., Smith G., 1996].

Для облегчения распространения ВНО по тканям организма хозяина, в его геноме содержится ген C11R VAC–COP, кодирующий белок VGF, отнесенный к семейству эпидермального фактора роста. Он стимулирует рост и/или метаболическую активность неинфицированных клеток, обеспечивая тем самым распространение ВНО по организму. На эффективность диссеминации ВНО в организме человека также влияют белки оболочки внеклеточных вирионов (прежде всего, гемагглютинин) и анкиринподобные белки (определяют круг хозяев вируса). Пока не идентифицированы вирусные белки, подавляющие созревание гликопротеидов главного комплекса гастосовместимости класса I и тем самым снижающих эффективность представления на поверхности инфицированной клетки вирусных антигенов специфическим цитотоксическим Т-лимфоцитам [Маренникова С.С., Щелкунов С.Н., 1998].

Однако большое количество синтезируемых ВНО белковых структур неизбежно обнаруживаются иммунной системой хозяина, Поэтому патогенез ВНО построен на компромиссе между скоростью развития иммунного ответа хозяина (индуцируется полный спектр клеточно-опосредованных и гуморальных иммунных ответных реакций) и скоростью размножения вируса до количеств, достаточных для его передачи другому реципиенту. Например, ранее всех появляющиеся антигемагглютинины (2–3 день болезни), достигают своего максимума между 12 и 15 днями, а максимальные титры вируса в зеве определяются на 3-й и 4-й дни и держатся до 8-го дня у 95–100 % больных. Затем они начинают снижаться [Маренникова С.С., Щелкунов С.Н., 1998]. У переболевших оспа оставляет длительный, стойкий и стерильный иммунитет, что исключает возможность повторного использования вирусом для своего размножения того же хозяина. Эта та цена, которую вирус платит за сложность своего генома иммунной системе человека. Однако заболевший успевает инфицировать от 5 (в среднем) до 38 человек, из них не менее трети погибнет — это уже цена, которую платим мы за тоже самое (рис. 30).

Рис. 30. Внешний вид больного натуральной оспой. Оспенные папулы. Возбудитель максимально накапливается на ранней стадии инфекции, стремясь успеть сменить хозяина до развития у него иммунитета. Используемый ВНО воздушно-капельный механизм передачи позволяет одному больному инфицировать десятки людей. Но эта цепочка рано или поздно прервется либо из-за гибели инфицированных либо из-за приобретения иммунитета чувствительной популяцией. Рисунок из книги Е.П. Шуваловой (1974)

Патогенез ВИЧ определяется его стратегией, заключающейся, прежде всего, в необычайной длительности персистирования в организме человека, не сопровождаемое специфическими клиническими, проявлениями. Но длительность этого состояния, это ничто иное, как наше субъективное восприятие процесса, протекающего в иных временных измерениях. Патогенность для ВИЧ означает «захват власти» над геномом хозяина [Лем С., 1989], где он становится одним из его оперонов и наследуется в цикле деления клеток. Однако для того, что бы быть не узнанным иммунной системой человека, ВИЧ должен хорошо укрыться.

Укрытие ВИЧ осуществляется, по меньшей мере, на двух уровнях — генетическом и клеточном. Генетическая маскировка вируса заключается в том, что его ДНК-форма (провирус), встроенная в геном хозяина, не имеет антигенов и для иммуноглобулинов недоступна [Медников Б.М., 1990].

На клеточном уровне ВИЧ не распознается иммунной системой благодаря тому, что:

1) зрелый вирион ВИЧ покрыт мембраной и гликопротеидной оболочкой из организма хозяина (на собственную оболочку у него не хватает «средств», т. е. генов), а поэтому они не могут быть антигенами;

2) те немногие участки аминокислотных последовательностей гликопротеидов ВИЧ — gp120 и gp 41, которые не экранированы и могут быть антигенами, сильно вариабельны (петлеобразный участок gp120);

3) кроме Т-хэлперов ВИЧ проникает и в другие клетки — как содержащие на своей поверхности рецепторы CD4 (глиальные клетки мозга), так и способные к фагоцитозу, в первую очередь моноциты в макрофаги. Именно последние захватывают комплексы ВИЧ — антитело. Поэтому иммуноглобулины, в конечном итоге, не подавляют инфекцию, а способствуют ей [Медников Б.М., 1990].

Если для существования ВИЧ в хозяине ему достаточно интегрироваться с его геномом, то для смены хозяина он должен воспроизвести свое потомство и найти наиболее эффективный для своей стратегии паразитизма механизм передачи. Т. е. он неизбежно должен воспользоваться ресурсами своего хозяина, а, следовательно, повредить его, не обладая теми мощными арсеналами генов, которыми располагают возбудители быстрых инфекций. Клинически повреждения при СПИДе проявляется столь большим количеством патологических симптомов, что объяснить их только действием малочисленных продуктов генов ВИЧ (как это мы делали в отношений ВНО), не удается. Также трудно свести всю обнаруживаемую патологию к последствиям паразитизма многочисленных возбудители сопутствующих инфекций.

Наиболее ярким показателем патогенного воздействия вируса является прогрессивное уменьшение числа CD4+ Т-лимфоцитов крови — основная причина постепенного угнетения иммунной системы [Лысенко А.Я. и др., 1996]. ВИЧ разрушает Т-клетки непосредственно, когда размножается в них, и когда размножившиеся частицы вируса покидают клетку, разрушая клеточную мембрану. Нo ВИЧ может уничтожать CD4+ Т-лимфоциты и опосредовано. На поверхности зараженной клетки располагается вирусный белок gр120, обладающий высоким сродством к рецепторному белку поверхности CD4+ Т-лимфоцитов (CD4). Из-за этого нормальные CD4+ Т-лимфоциты присоединяются к инфицированным клетками и сливаются с ними, образуя нежизнеспособную многоклеточную структуру — синтиций. Вместе с пораженными Т-лимфоцитами гибнут все здоровые, включившиеся в синтиций. Также ВИЧ вызывает нормальный клеточный иммунный ответ. При этом цитотоксические клетки (с помощью антител или сами по себе) уничтожаютинфицированные CD4+ Т-лимфоциты, на поверхности которых имеются вирусные белки. При ВИЧ-инфекции в крови может циркулировать свободный белок gp120. Он способен связываться с молекулами CD4 нормальных клеток, в результате иммунная система принимает их за инфицированные клетки и атакует [Редфитд Р., Берке Д., 1988]. Кроме того, gp120 сходен со многими другими рецепторами человека (гормонов, регуляторов роста тканей и др.). Поэтому, антитела к нему атакуют большое количество тканей, подавляя биосинтез самых различных веществ, и, в результате, вызывают полное истощение организма больного (рис. 31).

Рис. 31. Внешний вид больного СПИДом. Вирусный gp120 сходен со многими рецепторами человека (гормонов, регуляторов роста тканей и др.). Поэтому антитела к нему атакуют большое количество тканей, подавляя биосинтез самых различных веществ, и, в конце концов, вызывают полное истощение организма больного [Кульберг А.Я., 1988], Для смены хозяина вирус использует половой путь передачи, одновременно необходимый для сохранения вида хозяина — разорвать такую эпидемическую цепочку невозможно. Рисунок книги В.И. Покровского и В.В. Покровского (1988)

Любопытно проявление феномена апоптоза при взаимодействии клетки и паразита II типа. Оно полностью противоположно тому, которое демонстрирует ВНО и другие возбудители, использующие первую стратегию паразитизма. ВИЧ не располагает собственными генами, кодирующими белки, которые бы каким-либо образом участвовали в этом процессе. Однако инфицированные им CD4+ Т-лимфоциты при контакте способны быстро уничтожать такие же, но не инфицированные соседние клетки. Причем в условиях in vitro, этот процесс наблюдается до образования синтициев. Интересно, что цитолизу при явлениях апоптоза, подвергались как активированные, так и покоящиеся CD4+ Т-лимфоциты [Nardelli В. et al., 1995].

У ВИЧ совершенно противоположное, чем у ВНО взаимодействие с цитокиновым комплексом. Он не подавляет их, синтезируя растворимые рецепторы, а наоборот, индуцирует в ЦНС человека синтез самих цитокинов (TNF, интерлейкины) инфицированными макрофагами, клетками микроглии и астроцитами, тем самым, вызывая сильное нейротоксическое действие [Levy J.A., 1989]. В норме цитокины действуют в основном в месте локализации антигена. Их действие на уровне центральных органов иммунитета является быстротечным и импульсным. При ВИЧ-инфекции они продуцируются непрерывно, постоянно оказывая токсическое действие на организм человека [Лысенко А.Я. и др., 1996].

И уж почти мистически выглядит обоснованное предположение А.Я. Лысенко (1990) о преимущественной элиминации ВИЧ тех клонов Т-клеток, которые до инфицирования вирусом длительно накапливались в большом количестве как противодействие патогенному потенциалу популяций микроорганизмов-оппортунистов. Первоочередная селективная деструкция ВИЧ именно таких клонов Т-клеток, создает необходимые благоприятные условия для проявления оппортунистами своих патогенных потенций.

Эти примеры наглядно показывают, что «захват власти над геномом хозяина» позволяет паразитическому микроорганизму изощренно и разнообразно противодействовать хозяину.

Элиминация же CD4+ Т-лимфоцитов ведет к потере контроля над проникающими в организм возбудителями грибковых, протозойных и других инфекций, а также за трансформированными вирусом злокачественными клетками. По мере исчерпания резерва CD4+ Т-лимфоцитов и снижения концентрации вируснейтрализующих антител, у всех ВИЧ-инфицированных лиц формируется манифестная, четко диагностируемая по наличию характерных оппортунистических заболеваний, стадия — собственно СПИД (рис. 32).

Рис. 32. Исход контакта с ВИЧ.

Схема течения ВИЧ-инфекции: ± — стадия, развивающаяся не у всех инфицированных; ПГЛП — прогрессирующая генерализованная лимфаденопатия [Лысенко А.Я. и др., 1996]

У кого же способ смены хозяина эффективнее — у ВНО или ВИЧ? Выше мы отметили, что используемый ВНО воздушно-капельный механизм передачи позволяет одному больному инфицировать десятки людей. Но эта цепочка либо из-за гибели инфицированных, либо из-за приобретения чувствительной популяцией иммунитета, рано или поздно прервется. Однако наиболее распространенный механизм передачи ВИЧ — половой, одновременно необходим для сохранения вида-хозяина. Поэтому, если в природе отсутствует механизм ограничения численности ВИЧ-инфицированных людей, то один больной способен инфицировать все человечество. Растянутость этого процесса во времени не имеет значения за пределами человеческих ощущений.

Эволюционная цена, уплаченная обоими паразитами демону Дарвина. Выше мы уже отметили, что осповирусы по ряду свойств аналогичны бактериям. Если рассматривать их в ряду бактерий, то, по мнению В.М. Жданова (1988), последовательность эволюционных событий будет выглядеть следующим образом: риккетсии — хламидии — вирусы оспы, т. е. налицо дегенеративная эволюция, когда большая адаптация к конкретному хозяину сопровождается упрощением строения паразита. Для большинства риккетсии внутриклеточный паразитизм обязателен, у хламидий он неизбежен, поскольку они не имеют митохондрий и потому являются энергетическими паразитами. Вирусы оспы с их сложной структурой и автономной репликацией ДНК (практически ничем не отличающейся от бактериальной), можно представить как дальнейший этап дегенеративной эволюции, сопровождающейся потерей синтезирующего белок аппарата.

Далее это упрощение происходит уже на межвидовом и межштаммовом уровне. Особенно наглядно дегенеративная эволюция наблюдается при сравнении геномов ВНО с геномами других осповирусов, имеющих более широкий круг хозяев. И здесь для исследователя, привыкшего считать, что патогенность микроорганизмов случайна, временна и обусловлена наличием каких-то дополнительных факторов патогенности, может возникнуть необходимость преодоления психологического барьера. Оказывается, совсем не обязательно, что геномы более вирулентных видов организованы более сложно и имеют больше генов, ответственных за синтез и регуляцию «факторов патогенности», чем менее патогенные виды этого семейства.

Например, у ВНО разрушена открытая рамка считывания (ОРТ) гена белка, обладающего IL-1бета-связывающей активностью. Однако вирус вакцины синтезирует этот белок, считающийся фактором патогенности. Тогда почему ВНО вирулентней для человека? С.С. Маренникова и С.Н. Щелкунов (1998) считают, что из-за блокирования у ВНО IL-1бета-связывающего белка не ингибируются системные реакции организма, в то время как снижение местных воспалительных реакций белком SPI-2, приводит к более активному размножению вируса. Неконтролируемое же развитие системных реакций ослабляет общую устойчивость организма, и патогенное действие вируса усиливается. У ВНО утратил свое значение и ген Збета-гидро-ксистероиддегидрогеназы (Збета-HSD), играющий важную роль в биосинтезе стероидных гормонов. Зачем? Стероидные гормоны так же обуславливают столь необходимые ВНО имуносупрессию и противовоспалительное действие! Оказывается, это вызвано различиями гормонального регулирования у грызунов и человека. Поэтому рассматриваемый ген утратил свое значение у такого строго антропоноза, каким является ВНО [Маренникова С.С., Щелкунов С.Н., 1998]. В отличие от вируса вакцины и вируса оспы коров, у ВНО разрушены ОРТ всех белков межклеточных каналов (всего семейства!). С.С. Маренникова и С.Н. Щелкунов (1998) обратили внимание и на то, что по сравнению с вирусом вакцины, у ВНО за счет мутационных изменений разрушено значительное число других ОРТ.

У ВНО существует механизм, ограничивающий возможность его генетической рекомбинационной изменчивости по сравнению с другими видами ортопоксвирусов, характеризующимися относительно высоким уровнем перестроек геномов. У него необычайно маленького размера инвертированные терминальные повторы (TIR) — от 518 до 1051 пн, у вируса вакцины на порядок больше: 10–12 тпн. Кроме того, у штаммов вируса вакцины они содержат различающиеся наборы генов. У ВНО TIR — это минимальный теломерный элемент, необходимый для репликации поксвирусной ДНК. С.С. Маренникова и С.Н. Щелкунов (1998) считают, что столь малый размер TIR существенно ограничивает возможность генетической рекомбинации ВНО. Такая консервативность свидетельствует о необычайно глубокой адаптации ВНО к организму человека. Разрушение же рамок считывания ряда генов, это такой же процесс, как и утрата внутренними паразитами органов чувств, упрощение до предела нервной системы и исчезновение пищеварительной у ленточных червей — они им больше не нужны, т. е. отбор перестал следить за формированием структуры, и этого оказалось достаточно, что бы она исчезла.

Определить цену, заплаченную ВИЧ демону Дарвина за столь совершенный механизм паразитизма, гораздо труднее, так как мы вообще еще плохо знаем, что такое ретровирусы в эволюционном аспекте.

Есть основания полагать, что РНК, как более просто построенная и менее устойчивая полимерная структура, предшествовала ДНК и белкам в эволюции. В любой клетке существует самостоятельный «мир РНК», который занимает центральное положение в процессах жизнедеятельности, а остальные структуры клетки оказываются как бы эволюционной надстройкой [Гладилин К.Л., Суворов А. Н., 1995]. Позже образовавшаяся обратная транскриптаза, видимо, стала одним из тех инструментов, которым демон Дарвина пользовался на ранних этапах биологической эволюции. Три уникальные ферментативные активности обратной транскриптазы (результат влияния трех генов, образовавшихся в разные геологические эпохи белков), позволили ей сыграть важную роль при переходе из царства РНК к царству ДНК:

1) ДНК-полимеразная — синтезирует одноцепочечную ДНК, комплементарную РНК;

2) рибонуклеазная — расщепляет исходную РНК;

3) интегразная — позволяет интегрироваться синтезированной на матрице РНК новой ДНК, с ДНК, уже закрепленной естественным отбором.

Своим появлением живые системы обязаны ретроэлементам, составляющим значительную часть геномов позвоночных [Leilb M.C., Seilarth W., 1996]. Следы древних процессов, в которых участвовали ретроэлементы и ретровирусы, запечатлены и в нашем геноме (табл. 7). В ДНК 19-й хромосомы человека содержится около 700 nef-подобных элементов (nef — это ген негативного регуляторного фактора ВИЧ, определяющего его способность прекращать размножение и переходить в состояние покоя), а также 16 участков, где с nef соседствует область, гомологичная env ВИЧ [Несмеянов Х.М. и Тарантул В.З., 1997]. По данным L. Roswitha и соавт. (1996), на долю последовательностей эндогенных ретровирусов HERV приходится около 1 % генома человека и они необходимы для поддержания его пластичности. Ретропозиция считается главным регулятором темпа эволюции, включая видообразование [Jurgen В., Henri Т., 1996]. Поэтому, можно предположить, что ретровирусы являются древнейшими паразитами, появившимися одновременно с геномами, имеющими интрон-экзонную структуру (древнейшие из известных — архебактерии: 3,8 млрд. лет). Что они потеряли, а что приобрели за этот период, судить трудно. Эти древние формы жизни, хотя и являются облигатными паразитами, более адаптированы к существованию на планете чем человек и, даже, позвоночные. Но для частного случая — механизма передачи, определить уплаченную ими цену, видимо, можно. Это касается различных предположений о том, что бы было, если бы ретровирусы передавались воздушно-капельным путем [Лем С., 1989].

Таблица 7

Количество копий ретроэлементов в геноме человека

Типы ретроэлементов | Ретроэлементы | Количество копий | % от генома

С-тип-связанные HERV | HERV-ERI суперсемейство | — | 0,07 %

— " — | HERV-E (4–1, ERVA, NP-2) | 35–50

— " — | HERV-E LTR | 500–600

— " — | 51-1 | 35–50 |

— " — | ERV1 | 10–15 |

— " — | HERV-R (ERV3) | 10

— " — | RRHERV–I | 20 |

— " — | S71 | 15–20 | i

— " — | S71 LTR | 50–100 | ERV-FRD | 5–7 | i

— " — | ERV9 | 30–40 | 0,2 %

— " — | ERV9 LTR | 3000–4000 |

— " — | HERV-P (HuERS-P1, HuERS-P2, HuERS-P3/HuRRS-P) | 50–90 | 0,01 %

— " — | HERV–I (RTVL–I) | 25–50 | 001 %

— " — | ERV-FTD | 5–7 |

С-тип и HTLV-связанные HERV | HERV-H (RTVL-H, RGH) | 900–1000 | 0,2 %

— " — | HERV-H-LTR | 1000 |

— " — | HRES1 | 2 | i

A-,B- и D-типо-связанные HERV | HML семейства 1–6 | 50 | 0,5 %

— " — | HERV-K (HM, HLM, HML-1 | — |

— " — | HERV-K LTR | 10,000–25,000

— " — | ERV-MLN (HML-4) | 20–25

THE-1 элементы | THE 1 | 10,000 | 1%

— " — | THE-1 LTR | 30,000 |

Невирусные ретротранспозоны | LINE-1 | 100,000 | 5%

— " — | Alu | 500000 | 5%

— " — | SINE-R | 5000 | 0:1%

i — невозможен подсчет из-за небольшого количества копий [Leib-Mosch С., Seifarth W., 1996].

Действительно, ретровирусы в лабораторных условиях легко инфицируют модельных животных через дыхательные пути. В естественных условиях этот путь передачи не только им не нужен, но и противоречит их стратегии паразитизма. Для воздушно-капельной передачи необходимо бурное накопление вируса в верхних дыхательных путях, которое бы еще сопровождалось разрушением этого эпителия. Однако для этого ретровирус должен иметь гены, дополнительные к имеющимся (например, кодирующие белки, участвующие в лизисе клетки). Но этими белками он обозначит свое присутствие иммунной системе. Интенсивное размножение и деструкция тканей уже сами по себе являются мощными раздражителями местных неспецифических и специфических иммунных реакций. Для их подавления ВИЧ так же должен иметь гены, продукты которых будут блокировать эти реакции. Т. е. для того, чтобы ВИЧ смог «научиться передаваться по воздуху», он должен стать совершенно другим вирусом и изменить стратегию паразитизма.

Какая стратегия «лучше» для паразитов? Естественно, какая хуже для человечества? По отношению к природе очень трудно использовать категории добра и зла. Эти стратегии используются паразитами миллиарды лет. Вопрос больше заключается в том, почему они их изменяют в отношении нас. Т. е. когда преимущество имеют паразиты с одной стратегией, а когда с другой? Но об этом мы поговорим в другом разделе книги.

* * *

Вирусы являются облигатными паразитами, использующими генетические ресурсы хозяина в значительно большей степени, чем бактерии и микоплазмы. Внешним проявлением вирулентности вируса являются разрушение инфицированных вирусом клеток и возникающие в результате разрушения тканей физиологические изменения в организме хозяина. Вирусы способны использовать первую и вторую стратегию паразитизма. Первая стратегия создает преимущества вирусу в высокоплотных популяциях хозяев. Вторая, наоборот, оптимальна для паразитирования в редких, разбросанных на больших территориях, популяциях хозяев. В иммунодефицитных особях вирусы могут проявлять отдельные элементы обоих стратегий, однако это не является всеобщей закономерностью в их взаимоотношениях с хозяином. Наличие же в природе вирусов, использующих для увеличения численности своих популяций и расширения ареала двух взаимоисключающих и предельно эффективных стратегий паразитизма, позволяет сделать предположение о взаимной регуляции их численности в бесконечно больших панмиксных популяциях хозяев.

 

Глава 1.7. Инфекции у иммунодефицитных людей

Иммунодефицитные состояния. Составляющие иммунодефицитных популяций. Оппортунистические инфекции при СПИДе. Эволюционные процессы в иммунодефицитных популяциях.

Что бы понять, какие возможности для размножения и расширения ареала предоставляет паразитическим микроорганизмам иммунодефицитность человеческих популяций, вернемся к условиям, при которых возможна инфекционная болезнь. Среди них выделяют три: вирулентность микроорганизма, способ его передачи и чувствительность хозяина [Morris J.G., Morris P., 1997]. Если у иммунокомпетентных организмов для возникновения инфекционной болезни требуется сочетание всех трех условий, то для иммунодефицитных организмов последнее условие становится предопределяющим для действия первых двух.

Увеличение чувствительности организма к возбудителю инфекции можно выразить через понятие «инфицирующей дозы». Эта доза резко снижается для организмов, ранее неизвестных в качестве патогенов людей. Организм сталкивается с совершенно новыми для него факторами вирулентности паразитов, паразиты же приобретают совершенно новые для себя пути переноса в организм хозяина. Какой возбудитель вызовет инфекцию в конкретном случае, зависит от этиологии и патогенеза иммунодефицита.

Иммунодефицитные состояния. Иммунодефицитность — понижение функциональной активности основных компонентов иммунной системы, ведущее к нарушению защиты организма от микробов и проявляющееся в повышенной инфекционной заболеваемости [Хаитов P.M., Пинегин Б.В., 1999].

Все иммунодефицитные состояния делятся на две большие группы: врожденный (наследственно обусловленный иммунодефицит) и приобретенный иммунодефицит [Галактионов В.Г., 1998].

Нарушения в работе иммунной системы могут быть связаны либо с одной из клеточных популяций (Т-клетками, В-клетками, макрофагами), либо с комплексными нарушениями, затрагивающими многие звенья иммунитета [Галактионов В.Г., 1998]. При дефиците гуморального иммунитета преобладают бактериальные инфекции, при дефиците клеточного — вирусные, протозойные, грибковые [Лысенко А.Я. и др., 1996].

В основе наследственно обусловленного иммунодефицитного состояния лежат дефекты генов, контролирующих работу определенных звеньев иммунной системы. В настоящее время идентифицировано более 70 врожденных дефектов иммунной системы и, вероятно, с улучшением методов молекулярной диагностики, их число будет расти. Общей чертой всех видов приобретенных иммунодефицитов является наличие рецедивирующих, хронических инфекций, поражающих различные органы и ткани, и, как правило, вызываемые микроорганизмами с низким уровнем вирулентности [Хаитов Р.М., Пинегин Б.В., 1999]. Однако различные механизмы развития первичных иммунодефицитов приводят к развитию различной инфекционной патологии. В табл. 8 перечислены наследственно обусловленные состояния и наиболее характерные для них инфекционные болезни [Галактионов В.Г., 1998]. Как следует из приведенных данных, атипичное и упорно течение инфекций, вызываемых маловирулентными микроорганизмами, также латентные и персистентные инфекции, обычно вызываемые возбудителями, использующими первую стратегию паразитизма, могут быть следствием нераспознанных иммунодефицитных состояний. Среди них не только врожденные, но и приобретенные.

Таблица 8

Иммунодефицитные состояния человека и чувствительность к возбудителям инфекционных болезней

Название иммунодефицита | Основное нарушение | Повреждение в иммунной системе | Чувствительность к патогенам

Х-сцепленная агаммаглобулинемия | дефект синтеза btk-тирозинкиназы | Отсутствие В-клеток | внеклеточные бактерии, вирусы

Общий варьирующий иммунодефицит | неизвестно, сцеплено с Х-хромосомой | Дефект гуморального ответа на полисахариды | внеклеточные бактерии

Селективный дефицит IgA | Неизвестно, сцеплено с МНС | Отсутствие синтеза IgA | возбудители респираторных инфекций, вирусы

Селективный дефицит иммуноглобулинов | делеция С-генов иммуноглобулинов | Дефект образования одного или более изотипов иммуноглобулинов | инкапсулированные внеклеточные бактерии

Синдром Wiskott-Aldrich | неизвестно, сцеплено с Х-хромосомой | Дефект гуморального ответа на полисахариды | внеклеточные бактерии

Синдром Х-сцепленной гиперпродукции IgM | дефект в CD40-лиганде | Отсутствие переключения изотипов | общая

Синдром DiGeorge | аплазия тимуса | Отсутствие Т-клеток | общая

Синдром обнаженных лимфоцитов | резко сниженная экспрессия молекул II класса МНС | Отсутствие CD4-T-клеток | вирусы

Дефицит молекул I класса МНС | мутация ТАР-гена | Отсутствие CD8-T-клеток | вирусы

Тяжелые комбинированные иммунодефициты | Х-сцеплено, дефицит гамма-цепи рецептора для ИЛ-2 (IL-2гамма) | Отсутствие Т-клеток | общая

| аутосмальные дефекты репарации ДНК | Отсутствие Т- и/или В-клеток | общая

| дефицит аденозиндезаминазы | Отсутствие Т-клеток | общая

| дефицит пуриннуклеотидфосфорилазы | Отсутствие Т-клеток | общая

Дефицит фагоцитоза | многие повреждения | Отсутствие фагоцитарной активности | внеклеточные бактерии

Дефицит комплемента | многие повреждения | Отсутствие специфических компонентов комплемента | внеклеточные бактерии

Дефект натуральных киллеров | неизвестно | Отсутствие функции натуральных киллеров | вирусы герпеса

Дефицит белков, связывающих маннозу | Неизвестно | Низкий уровень связывания маннозы белками | внеклеточные бактерии

Приобретенный иммунодефицит является результатом воздействия факторов внешней среды на клетки иммунной системы. Из наиболее изученных факторов, следует отметить облучение, действие лекарственных препаратов, недоедание, СПИД, микоплазмы. Для приобретенных иммунодефицитов так же характерна ассоциируемость не со всеми, а с отдельными возбудителями инфекционных болезней. Ниже мы рассмотрим это явление на примере СПИД-ассоциируемых инфекций. Однако сначала рассмотрим структуру иммунодефицитных популяций населения.

Составляющие иммунодефицитных популяций. Еще несколько десятилетий назад иммунодефицитность населения не играла сколько-нибудь серьезной роли в возникновении и распространении возбудителей новых инфекций. При исследовании доноров примерно у 0,3 % из них находили врожденную дефицитность по иммуноглобулину А. У таких людей отмечали повышенную чувствительность к респираторным и диарейным болезням [Buckley R., 1996]. Однако серьезной проблемой для здравоохранения их инфекционная патология не представляла. Повышенной чувствительностью к возбудителям инфекций страдали люди, ослабленные из-за недостатка питания. Но и это не было проблемой развитых стран, потому изучению особенностей инфекционной заболеваемости в таких популяциях серьезно не занимались. Ситуация стала меняться после появления новых методов лечения ранее неизлечимых соматических болезней, распространения СПИДа (рис. 33) и увеличения средней продолжительности жизни людей.

Рис. 33 Причины смерти лиц от 25 до 44 лет в США. Величина смертности на 100000 человек [Morris J.G., Morris P., 1997]

Больные СПИДом и ВИЧ-инфицированные. В 1997 г. в мире насчитывалось более чем 30 млн. ВИЧ-инфицированных и больных СПИДом людей [Kaplan J. et al., 1998]. В 1996 г. в США насчитывалось более 223 тыс. человек больных СПИДом. ВИЧ стал причиной наибольшего числа смертей среди лиц от 25 до 44 лет [Morris J.G., Morris P., 1997]. Пути проникновения возбудителей инфекций в эту группу лиц будут рассмотрены ниже.

Увеличение использования иммуносупрессивных агентов. Вызвано, с одной стороны, успехами в лечении онкологических больных, с другой, увеличением абсолютного количества таких больных и органных трансплантаций. Например, в США количество случаев выявления рака у мужчин возросло с 364 в 1972 г. до 462 на 100000 человек в 1994 г. У женщин, с 292 случаев до 347 на 100000 человек за этот же период. Увеличилась и продолжительность жизни больных. Это было достигнуто за счет использования более токсичных, чем в прошлом лекарственных препаратов, вызывающих глубокую нейтропению. Одновременно резко увеличилось количество трансплантаций сложных органов (легких, сердца, печени и др.), что, в свою очередь, привело к увеличению случаев применения иммуносупрессивных препаратов длительное время (рис. 34).

Рис. 34. Количество трансплантаций органов в США. 1 — сердце-легкие; 2 — легкие; 3 — сердце; 4 — поджелудочная железа; 5 — печень; 6 — почки [Morris J.G., Morris P., 1997]

Многие, если не большинство из этих пациентов, были подвергнуты лечению антимикробными препаратами, которые одновременно оказывают сильный эффект на бактериальную флору кишечного тракта. Это привело к изменению микробной экологии, замещению нормальной микрофлоры патогенной и к повреждениям слизистой кишечника, облегчившим проникновение в кровь иммуносупрессированных лиц патогенов, обычно попадающих в организм с продуктами питания (сальмонеллы, листерии, токсоплазмы и др.) [Morris J.G., Morris P., 1997].

Увеличения средней продолжительности жизни людей. За последние четыре десятилетия в развитых странах резко возросло количество людей старше 74 лет. Например, в США их количество возросло с 3,8 млн. человек в 1950-м г. (2,6 % от всей популяции), о 14,7 млн. человек в 1995 г. (5,6 % популяции). Как результат старения, у таких людей резко уменьшена функциональная способность лимфоидной ткани кишечного тракта, снижены количества выделяемых в желудок пепсина и соляной кислоты. Это серьезно слабило барьерную функцию желудочно-кишечного тракта на пути проникновения патогенов в организм людей данной возрастной группы (рис. 35) [Bennett R., 1993].

Рис. 35. Снижение барьерной функции желудочно-кишечного тракта в зависимости от возраста. Соотношение изолятов Salmonella, полученных из крови пациентов к общему числу изолятов [Morris J.G., Morris P., 1997]

Недоедание. Постоянное недоедание увеличивает чувствительность человеческой популяции к возбудителям инфекций по различным механизмам. Прежде всего, недоедание ослабляет целостность эпителиальных тканей и оказывает глубокое действие на клеточно-опосредованный иммунитет. Белковая недостаточность приводит к функциональным дефицитам иммуноглобулинов и дефектам фагоцитоза. Недоедание способно приводить к образованию «порочного круга», когда развившаяся болезнь способствует дальнейшему ухудшению питания [Santos J., 1994].

Оппортунистические инфекции при СПИДе. Такие инфекции определяют исход СПИДа. Те из них, которые характерно сопровождают терминальную стадию ВИЧ-инфекции, представляют собой особую, четко очерченную группу оппортунистических инфекций, называемых «СПИД-индикаторными» или «СПИД-ассоциируемыми» [Лысенко А.Я., Лавадовская М.В., 1992]. Как следует из табл. 9, хотя возбудителями СПИД-ассоциируемых инфекций и выступают условно-патогенные паразиты, не все из них могут вызвать СПИД-индикаторные болезни. Иными словами, между условно-патогенными паразитами и СПИД-ассоциируемыми инфекциями нет обязательной обусловленности [Лысенко А.Я. и др., 1996].

Таблица 9

Классификация возбудителей СПИД-индикаторных инфекций

Простейшие | Грибы | Бактерии | Вирусы

Toxoplasma gondii | Candida albicans | Salmonella sp. | Herpes simplex

Isospora belli | Cryptococcus neoformans | Mycobacterium avium complex | Cytomegalovirus hominis

Cryptosporidium spp. | Histoplasma capsulatum | Mycobacterium tuberculosis |

Pneumocystis carinii | Coccidioides immitis | |

Примечание: по данным европейских специалистов, этот перечень должен быть дополнен возбудителями висцерального лейшманиоза, бластоцитоза, акантамебиаза, стронгилоидоза и норвежской чесотки (Лысенко А.Ф., 1995).

Пути и сроки проникновения в организм возбудителей «СПИД-ассоциированных инфекций». Более половины из них проникает в организм человека еще внутриутробно или интранатально (табл. 10), однако их манифестация ограничивается клеточным иммунитетом [Лысенко А.Я. и др., 1996]. По данным этих же авторов, возбудители «СПИД-ассоциированных» инфекций используют только фекально-оральный и аспирационный пути передачи. Набор таких инфекций варьирует в зависимости от региона, поскольку в разных местностях существуют свои микробы-эндемики [Милз Д., Мазур Г., 1990].

Таблица 10

Вероятные сроки проникновения возбудителей СПИД-ассоциируемых инфекций в организм человека

Периоды

Антенатальный | Интранатальный | Постнатальный

Кандида | Кандида | Кандида

Цитомегаловирус | Цитомегаловирус | Цитомегаловирус

Вирус простого герпеса | Вирус простого герпеса | Вирус простого герпеса

Токсоплазма | — | Токсоплазма

Вирус герпеса зостер | — | Криптоспоридий

— | — | Пневмоциста

— | — | Изоспора

— | — | Античные микобактерии

— | — | Сальмонеллы

— | — | Криптококк

Установлено, что развитие определенных оппортунистических инфекций связано с количеством в крови CD4+ Т-лимфоцитов. У здоровых людей в 1 мм3 содержится около 1000 таких клеток. А у ВИЧ-инфицированных их число падает на 40–80 единиц ежегодно. Когда хелперных Т-лимфоцитов становится меньше 400–200 на 1 мм3, появляются первые инфекционные болезни — обычно не опасные, но беспокоящие больных инфекции кожных покровов и слизистых оболочек [Милз Д., Мазур Г., 1990]. Наиболее чувствительными к ослаблению иммунной защиты организма являются вирус герпеса зостер (опоясывающий лишай), кандида (молочница), вирус Эпштейна-Варра (волосатая лейкоплакия полости рта), туберкулезная палочка [Лысенко А.Я. и др., 1996]. Когда появляются такие симптомы, то это свидетельствует о наличие у человека связанного со СПИДом комплекса (стадия пре-СПИДа). То же относится к людям, которые страдают необъяснимыми лихорадками, диареей, ночными потами теряют в массе [Милз Д., Мазур Г., 1990]. На фоне прогрессирующего паралича иммунной системы (ранняя стадия СПИДа) активируются пневмоцисты, гистоплазмы, кокцидии, криптококки, токсоплазмы, вирус простого герпеса, криптоспоры. Поздняя стадия СПИДа (число Т4-лимфоцитов снижается до минимума) сопровождается активацией цитомегаловируса и атипичных микобактерий — предвестников фатального исхода [Лысенко А.Я. и др., 1996].

Особенности клинического течения. Иммунодефицитное состояние обостряет течение «СПИД-ассоциируемых» латентных инфекций. Однако своеобразие иммунодефицитного состояния при СПИДе, приводит к необычному течению таких инфекций, что особенно заметно при их сравнении у лиц с иммунологической дисфункцией (табл. 11). А.Я. Лысенко и соавт. (1996) выделяют следующие особенности течения инфекций у лиц с приобретенным иммунодефицитом:

1) инфекции имеют тенденцию протекать с опасной для жизни пациента остротой;

2) имеют тенденцию к диссеминации возбудителя с обнаружением его в эктопических органах и тканях;

3) слабую податливость специфической терапии с тенденцией к множественным рецедивам, что особенно характерно для пневмоцистоза, токсоплазмоза, криптоспоридоза, атипичных микобактериозови др;

4) слабый иммунный ответ на оппортунистического возбудителя.

Таблица 11

Характерные симптомы и признаки СПИД-ассоциируемых инфекций у людей различным иммунным статусом

Вид возбудителя | Здоровье | С иммунологической дисфункцией | С приобретенным иммунодефицитом, в том числе вызванным ВИЧ

Cryptosporidium spp. | В подавляющем большинстве случаев — бессимптомное носительство | Преходящая самокупирующая диарея | Персистирующая водянистая диарея, диссеминация (холангит: холецистит, реактивный панкреатит, пневмония)

Toxoplasma gondii | У 99 % — бессимптомное носительство, около 1 % лимфаденопатия | Лимфаденопатия, хроническая инфекция с органными поражениями, в том числе ЦНС | Менингеальные знаки, двигательные расстройства (очаговая дистония, гемибаллизм), пневмония, хориоретинит

Pneumocystis carinii | В подавляющем большинстве случаев — бессимптомное носительство | Интерстициальная пневмония | Рецидивирующая интерстициальная пневмония, кавернизация легких, диссеминация с эктопическими поражениями (кожи, костей, сетчатки, щитовидной железы, кишечника, гепатобилиарной сисемы, костного мозга)

Isospora belli | Носительство или кратковременная самокупирующаяся диарея | Хроническая диарея с признаками мальабсорбации | Хроническая рецидивирующая диарея с диссеминацией возбудителя в лимфатические узлы

Leishmania infantum | У взрослых — латентная инфекция | Лихорадка, гепато- и спленомегалия, панцитопения, иммуносупрессия | Диссеминация с эктопическими поражениями (легочные инфильтраты, плевральные выпоты, эзофагогастродуоденит, поражение гепатобилиарной системы, кожные поражения). Характерно: часто нет спленомегалии, отсутствуют специфические антитела в сыворотке

Acanthamoeba spp. | Носительство | Изъязвление роговицы, гранулематозный энцефалит | Энцефалит, некротическая пневмония, панникулиты

Blastocystis nominis | Носительство | Легкая самокупирующаяся диарея | Хроническая рецидивирующая диарея

Strongyloides stercoralis | В 50 % случаев бессимптомно, линейная крапивница, бронхообструктивный синдром, легкая диарея, эозинофилия | Гиперинвазивный и диссеминированный с присоединением бактериальной инфекции с септицемией, эозинофилия, парез кишечника | Чаще всего диссеминированный стронгулоидоз: истощение, хроническая диарея: асцит, пневмония, нефрит, менингит, хроническая линейная крапивница

Sarcoptes scabiei | Чесоточные ходы, зуд | Диссеминированная инвазия с тяжелыми кожными поражениями | Диссеминированная инвазия, может служить ко-фактором сепсиса с летальным исходом

Candida albicans | В подавляющем большинстве случаев носительство | Стоматит, эзофагит, хронический гранулематозный кандидоз кожи, диссеминированный (кандидемия, кандидоз ЦНС, гломерулонефрит, эндофтальмит, эндокардит, холецистит, гепатит) | Стоматит, эзофагит, вагинит, кандидоз кожи, пневмония, очень редко кандидоз ЦНС

Cryptococcus neoformans | Чаще всего — бессимптомно, реже — менингит, острый бронхит | Острый менингоэнцефалит, лихорадка, фунгемия, криптококкома кожи, остеомиелит, целлюлит, спондилит | Подострый менингоэнцефалит, диссеминированная инфекция (миокардит, медиастенит, плеврит, интерстициальная пневмония, тиреоидит, панкреатит, нефрит, эндофтальмит)

Histoplasma capsulatum | В большинстве случаев — бессимптомно, 1 % — острый диссеминированный | Хронический легочный или хронический прогрессирующий диссеминированный гистоплазмоз | Диссеминированный гистоплазмоз (истощение, лихорадка, гепатоспленомегалия, панцитопения, ДВС синдром, поражение кожи, менингит, хориоретинит)

Coccidioides immitis | В 50 % случаев — бессимптомно, в 0.2–10 % — абсцессы кожи, мягких тканей, л/узлов, костей, бронхопневмония | Пневмония, лихорадка, лимфаденопатия, менингит, кардиомиопатия, спондилит | Чаще всего кокцидиоидный “сепсис” — пневмония, абсцессы мозга, мягких тканей, кожи, почек, гепатит, панкреатит, поражение КМ, селезенки

Cytomegalovirus hominis | В подавляющем большинстве случаев — носительство | Пневмония, гепатит, стоматит, эзофагит: “мононуклеозоподобный” синдром, виремия, анемия, тромбоцитопения | Интерстициальная пневмония, стоматит, эзофагит, колит, проктит, менингоээнцефалит, полирадикуломиелит, адреналит хориоретинит, нефрит

Herpes simplex | Практически всегда — носительство, редко — гингивостоматит, локальные везикулярные высыпания на коже | Стоматит, эзофагит, гепатит, пневмония, распространенные везикулярные высыпания на коже, часто рецидивирующего характера | Стоматит, эзофагит, ретинит, менингоэнцефалит, пневмания, проктосигмоидит, перианатальный герпес, диссеминированное поражение кожи, гепатит, нечасто — генерализованная герпетическая инфекция

Mycobacterium avium complex | Носительство | Хронический легочный, вялотекущий процесс | Хроническая диарея, гепатоспленомегалия, лимфаденопатия, бактериемия, колит, поражение лимфоузлов (часто мезентериальных), редко — поражение легких

Mycobacterium tuberculosis | Чаще всего — носительство, реже — туберкулез бронхов, очаговый, инфильтративный процесс в легких, разрешающийся полностью после адекватной терапии | Очаговый, инфильтративный, склонность к развитию каверн, миллиарный туберкулез, довольно часто внелегочные формы (кости, ЦНС) | Неблагоприятно протекающий, ранее приобретенный туберкулез, торпидность к общепринятой терапии, отрицательная кожная проба с туберкулином, часто туберкулез легких протекает по типу диффузной интерстициальной пневмонии, нередко внелегочные формы (поражение селезенки, лимфоузлов, почек, костей, кишечника, менингоэнцефалит)

Salmonella spp. | Очень часто носительство, редко — диарея, рвота, лихорадка, обезвоживание | Пневмония, нефрит, гастроэнтероколит, септицемия, септикопиемия | Практически всегда генерализованная форма, редко — гастроэнтероколит

Причины «СПИД-ассоциируемости». Из приведенных выше данных следует, что только небольшая часть возбудителей оппортунистических инфекций способна генерализоваться на фоне иммунодефицита, индуцированного ВИЧ. Этому вопросу посвящено большое количество противоречивых публикаций, подробно проанализированных А.Я. Лысенко и соавт. (1996).

Исследователей поражает то обстоятельство, что нет никакой логики в «подборе» перечня «СПИД-ассоциируемых» инфекций. Возбудители крайне таксономически неоднородны, отсутствуют видимые признаки сходства в жизненных циклах и экологии (см. табл. 9). Между тем, данный перечень все же информативен. По нему, по крайней мере, можно судить о том, что таксономия, жизненный цикл экология этих возбудителей не являются предопределяющими в роли в развитии СПИДа, а причину «СПИД-ассоциируемости» надо искать среди каких-то эндогенных факторов инфицированного организма.

Выше мы отметили, что ВИЧ индуцирует синтез цитокинов (TNF, интерлейкины) инфицированными макрофагами, клетками микроглии и астроцитами. В последние годы появились доказательства того, что цитокины могут использоваться в качестве факторов роста для бактерий и паразитов [Denis M. et al., 1991]. Например, было показано, что IL2 и IL3 являются сильными факторами роста для Leismania major в условиях in vitro и in vivo [Mazingue et al., 1989]. Лейшмания относится к кандидатам на включение в перечень СПИД-индикаторных инфекций [Denis M. et al., 1991]. Также было показано, что сыворотки больных СПИДом, способные резко повышать чувствительность человеческих макрофагов к M. avium, содержат повышенные количества IL6 [Crowle et al., 1989]. Можно предположить, что не только концентрация Т4-лимфоцитов, но и разная специфичность взаимодействия с интерлейкинами, определяют спектр оппортунистических инфекций. Поэтому, во многом сходные с токсоплазмами по своим жизненным циклам и адаптированности к органам и тканям человеческого организма Entamoeba histolytica или Lamblia intestinalis versus, не стали возбудителями «СПИД-ассоциируемых» инфекций.

Другой, недавно открытый механизм «подбора» оппортунистических инфекций, предполагает участие различных структур самого ВИЧ. При сравнительном исследовании макрофагов бронхоальвеолярного лаважа ВИЧ-инфицированных и здоровых лиц, было выявлено, что присутствие gp120 ВИЧ усиливает размножение M. avium [Denis M., 1994]. Также было установлено присутствие в бронхоальвеолярных смывах лиц, инфицированных ВИЧ, сурфактантного белка A (SP-A) — фактора увеличивающего прикрепление М. tuberculosis к альвеолярным макрофагам. Причем повышение количества этого фактора в легких находится в обратной зависимости от количества CD4+ Т-лимфоцитов [Downing J.P. et al., 1995]. Учитывая, что микобактерии являются основной причиной гибели больных СПИДом людей, то такая «коэволюция» нам кажется не случайной и имеющей у приматов очень древнюю историю.

Эти данные позволяют предположить наличие и других эндогенных механизмов, регулирующих проникновение, рост и размножение различных паразитических организмов при СПИДе.

Эволюционные процессы в иммунодефицитных популяциях. Этот вопрос еще менее изучен, чем природа оппортунистических инфекций в таких популяциях. Однако постепенно накапливаются факты, свидетельствующие об очень опасных тенденциях в эволюции возбудителей инфекций, соприкоснувшихся со средой, где отсутствует давление со стороны иммунной системы (рис. 36).

Рис. 36. Развитие лекарственной устойчивости у М. tuberculosis в организме больного СПИДом.

Резистентность М. tuberculosis к изониазиду у иммунодефицитиых людей развивается не путем приобретения новых генов, а утратой имеющихся [Бердсли Т., 1993]. Это тот же механизм дегенеративной эволюции, что использует демон Дарвина для развития специализации к человеку у осповирусов (разрушение рамок считывания ряда генов ВНО) и у ленточных червей (упрощение до предела нервной системы и исчезновение пищеварительной). Отбор более специализированных дегенеративных вариантов осуществляется в организме больных СПИДом из большого количества мутантов неспециализированных микроорганизмов-оппортунистов, активно размножающихся в отсутствии селективного давления иммунной системы. Видимо это распространенный механизм эволюции паразитов в иммунодефицитных организмах. Согласно правилу «прогрессирующей специализации» Ш. Депре (1876), «группа, вступившая на путь специализации, в дальнейшем развитии будет идти по пути все более глубокой специализации». Для микроорганизмов это означает отбор из ранее не специализированных предков более вирулентных и контагиозных антропонозных вариантов, способных к воздушно-капельной передаче

Условия для эволюции. Такую возможность микроорганизмам-оппортунистам предоставляют высокий темп размножения и высокая плотность их популяций в иммунодефицитном хозяине. Эти же два фактора способствуют накоплению мутаций в популяциях микроорганизмов, колонизировавших эктопические органы и ткани. Так как практически все микроорганизмы, за исключением ретровирусов, гаплоидны, то новые признаки немедленно проявляются фенотипически и участвуют в естественном отборе.

Проникновение микроорганизма в новую для него экологическую нишу — организм человека и его проникновение в ранее недоступную для него среду организма, сопровождаются явлением, известным эволюционистам как популяционная волна или «волна жизни» [Яблоков А.В., Юсуфов А.Г., 1998]. Такие волны являются самостоятельными факторами эволюции микроорганизмов в иммунодефицитных хозяевах и касаются колебаний численности сразу многих их мутантных производных.

Поэтому, действие любых факторов, снижающих численность паразитов (действие лекарственных препаратов или сохранившихся звеньев иммунной системы, вытеснение другим паразитическим видом и др.), приводит к тому, что от многочисленной популяции могут остаться отдельные особи, имеющие уже измененный набор генов. Снятие такого давления, например, из-за прекращения введения лекарственного препарата после исчезновения клинических признаков болезни, дальнейшего нарастания иммунодефицита, либо прекращения колонизации органа (ткани) другим паразитом, приводит росту численности уже измененного возбудителя. Концентрация редких, ранее присутствующих в небольших количествах мутаций, может свестись к минимуму. Концентрация мутаций, способствующих закреплению адаптивного признака, резко возрасти. У факультативных микроорганизмов, вызывающих инфекционный процесс у иммунокомпетентного хозяина, обычно имеется возможность только для одной эволюционной волны, в результате которой должна произойти его передача новому хозяину, а затем либо наступит смерть хозяина, либо иммунная система очистит организм от возбудителя инфекции. Но поскольку иммунодефицитность — это не состояние, а процесс, то в иммунодефитных хозяевах такие волны будут повторяться многократно, каждый раз в различных условиях, периодически меняя генотипический состав одних и тех же возбудителей, и способствуя отбору более «удачных».

Для иммунодефицитных хозяев характерна не только борьба паразита с иммунной системой, но и борьба паразитов между собой. А поскольку пищевые ресурсы хозяина истощаются одновременно со снижением его способности противостоять паразитическим видам, то это приводит к дифференцированному размножению более адаптированных паразитов.

Важным элементом среды обитания формирующихся в иммунодефицитных популяция паразитов является градиент иммунодефицитности в эпидемических цепочках. Практически нельзя найти двух ВИЧ-инфицированных людей с одинаковой степенью иммунодефицитности. Это создает условия для последовательного пассирования вирулентных микроорганизмов через особи с большим иммунодефицитом, к ос обям с меньшим иммунодефицитом, а потом и через иммунокомпетентных хозяев.

Проявления эволюции. Кого же отбирает демон Дарвина в иммунодефицитных популяциях для распространения в иммунокомпетентных? Посмотрим отбор по фенотипам:

1) антибиотикоустойчивые штаммы возбудителей инфекций, распространенных среди иммунокомпетентных людей — сальмонеллеза, туберкулеза и др. [Morris J.G., Morris P., 1997]. Интересно, что резистентность к химиопрепаратам и антибиотикам у микроорганизмов, формируется в иммунодефицитных популяциях значительно быстрее, чем в иммунокомпетентных популяциях [Бердсли Т., 1993]. Видимо, это связано с большими возможностями по отбору вариантов и отсутствием давления на них со стороны иммунной системы;

2) устойчивые штаммы возбудителей «СПИД-ассоциируемых» инфекций, например, изолятов Candida, устойчивых к флюконазолу. Чем выраженнее иммунодефицитное состояние, тем более резистентные штаммы выделяют из этих больных [Ampel N., 1996];

3) более вирулентные штаммы возбудителей малоизвестных инфекций, не считавшихся ранее серьезной проблемой для иммунокомпетентных лиц. Например, было показано, штаммы грамположительной коккобациллы Rhodococcus eque, выделенные от больных СПИДом, почти в сто раз более вирулентны, чем штаммы этого же микроорганизма, полученные от иммунокомпетентных людей [Pakai S. et al., 1995]. Для эпидемиологов это давно известное явление — в более чувствительных популяциях отбираются более вирулентные штаммы, в иммунных популяциях — маловирулентные [Беляков В.Д. и др., 1987];

4) возбудителей инфекций, ранее не встречавшихся клиницистам. Например, широкое применение у ВИЧ-инфицированных с целью подавления инфекций, вызываемых грибковыми микроорганизмами нового препарата триазола флюконазола, привело к заметному увеличению количества больных, инфицированных более устойчивой к этому препарату Candida krusei. Раньше она считалась микроорганизмом, имеющим второстепенную клиническую значимость [Samaranayake Y., Samaranayake L., 1994];

5) возбудителей забытых инфекционных болезней при достижении иммунодефицитной популяцией определенной плотности. Например, рост случаев туберкулезной инфекции в США в начале 1990-х годов, был полной неожиданностью для здравоохранения этой страны. В США даже не оказалось производителей двух лекарств, прежде использовавшихся против туберкулеза, — стрептомицина и n-аминосалицилата натрия [Бердсли Т., 1993];

6) возбудителей инфекций, способных распространяться воздушно-капельным путем. Среди них возбудители пневмонии — P. carnii, менингита — C. neoformans, туберкулеза — М. tuberculosis;

7) не забыл он и распространенные возбудители инфекционных болезней. Эпидемиологами Лос-Анджелеса, обнаружен почти 35-кратный рост среди больных СПИДом числа лиц, инфицированных Campylobacter jejuni [Sorvillo F. et al., 1991]. В Сан-Франциско количество лиц инфицированных Listeria среди ВИЧ-инфицированных, превышало этот показатель для иммунокомпетентных людей в 280 раз [Schuchat A., 1992].

* * *

Роль иммунодефицитных популяций в проникновении в человеческое общество возбудителей новых инфекций, в последние десятилетия чрезвычайно возросла. Различные механизмы развития иммунодефицитной патологии способствуют конкуренции патогенов за новую для них среду обитания. В организме больных СПИДом и другими иммунодефицитами создаются условия для дегенеративной эволюции возбудителей инфекционных болезней. Отбор более специализированных дегенеративных вариантов осуществляется в организме больных СПИДом из большого количества мутантов неспециализированных микроорганизмов-оппортунистов, активно размножающихся в отсутствии селективного давления иммунной системы. Связь между отдельными паразитами и иммунодефицитными состояниями у приматов и людей имеет древнюю историю. Как следствия многочисленных циклов расширения и «схлопывания» Иммунодефицитных популяций среди людей, можно рассматривать циркуляцию среди них строгих и высокоспециализированных антропонозов, способных к передаче воздушно-капельным путем.

 

Эпидемии обычно возникают неожиданно. Самые страшные эпидемии начинались на фоне социального благополучия или крупных успехов в борьбе с самими же эпидемиями. Как в 1665 г. лондонцы не могли поверить, что к ним вернулась чума [Дефо Д., 1732], так и наши современники, добившиеся блестящего успеха в глобальной борьбе с вирусом натуральной оспы, не могли в начале 1980-х гг. поверить, что в «мире без оспы», их поджидает СПИД. Попробуем понять, где сохраняются возбудители инфекций, прежде чем преподнести нам очередной урок, как они попадают в чувствительные популяции и что это такое — «чувствительная популяция».

 

Глава 2.1. «Природные резервуары» паразитических микроорганизмов

Определения. Типы природных резервуаров. Общие свойства природных резервуаров. Почвенный резервуар. Водный резервуар. Техногенный резервуар. Наземный резервуар.

Исследование механизмов проникновения патогенов в человеческие популяции затруднено использованием терминологии, ставящей преждевременные заключения и дающей неверные представления о происхождении и циклах их природной трансмиссии [Wolfe N.D. et al., 1998]. Поэтому, прежде всего, рассмотрим определения нескольких связанных между собой терминов.

Определения. Природный резервуар — это совокупность биотических и абиотических объектов, являющихся средой естественной жизнедеятельности паразитического вида и обеспечивающих существование его в природе [Таршис М.Г., Черкасский Б.Л., 1997].

Природным очагом считают наименьшую часть одного или нескольких географических ландшафтов, где циркуляция возбудителя между животными способна осуществляться неопределенно долго без необходимости заноса его извне [Таршис М.Г., Черкасский Б.Л., 1997].

Второе определение по объему значительно меньше первого и относится к зоонозам. Оно в принципе не подходит для описания механизмов проникновения в человеческое общество антропонозов и сапронозов. В то же время, если человек является единственным хозяином ВИЧ, который, к тому же еще и передается, не попадая в окружающую среду, то он одновременно и «природный очаг» и «природный резервуар». Т. е. природный резервуар представляет собой первичную ячейку эпидемического (эпизоотического) процесса, создающую потенциальную опасность распространения возбудителя инфекционной болезни. А термин «природный очаг» отражает частный случай взаимодействия на конкретной территории определенных животных с природным резервуаром, в результате которого они становятся носителями микроорганизма, поддерживаемого в этом резервуаре. Как же отличить «природный очаг» от «природного резервуара»? Видимо, ответ на этот вопрос можно получить, исключая промежуточные резервуары из цепочек распространения возбудителя (трофических, эпидемических, эпизоотических), до резервуаров, без которых существование возбудителя инфекционной болезни станет невозможно. Их совокупность можно считать «природным резервуаром».

«Паразитарная система» — этот термин из концепции саморегуляции паразитарных систем [Беляков В. Д. и др., 1987] часто используют О. В. Бухарин и В. Ю. Литвин (1997), и на наш взгляд слишком расширительно. Реально существующим и действующим фактором любой биологической системы являются не отдельные живые организмы, а связи между ними — «система есть комплекс элементов, находящихся во взаимодействии» [Берталанфи Л., 1969]. Однако если для облигатных паразитов такие связи с их хозяевами почти всегда прослеживаются, то для случайных их определить можно только с определенной фантазией. Отсюда и такая сложность построения этих систем — «полузакрытые», «открытые» и т. д. Кроме того, когда такая связь образуется в какой-то экосистеме, то не всегда микроорганизм играет роль паразита во всех ее элементах. Например, возбудители мелиоидоза, сибирской язвы, столбняка и ряда других инфекций, находясь в почве, миллионы лет проявляют себя для позвоночных как обыкновенные сапрофиты. Паразитами мы их называем из-за способности после случайного проникновения в организм некоторых позвоночных, использовать их в качестве источника метаболитов и среды обитания. Учитывая то обстоятельство, что для поддержания этих микроорганизмов в природе паразитическая фаза их существования среди высших животных серьезного значения не имеет (а среди одноклеточных часто остается неизвестной), то такие «системы» с еще большим основанием можно называть сапрофитическими.

«Первичный резервуар», «вторичный резервуар», «промежуточный резервуар». Последние два термина предполагают наличие твердо установленной «совокупности биологических видов животных, являющихся естественными хозяевами данного паразита» [Жданов В.М., 1961]. Знание того, какой резервуар первичен, а какой нет, крайне важно для разработки мероприятий по разрыву эпидемической (эпизоотической) цепи от источника инфекции к реципиенту. В действительности, мы не знаем первичных резервуаров многих возбудителей опасных инфекций. Например, даже сегодня загадкой остается первичный резервуар очень опасного для людей вируса Эбола (рис. 37).

Рис. 37. Результаты поисков первичного резервуара вируса Эбола. Исследовано 24 вида растений, 19 видов позвоночных и беспозвоночных. Показано, что фруктовые и насекомоядные летучие мыши способны без развития болезни поддерживать репликацию и циркуляцию высоких титров вируса. На снимке легочной ткани иммунохимически окрашенные вирус-антигенпозитивные клетки (темные участки обозначены стрелкой; увеличение 250 раз). Однако являются ли эти мыши первичным резервуаром, осталось неясно. Поиск первичного резервуара вируса Эбола продолжается [Swanepoel R. et al., 1996].

Исследования экологии многих возбудителей, для которых первичный резервуар казался еще 10–20 лет назад вполне очевидным (возбудители чумы, псевдотуберкулеза, холеры, полиомиелита, туберкулеза, лепры и др.), показали условность этого термина. То, что считалось первичным резервуаром, оказалось только промежуточным. Первичный резервуар для эпидемиологии, это нечто вроде «квадратуры круга» для геометрии. Видимо «природный резервуар» и есть «первичный резервуар».

Типы природных резервуаров. Основываясь на исследованиях О.В. Бухарина и В.Ю. Литвина (1997) и избегая употребления термина «паразитарная система» для всех случаев взаимодействия паразитического микроорганизма с хозяином, считаем возможным выделить четыре типа природных резервуаров возбудителей инфекций.

Почвенный резервуар — возбудитель инфекционной болезни поддерживается в растениях и обитателях почв (простейшие), а так же в свободном состоянии.

Водный резервуар — патогенные микроорганизмы имеют в качестве хозяев различных представителей фито- и зоопланктона (водоросли, простейшие, низшие ракообразные), бентоса (черви, моллюски, членистоногие) и нектона (рыбы).

Техногенный — возбудитель существует в трансформированных человеком экосистемах.

Наземный резервуар — существование возбудителей инфекций связано с наземными животными, главным образом, млекопитающими и кровососущими членистоногими.

В первых трех резервуарах возбудители существуют в условиях необычайного размаха колебаний разнообразных факторов внешней среды и возможности их резкой смены при переходе из одного резервуара в другой. Отсюда общая черта этих микроорганизмов — высокая экологическая пластичность и способность сохранять свою жизнеспособность в широком диапазоне различных абиотических факторов — влажность, температура, органический состав, рН и др. [Бухарин О.В. и Литвин В.Ю., 1997].

Эти возбудители вступают в сложные отношения с другими обитателями экосистем, вмещающих их резервуары (конкуренция, симбиоз, отношение «хищник — жертва»). Отсюда их способность вырабатывать субстанции, которые мы по незнанию их настоящего предназначения в первичных резервуарах микроорганизмов называем «факторами патогенности». К ним относятся адгезины, используемые такими бактериями в любой среде обитания для колонизации поверхностей. Ферменты, например, гиалуронидаза, нейраминидаза и отдельные протеазы, используются ими в почве и воде для деполимеризации структур отмерших тканей. Капсула и другие механизмы блокирования активного фагоцитоза, позволяют таким микроорганизмам проникать и размножаться в амебах и инфузориях. Например, легионеллы, хорошо адаптированные к жизни в свободно живущих амебах, случайно попадая в легкие человека, проникают в легочные моноциты и макрофаги, принимая их за своих природных хозяев. Токсины в природных экосистемах обеспечивают защиту бактериям от хищников и антагонизм с другими микроорганизмами [Бухарин О.В., Литвин В.Ю., 1997].

Эти возбудители могут поддерживать свою вирулентность для млекопитающих без взаимодействия с ними. Например, удалось показать усиление вирулентности иерсиний, листерий, псевдомонад при пассировании их через инфузории [Бухарин О.В., Литвин В.Ю., 1997]. Возбудитель мелиоидоза, утративший вирулентность в результате пассирования на плотных питательных средах, быстро восстанавливает ее в определенных видах почв [Ларионов Г.М. и др., 1985].

Непосредственная эпидемическая опасность техногенного, почвенного и водного резервуаров невелика. Однако они могут «поставлять» возбудителей инфекций во вторичные резервуары — различные объекты непосредственно окружения человека, в том числе и медицинские стационары, где риск заболевания людей резко возрастает, создавая серьезные эпидемиологические проблемы [Бухарин О.В., Литвин В.Ю., 1997].

Облигатным паразитам наземного резервуара и паразитам из других резервуаров, имеющим циркуляцию в наземном резервуаре (как, например, возбудитель чумы) — возбудителям антропонозов и зоонозов — свойственна эстафетная передача среди людей и животных. Возбудители из техногенного, почвенного и водного резервуаров, которые не имеют циркуляции в наземном резервуаре, не способны образовывать эпидемическую цепочку. Инфицирование теплокровных хозяев происходит независимо, веерообразно из общего источника [Бухарин О.В., Литвин В.Ю., 1997].

Общие свойства природных резервуаров. Рассмотрим некоторые общие свойства этих резервуаров, определяющие их роль в поддержании эпидемически значимых микроорганизмов в среде, окружающей человека.

Природные резервуары всегда эшелонированы. Для наземных резервуаров — это множество популяций и видов хозяев возбудителя инфекции, живущих при относительно высокой плотности в различных и неоднородных местах обитания [Gage К., Ostfield В., Olson J., 1995].

Для патогенных бактерий из водных и почвенных резервуаров — это обширные связи с различными обитателями воды, почвы и наземного резервуара. Например, холерные вибрионы обнаруживаются не только у людей, но и у вислоногих ракообразных, устриц, инфузорий, рыб. Легионеллы — у дождевых червей, личинок насекомых, кузнечиков и др. Возбудитель псевдотуберкулеза у моллюсков, плоских и кольчатых червей, водных растений, а также у более чем 300 видов питающихся ими рыб, млекопитающих, птиц, рептилий [Бухарин О.В., Литвин В.Ю., 1997].

Эшелонированность резервуара может проявляться наличием в нем имеющих сходные экологические потребности близкородственных видов (например, возбудители коклюша и паракоклюша, бешенства и сходных с ним вирусов), видов-аналогов эпидемически значимого возбудителя инфекции (малярийные паразиты) или вообще не родственных видов (возбудители гепатитов В и С), использующих одинаковый механизм трансмиссии. В табл. 12 приведен пример глобальной эшелонированности природного резервуара вируса бешенства [Rupprecht С, Smith S., Fekadu M. et al., 1995].

Таблица 12

Глобальная эшелонированность природного резервуара вируса бешенства и подобных вирусов [5]

Лиссавирус | Резервуар | История

Бешенство (Rabies) | Распространен во всем мире, за исключением нескольких островов Австралии и Антарктики. Эндемичен и в тоже время эпизоотичен для самых различных видов млекопитающих, включая диких и домашних собак, пушных зверей, насекомоядных летучих мышей и летучих мышей — вампиров; более 25000 случаев среди людей в год. Почти все являются следствием бешенства среди собак | Первые описания болезни есть в греческих и римских документах. В середине 1800-х годов Пастер получил ослабленный вирус серией пассажей и высушил его для вакцинации людей и животных. Патогномические включения в нервных клетках были описаны Негри в 1903 г. Иммунофлюоресцентный тест на антиген вируса бешенства разработан в 1950-х годах

Лагосбат (Lagosbat) | Неизвестен, но, вероятно, плодовые летучие мыши. На сегодня идентифицировано 10 случаев, включая 3 у домашних животных в Нигерии, Зимбабве, Центральной Африканской Республике, Сенегале и Эфиопии. Случаи смерти среди людей, неизвестны | Изолирован в 1956 г. из мозга нигерийской плодовой летучей мыши. (Eidolon helvum), но не был охарактеризован до 1970 г.; 3 случая у домашних животных первоначально диагностировались как бешенство, но слабая реакция в тесте иммунофлюоресценции, позволила предположить наличие вируса, подобного вирусу бешенства. Впоследствии это было подтверждено типированием мАТ и анализом нуклеотидных последовательностей. Антирабическая вакцина не обладает перекрестной защитой

Мокола (Mokola) | Неизвестен, но вероятно насекомоядные или грызуны. Случаи бешенства зафиксированы в Нигерии, Южной Африке, Камеруне, ЦФР, Эфиопии; всего известно 17 случаев, включая 9 среди домашних животных и 2 среди людей | Впервые выделен от землеройки семейства Crocidura, пойманной в лесу Mokola в Нигерии в 1968 г. Охарактеризован в 1970-м году. Подобен Lagosbat-вирусу. Зафиксировано 7 случаев среди домашних животных в Зимбабве в 1981 и в 1982 г. Антирабическая вакцина не обладает перекрестной защитой

Дувенхейг (Duvenhage) | Неизвестен, вероятно насекомоядные летучие мыши. Случаи распознаны в Южной Африке, Зимбабве и Сенегале; из 4 известных случаев, в одном отмечена гибель человека. Среди домашних животных случаев болезни не выявлено | Впервые идентифицирован в 1970 г. у человека с энцефалитом, характерным для бешенства. Человек был укушен насекомоядной летучей мышью вблизи Претории (Южная Африка). Вирус назван по имени жертвы. Хотя тельца Негри выявлялись при гистологическом исследовании тканей мозга, отрицательные тесты иммунофлюоресценции привели к подозрению на инфицирование вирусом, подобным вирусу бешенства. В последующем это предположение подтверждено результатами антигенного и генетического типирования. Нет перекрестной защиты от антирабической вакцины

Лиссавирус 1 европейских летучих мышей (EBLV1) | Европейские насекомоядные летучие мыши (вероятно, Eptesicus serotinus); зафиксировано более 400 случаев у летучих мышей. Один подтвержденный случай у человека в 1985 г. и один предполагаемый в 1977 г. Среди домашних животных случаев болезни не выявлено | Хотя случаи у европейских летучих мышей были известны с 1954 г., вирус не пытались идентифицировать до 1985 г., когда впервые 100 инфицированных летучих мышей были описаны в Германии и в Дании. Почти все случаи имели место у летучих мышей, обитающих в общественных домах в Европе — E. serotinus. Перекрестная защита антирабической вакцины незначительна

Лиссавирус 2 европейских летучих мышей (EBLV2) | Европейские летучие мыши (вероятно Myotis dasycneme); 5 случаев зафиксировано у людей, включая один со смертельным исходом. Среди домашних животных случаев болезни не выявлено | Впервые идентифицирован в изоляте швейцарских летучих мышей биологом, который умер от бешенства в Финляндии. Перекрестная защита антирабической вакцины незначительна

Патогенные виды «второго эшелона» не фиксируются в эпидемических вспышках из-за относительно небольшого количества вызываемых ими случаев инфекции и сходности ее клинических проявлений с вызываемой доминирующим возбудителем. Однако после «победы» над доминирующим возбудителем они постепенно занимают его место в этой же экологической нише.

Кумуляция резервуаров. Происходит тогда, когда небольшие по численности резервуары перекрывают друг друга и в совокупности ими достигается критический для развития эпидемического процесса или вспышки болезни размер популяции хозяев и переносчиков паразитических видов. Например, орангутаны (Pongo pygmaeus), даже когда плотность их популяций составляет две особи на км2, являются хозяевами двух различных видов плазмодий. Эти же плазмодии находят в небольших популяциях людей, проживающих «по соседству», которых также недостаточно для поддержания существования этих патогенов [Wolfe N.D. et al., 1998].

Наличие хозяев, выполняющих функцию усилителя. Как правило, это промежуточные хозяева, способствующие максимальному распространению возбудителя в среде, в которой возрастает его эпидемическая значимость или способствующих инфицированию переносчиков. Например, для возбудителя псевдотуберкулеза такими хозяевами будут домашние грызуны, которые вводят его в непосредственное окружение человека, но при этом сами инфицируются, поедая в хранилищах овощи, обсемененные иерсиниями. Другой, более сложный, пример — поддержание эпидемического потенциала R. rickettsii — риккетсии, вызывающей в США пятнистую лихорадку Скалистых гор. По данным K. Gage et al. (1995) для этой риккетсии весьма эффективны трансовариальный и трансстадийный пути передачи между клещами-переносчиками; по-видимому, она не может поддерживаться в природе без ее хозяев-млекопитающих. Экспериментальные исследования показали, что инфицирование самок клещей R. rickettsii оказывает вредное воздействие на их жизнеспособность и плодовитость. Существенные потери в инфицированных линиях клещей компенсируются паразитированием самок на риккетсиемичных млекопитающих-хозяевах, с передачей вновь приобретенной инфекции своему потомству путем трансовариальной трансмиссии.

Смещение резервуара. Примером такого явления может быть смещение в США природного резервуара вируса бешенства. Если 50 лет назад его находили среди домашних собак, то с 1980-х гг., по ряду причин (вакцинация домашних собак, размножение койотов и др.), он переместился в популяции контактировавших с собаками койотов. А затем распространился на популяции скунсов, енотов и летучих мышей [Rupprecht С, Smith S., Fekadu M. et al., 1995]. Другой пример — резервуар вируса полиомиелита. Источником возбудителя инфекции считается больной полиомиелитом или вирусоноситель. Высокая эффективность плановой иммунизации против полиомиелита позволила 41-й сессии Всемирной ассамблеи здравоохранения в мае 1988 г. принять резолюцию о ликвидации полиомиелита в мире [Болотовский В.М., 1993]. Однако антитела к вирусу и сам вирус уже давно находят у завозимых в США обезьян [Douglas J. et al., 1970], а отдельные шимпанзе, возможно, являются его бессимптомными носителями [Branck M., 1987]. Длительные исследования J. Goodal (1983), выполненные на диких танзанийских шимпанзе, задокументировали возможность заноса вируса в их популяции. Осталось неясным, была ли описанная им эпидемия частью природного цикла вируса в шимпанзе, либо вирус был занесен в их популяции из человеческого резервуара [Wolfe N. et al., 1998]. В связи с этим отметим следующее обстоятельство. Если резервуар возбудителя полиомиелита действительно переместился в популяции приматов, то после победы над ним в «глобальном масштабе» и отмены вакцинации (как это сделано в отношении вируса натуральной оспы), через местные человеческие популяции, контактирующие с приматами, он неожиданно вернется в глобальном масштабе.

«Вакуум вирулентности» в резервуаре. Понятие «вакуум вирулентности» предложено В.А. Лашкевичем и соавт. (1996) в отношении ситуации, сложившейся в человеческих популяциях в результате вытеснения из них вирулентного полиовируса невирулентными вакцинными штаммами. По их мнению, изменение существовавшего веками экологического баланса между людьми и вирулентными энтеровирусами породило ситуацию, при которой этот баланс восстанавливается за счет проникновения в чувствительную популяцию другого патогена, способного использовать ее как территорию для своего обитания и размножения. Этими вирусами стали вновь возникшие особо вирулентные варианты вирусов из других неполиомиелитных групп энтеровирусов, в частности ЕСН011 и ЕСН193, ранее считавшиеся малозначимыми патогенами, т. е. «вакуум вирулентности» в природном резервуаре образуется в случае вытеснения из него вирулентного возбудителя, если между ним и его хозяином существовали экологические связи. Данное явление находится в полном соответствии со вторым началом термодинамики. Оно не может долго терпеть существующего перепада ни в чем, даже в вирулентности. Однако будет неправильным ожидать появление во всех случаях вместо вытесненного возбудителя другого, но использующего туже стратегию паразитизма. Например, если возбудитель использует первую стратегию (вирус натуральной оспы), то совсем не обязательно, что его место займет возбудитель с этой же стратегией паразитизма (вирус оспы обезьян), если продолжают действовать те же факторы, которые привели к элиминации из природного резервуара паразита «первого эшелона» (см. выше). В первой части книги мы уже обратили внимание читателя на то, что о вирулентности мы судим через фактор времени, но у паразитических микроорганизмов время имеет совсем иное измерение, чем у людей. В этом причина того, что мы не всегда можем улавливать причинно-следственные связи между отдельными эпидемическими процессами, значительно отстоящими друг от друга во времени (в нашем восприятии) и даже в пространстве.

Почвенный резервуар. Почва и растения — единый резервуар. Растения в нем служат звеном, выносящим возбудителей из почвы, где они постоянно обитают; в наземные экосистемы, где растения служат источником инфицирования наземных животных [Бухарин О.В., Литвин В.Ю., 1997]. Эти же авторы обосновывают первичную резервуарную роль растений по отношению к теплокровным животным и человеку. В табл. 13 приведены результаты исследований микробных ассоциаций почв и диких грызунов в природных экосистемах, не затронутых деятельностью человека.

Таблица 13

Распространение потенциально патогенных бактерий в природных экосистемах и агроценозах [6]

Дикие грызуны

Род бактерий | Почвы | Растения | Кишечник | Субстрат нор

Yersinia | + | + | + | +

Salmonella | + | — | + | +

Escherichia | + | — | + | +

Enterobacter | + | + | + | +

Klebsiella | + | — | + | +

Proteus | + | — | + | +

Citrobacter | + | + | + | +

Hafnia | + | + | + | +

Serratia | + | + | + | +

Pseudomonas | + | — | + | +

Acinetobacter | + | — | + | +

Они свидетельствуют о том, что практически все патогенные роды бактерий присутствуют в почвах, растениях, субстрате нор грызунов и в кишечнике грызунов. Ниже мы остановимся на эпидемической роли этого резервуара применительно к тем возбудителям инфекционных болезней человека, для которых его роль либо недавно доказана, либо остается спорной.

Чумной микроб (Yersinia pestis). Природный резервуар возбудителя чумы уже несколько десятилетий вызывает ожесточенные споры между чумологами. Их причиной послужила безрезультативность поисков возбудителя чумы среди грызунов и их блох в межэпидемические периоды, внезапность и одномоментность возникновения эпизоотий на разных очаговых территориях, независимые одиночные заражения грызунов при возрождении эпизоотии и ряд других [Дятлов А.И., 1988; Домарадский И.В., 1998]. Однако постепенно стали накапливаться сведения, позволяющие утверждать, что механизм энзоотии чумы носит сапронозный характер. По данным С.В. Никульшина и соавт. (1992), ряд амеб способны фагоцитировать чумной микроб и сохранять его в предцистах. По мнению И.В. Домарадского (1998), с эпидемиологической точки зрения этот факт особенно интересен, поскольку в инцистированном состоянии одноклеточные животные выдерживают низкие температуры, обезвоживание, жару, воздействие других абиотических факторов и могут сохраняться годами. Следовательно, внутри цист чумной микроб имеет шансы на выживание при самых неблагоприятных условиях окружающей среды и вместе с цистами может разноситься на огромные расстояния. И.В. Домарадский (1998) также считает, что сходство условий существования чумного микроба в одноклеточных организмах с таковыми в фагоцитах, объясняет то, каким образом слабовирулентные штаммы Y. pestis сохраняются в природе. О.В. Бухарин, В.Ю. Литвин (1997) описывают ряд собственных экспериментов, показывающих возможность резервуарной роли вегетативных органов растений. По их мнению, исчерпывающе полной можно признать следующую жизненную схему чумного микроба: «почва — растения (?) — грызуны — блохи — грызуны — почва». При этом устойчивое сохранение возбудителя обеспечивается, главным образом, почвой, а его циркуляция в наземной экосистеме природного очага в принципе конечна и может прерваться по разным причинам в любом звене (растения, грызуны, блохи). В отношении же человека растения и грызуны играют роль усилителя природного резервуара чумы.

Сибиреязвенный микроб (Bacillus anthracis) — типичный обитатель почв, который можно обнаружить в любом регионе планеты. Однако вопрос о том, в какой форме он в ней присутствует — вегетативной или споровой и способен ли он в ней размножаться или только сохраняться между эпизоотиями, порождает споры уже более столетия. Известна точка зрения Р. Коха (1876), что бациллы сибирской язвы в болотистых местах, на берегах рек в жаркие месяцы размножаются и образуют споры. При повышении уровня воды или при усиливающемся течении, споры вместе с илом могут разноситься водой и попадать в траву затапливаемых выпасов. В те же годы Л. Пастер и его последователи придерживались противоположной точки зрения, в соответствии с которой почва не является активной средой, и возбудитель сибирской язвы может лишь сохраняться в ней в споровой форме. В дискуссии одержала верх школа Пастера. В нашей стране сходную точку зрения на невозможность размножения в почве В. anthracis высказывал Л.И. Громашевский (1949). Он считал, что в почве паразит не может найти благоприятных условий для своего существования. Это противоречило даже уже сделанным ранее наблюдениям. Еще в 1946 г. Ф. А. Терентьев обнаружил обильное размножение B. anthracis на пастбищах в трех стационарно неблагополучных пунктах за 2–4 недели до вспышки инфекции. Но и тогда победил «сильнейший». Только в начале 1980-х гг., после многочисленных экспериментов, было признано, что в оптимальных условиях возбудитель пребывает в почве не в анабиотической споровой форме, а совершает определенный цикл: вегетативные клетки — споры — вегетативные клетки и т. д. [Ипатенко Н. Г. и др., 1996]. Способность к «сапрофитному существованию» в почве и к спорообразованию, позволила возбудителю сибирской язвы не зависеть от восприимчивых животных и, в какой-то степени, от неблагоприятных для него условий внешней среды. Установлено, что размножению и проникновению В. anthracis в верхние слои почвы, а также в организм животных, способствуют некоторые культивируемые человеком травы (житняк, картофель, хрен, редис, турнепс) и беспозвоночные [Ипатенко Н. Г. и др., 1996]. Т. е., они, так же как и могильники, в отношении человека и домашних животных играют роль усилителей природного резервуара.

Теперь вернемся к вопросу времени для паразитических организмов. Из представленных данных следует, что жизненный цикл сибиреязвенного микроба можно разделить на две стадии — паразитическую и сапрофитическую [Ипатенко Н. Г. и др., 1996]. Какая из них сколько занимает по продолжительности? Обычно первая у чувствительного животного тянется не дольше 5 суток по нашему восприятию времени. Вторая стадия — это длительное пребывание в почве, в нашем восприятии — десятки, а то и сотни лет, в действительности — не поддающиеся восприятию миллионы лет. Возбудитель в течение всего это времени, в отличие от теплокровных, не умирает, так как размножается делением вегетативных клеток. Соотношение между стадиями по времени (в нашем восприятии) не в пользу первой. Нужна ли она вообще В. anthracis? Какая системная связь может образоваться между погибшей от сибирской язвы овцой и человеком, если он не употреблял в пищу мясо этой овцы? И можно ли все это вместе назвать «системой», а тем более «паразитарной»? Видимо, нет.

Об участии простейших в поддержании природных резервуаров сибирской язвы, не известно. Однако есть косвенные признаки возможности и задействования их в этом процессе. Например, появление капсулы у вегетативной формы сибиреязвенного микроба, проникшего в организм животного или человека. Для теплокровных организмов он случайный паразит и эволюционно они не могли быть тем фактором естественного отбора, который бы закрепил такой важный адаптационный признак. Да этого и не могло произойти в принципе, так как В. anthracis представляет собой более древний организм, чем позвоночные животные. Капсула, это элемент стратегии защиты микроорганизма от переваривания при фагоцитозе простейшими. Другим косвенным признаком является странная и необъяснимая периодичность эпизоотии в отдельных регионах, когда ее не удается связать с климатическими или какими-то иными факторами. Возможно, их удастся связать с биологическими циклами простейших.

Возбудитель лепры (Mycobacterium leprae) — микобактерия, вызывающая болезнь, уже тысячи лет известную под названием проказа, имеет природный резервуар в сфагнуме мохового болота [Литвин В.Ю и др., 1995]. Больной же человек — это только усилитель природного резервуара.

Патогенные для людей эрвинии (E. carotovora), псевдомонады (Р. сераеае, P. fluorescens, P. putida, P. aeruginosa) одновременно являются фитопатогенами. Патогенные иерсинии, листерии, сальмонеллы постоянно присутствуют в почвах и растения. Последние инфицируют домашних животных и грызунов, которые становятся вторичными резервуарами этих возбудителей в окружении человека [Литвин В.Ю и др., 1995].

Водный резервуар. Вода, это та среда, в которой произошло зарождение жизни. Водный резервуар, видимо, необычайно богат неизвестными и патогенными для наземных животных микроорганизмами, имеющими уникальные механизмы адаптации в обеих средах.

Псевдотуберкулезный микроб (Yersinia pseudotuberculosis) существует в водном резервуаре в гидробионтах. Зоопланктон (дафнии, циклопы) и бентосные животные (кольчатые черви, моллюски, личинки насекомых) обеспечивают циркуляцию возбудителя псевдотуберкулеза в водной экосистеме и поддерживают его численность на более высоком уровне, чем в почве или в воде, откуда иерсинии быстро исчезают в отсутствие хозяев. Высшие водные растения способны инфицироваться иерсиниями через корневую систему и сохранять их в вегетативных органах [Бухарин О.В., Литвин В.Ю., 1997].

Патогенные микобактерии являются этиологическими агентами большого количества разнообразных болезней, называемых микобактериозами. Давно известно, что инфицирование ими возможно не только от человека (М. tuberculosis), но и от птиц (M. avium), и от крупно рогатого скота (M. bovis). Однако из какого резервуара инфицируются птицы и скот, не ясно. Частичный ответ на этот вопрос можно найти в работе P. M. Ермаковой и соавт. (1995). По их данным у личинок кровососущих комаров наблюдается трансфазовая передача атипичных микобактерий, а сами они являются хорошей средой для развития и сохранения микобактерий в природе. Поскольку личинки развиваются в водоемах, расположенных вблизи от животноводческих помещений и на пастбищах, то инфицированные личинки через воду могут попадать в организм животных и птиц. Полученные данные согласуются с сообщениями о выделении патогенных и атипичных микобактерий из проб воды, взятых из прудов, канав и луж, и используемой для поения крупно рогатого скота, а также из опилок, соломы и сена.

Холера. В России традиционно появление холеры связывают с «завозом» вибрионаэль тор из эндемичных по холере стран паломниками или туристами. Остаются «незамеченными» многочисленные, приходящиеся на вторую половину лета, сообщения об обнаружении холерного вибриона в водоемах российских регионов, которые, как правило, туристы не посещают и «паломники» из них дальше своих 6 соток не ездят. По мнению О. В. Бухарина, В. Ю. Литвина (1997), существующие научные данные позволяют рассматривать возбудитель холеры и ряд близкородственных вибрионов как природноочаговые сапронозные инфекции, первично связанные с естественными водными экосистемами. Вибрионы, обитая в воде, имеют биоценотические связи с водными организмами, в том числе и растениями. Показано, что водный гиацинт способствует размножению холерных вибрионов. Их концентрация в его стеблях и листьях была в 300 раз выше, чем в воде. А. С. Марамович и М. И. Наркевич (1993) считают водный гиацинт природным резервуаром холеры эль тор, обеспечивающим существование вибрионов в межэпидемические периоды и способствующим реализации водного пути передачи возбудителя. К аналогичным выводам пришли Islam и соавт. (1990) при исследовании другого водного растения — ряски. Они также выявили активное размножение и длительную (до 15 мес!) персистенцию некультивируемых вибрионов эль тор в культуре сине-зеленых водорослей, которые также признаются ими возможным резервуаром в межэпидемические периоды. Высокую концентрацию холерного вибриона могут поддерживать низшие ракообразные [Голубев, 1993] и зоопланктон [Islam et al., 1990]. Эти и другие данные позволили В. И. Пушкаревой и В. Ю. Литвину [Пушкарева В. И., Литвин В. Ю., 1994; Пушкарева В. И., 1994], выдвинуть гипотезу о клонально-селекционном механизме изменения бактерий в почвенных и водных сообществах, способном обеспечивать формирование эпидемически значимых вариантов возбудителей сапронозов в их природных резервуарах. Гипотеза весьма интересная, поэтому ее стоит привести подробно.

В процессе естественной циркуляции холерных вибрионов среди гидробионтов — хозяев возбудителя в водоемах, имеет место селекция токсигенных клонов и их накопление в бактериальной популяции при благоприятных условиях (активном пассировании через хозяев). Всего же у холерных вибрионов в водной экосистеме формируется, как минимум, две экологические ниши. Одна из них (непосредственно водная среда), наиболее характерна для авирулентных штаммов. Вторую нишу (сообщество водных организмов) населяет преимущественно вирулентная часть микробной популяции, устойчивая к перевариванию в организме гидробионтов — первичная функция токсигенности холерных вибрионов, возможно, как раз и состоит в защите бактериальной популяции, обитающей в водоемах, от хищничества простейших и других гидробионтов. Их объем относительно друг друга меняется. Например, при изменении численности хозяев или сдвигах в структуре водного сообщества. В разных условиях и в разные сезоны в водной популяции вибрионов могут доминировать то токсигенные, то атоксигенные клоны холерных вибрионов. Изменение уровня токсигенности всей популяции вибрионов во времени происходит за счет выхода в водную среду нарастающего числа токсигенных вибрионов из организма погибших инфузорий, где они накапливаются благодаря селективному преимуществу перед атоксигенными и слаботоксигенными вибрионами. Прогревание воды до температуры 20 °C и резкое увеличение трофности водоемов в июле — августе определяют пик численности холерных вибрионов, тесно сцепленный с пиком численности планктона. Интенсивно пассируясь среди гидробионтов, вибрионы окончательно выходят из покоящегося состояния (число бактериологически высеваемых культур максимально); численность и вирулентность водной популяции вибрионов резко возрастает, достигая эпидемически значимых показателей (рис. 38). Именно к этому периоду неизменно приурочен пик заболеваемости людей в очагах умеренных широт. Первичные и независимые случаи инфицирования холерой людей, связаны с водоемами, после чего распространение холеры может принять и вторичный (эстафетный) характер, в виде классической вспышки [Бухарин О. В., Литвин В. Ю., 1997].

Рис. 38. Сопряженность сезонных колебаний температуры воды, численности планктона и концентрации холерных вибрионов в водоемах умеренных широт.1. Температура воды оз. Огайо, США; 2. Численность (особи/литр) фито- и зоопланктона в водохранилище, Огайо; 3. Средняя частота (%проб) изоляции культур вибрионов эль тор из водоемов Поволжья, Россия, в 1970–1987 гг. [Бухарин О. В., Литвин В. Ю.,1997; по материалам разных авторов].

Техногенный резервуар. В урбоценозах возбудители инфекций занимают новые экологические ниши, часто не свойственные им в природных сообществах. О. В. Бухарин и В. Ю. Литвин (1997) выделяют несколько основных типов очагов, различающихся по условиям существования возбудителей, путям их циркуляции и закономерностям эпидемического появления инфекций.

Система водоснабжения кондиционированного воздуха, вентиляции, охлаждения вод, где существование возбудителей связано с водной средой, а инфицирование людей осуществляется водным или аэрозольным путем (легионеллез, ряд кишечных инфекций, псевдомонозы, микозы и др.).

Системы тепличных хозяйств, централизованного хранения и переработки продуктов общественного питания, где патогенные микроорганизмы могут накапливаться как в самих продуктах, так и на оборудовании или различных поверхностях, обуславливая инфицирование людей алиментарным путем (иерсиниозы, листериоз, кишечные инфекции и др.).

Системы медицинского обслуживания: стационары, родильные дома, амбулатории, в которых, помимо двух предыдущих каналов циркуляции возбудителей, создаются дополнительные условия для инфицирования людей, связанные с хирургическими и инвазивными процедурами, существованием бактерий в растворах и т. п. (стафилококковая и синегнойная инфекция, оппортунистические инфекции, гепатит В, ВИЧ и др.).

Системы замкнутого жизнеобеспечения человека: подводные лодки, бункеры ракетных установок, космические корабли и другие объекты, в которых создаются условия для длительной, самостоятельной циркуляции патогенных микроорганизмов.

Разумеется, техногенный резервуар черпает возбудителей инфекций из природных резервуаров. Однако люди, проживающие в больших городах, фактически имеют дело только с техногенными очагами инфекций, играющими роль усилителей природных резервуаров [Бухарин О.В., Литвин В.Ю., 1997].

Насколько сложна и опасна взаимосвязь между ними, можно увидеть на примере легионелл.

Легионеллы (Legionellapneumophila) и легионелло-подобные амебные патогены (Legionella-likeamebalpathogens— LLAP). Наиболее часто встречаются в природных водоемах, населенных водорослями. Эксперименты выявили сателитный рост легионелл за счет продуктов метаболизма водорослей Fischerella sp., причем динамика размножения легионелл часто коррелировала с активностью фотосинтеза растений. Описано активное размножение легионеллл в биопленках водорослей в системах охлаждения воды [Литвин В. Ю. и др., 1996].

Механизм их поддержания в природных экосистемах, видимо, в общих чертах сходен с таковым для холерных вибрионов. В одной амебе может находиться более 1000 микробных клеток. Их контакт с человеком осуществляется, как правило, благодаря водоемам с водой, используемой в системах кондиционирования воздуха рециркуляционного типа. Механизм передачи — аспираторный. Большинство вспышек связано с замкнутыми системами охлаждения воды и технологическими циклами, при функционировании которых образуется высокодисперстный аэрозоль, содержащий легионеллы [Коротяев А. И., Бабичев С. А., 1998].

Рис. 39. Легионелла-подобный патоген в цитоплазме амебы. Трансмисионная электронная микрография Sarcobium lyticum в цитоплазме амебы Acanthamoeba castellanii [Adenike A. et al., 1996]

В отличие от легионелл, легионелло-подобные агенты не культивируются на искусственных питательных средах. Единственной средой, в которой их можно культивировать, являются сами амебы. По этой причине их роль в развитии пневмоний длительное время недооценивалась. Первый легионелло-подобный амебный микроорганизм (Sarcobium lyticum), был найден в амебе Acanthamoeba castellanii в 1954 г., т. е. за 23 года до того как Дж Мак-Дейд и С. Шепард выделили из легочной ткани умерших людей L. pneumophilla (рис. 39). Однако их участие в развитии пневмоний у людей обнаружено значительно позже — в конце 1980-х гг. До сих пор эта группа микроорганизмов неклассифицирована, хотя филогенетический анализ показал формирование LLAP отдельного кластера среди других членов семейства Legionellaceae (табл. 14).

А. Adenike и соавт. (1996), считают, что их роль в развитии пневмоний, особенно у детей, большая, чем у L. pneumophilla. Легионелла-подобные агенты преподнесли своеобразный урок современному здравоохранению. Ведь даже открытие L. pneumophilla в 1977 г. было неожиданностью для специалистов. В те годы считались уже найденными и описанными все патогенные для людей бактерии. Однако оказалось, что в матрешке есть еще одна, а в ней еще и т. д. И каждую находили при каком-то методическом скачке в выделении и культивировании патогенов. До сих пор, приблизительно в 50 % случаев пневмоний у детей, выявляемых в США, не удается установить их этиологию [Garibaldi R., 1985]. Видимо LLAP составляют только верхушку айсберга некультивируемых на питательных средах бактериальных патогенов различных семейств и родов, обитающих в природных экосистемах и урбоценозах.

Таблица 14

Источники легионелло-подобных амебных патогенов

Штамм | Хозяин | Температура (С) | Источник | Год

S. lyticum | АР | 35 | Почвенный изолят | 1954

LLAP-1 | АР | 30 | Передвижная емкость для колодезной воды | 1981

LLAP-2 | АР | 35 | В смыве выпота со стены гаражной ямы | 1986

LLAP-3 | API | 35 | Слюна больного пневмонией | 1986

LLAP-4 | АР | 30 | Больничный вращающийся душ | 1986

LLAP-5 | АР | 30 | Спрей для ухода за домашними растениями | 1988

LLAP-6 | АР | 35 | Заводская башня с растворителем | 1988

LLAP-7 | АР | 35 | Минеральный источник в отеле | 1991

LLAP-8 | HV | 35 | Больничный душ | 1990

LLAP-9 | АР | 35 | Устройство для охлаждения воды | 1992

LLAP-10 | АР | 35 | Корабельная система кондиционирования воздуха | 1994

LLAP-11 | АР | 30 | Заводская башня для охлаждения воды | 1993

LLAP-12 | АР | 30 | То же | 1994

Примечание: АР — A. polyphaga; API — изолят получен после совместного культивирования с A. polyphaga; HV — H. vermiformis [Adenike A. et al., 1996].

Наземный резервуар. В наземном резервуаре возбудители отдельных инфекций, чувствительные к ним хозяева, переносчики возбудителей инфекций и носители этих инфекций, настолько тесно связаны между собой, что их можно условно объединять в системы. Основным системообразующим фактором наземных резервуаров, является облигатный характер паразитизма населяющих их микроорганизмов. Т. е. возбудитель инфекционной болезни на любой стадии популяционного цикла, должен быть связан со своими хозяевами, переносчиками или носителями, и единственной средой его обитания является чей-то организм. Если исходить из того, что количество таких организмов в данной экосистеме для конкретного микроорганизма конечно, и всегда меньше количества составляющих эту экосистему живых существ, то образующаяся между ними связь носит неслучайный, устойчивый характер, т. е. она является системообразующий.

О. В. Бухарин и В. Ю. Литвин (1997) классифицируют такие паразитарные системы на двучленные («возбудитель — носитель») и трехчленные («возбудитель — переносчик — носитель»). Первые характерны для нетрансмиссивных путей циркуляции возбудителя в наземных экосистемах (ВИЧ, гепатит В), вторые — для трансмиссивных (арбовирусы, лейшмании). Если паразит имеет двух хозяев в наземной экосистеме — теплокровного (носителя) и членистоного (переносчика), его популяция в любой момент представлена еще двумя частями — гостальной и векторной.

Трехчленная система. Гостальная и векторная популяции микроорганизма, как правило, образуют региональные эпизоотические комплексы (системы) «переносчик — носитель». Эти комплексы играют важную роль в распространении возбудителя инфекции среди собственной популяции и в его передаче хозяевам, обитающим в соседних регионах, или менее обычным и случайным хозяевам, таким как хищники или человек. Возбудитель циркулирует за счет сложных эпизоотических (усиливающих) и энзоотических (поддерживающих) циклов передачи, в которых участвуют определенные виды носителей и паразитирующие на них артроподы.

Считается, что в таких системах носителями становятся устойчивые популяции животных, находящиеся в контакте с переносчиками — они служат источниками инфицированной крови, которой питаются переносчики. Однако известно, что высоковирулентные микроорганизмы накапливаются в высоковосприимчивых организмах [Беляков В.Д. и др., 1987]. Тогда каким же образом среди них поддерживается вирулентность у возбудителя инфекции? Видимо, это связано с тем, что мелкие грызуны, как правило, очень гетерогенны по чувствительности к возбудителям инфекций, циркулирующим в природных резервуарах. А так как они обладают относительно высокой скоростью воспроизводства, то обеспечивается частое введение в популяцию неиммунных особей. Цикл отбора резистентных носителей повторяется, но одновременно поддерживается вирулентность возбудителя. Повторение таких циклов для возбудителей, использующих первую стратегию паразитизма, не бесконечно. Постепенно соотношение между резистентными и чувствительными особями, а также высоковирулентными и маловирулентными штаммами, станет не в пользу высоковирулентных штаммов.

В целом, эпизоотии происходят наиболее часто в тех местах, где имеется множество популяций и видов эпизоотических хозяев, живущих при относительно высокой плотности в различных и высоко неоднородных местах обитания. Виды хозяев, которые эффективно передают переносчикам возбудителей этих эпизоотии, рассматриваются как компетентные резервуары [Gege К. et al., 1995]. Наибольший риск для человека соприкоснуться с векторной частью такой системы возникает тогда, когда в результате эпизоотии в нее вовлекаются: 1) живущие рядом с ним синантропные грызуны и обитающие на них блохи (чума); 2) размножившиеся в местах обитания человека кровососущие насекомые (клещи, москиты, слепни), инфицированные из эпизоотического очага инфекции (желтая лихорадка, болезнь Лайма, пятнистая лихорадка Скалистых гор, моноцитарный эрлихоз, лихорадка Денге, Конго-Крымская лихорадка и др.).

Двучленная система. В такой системе человек может оказаться единственным носителем паразитического микроорганизма (такие антропонозы как ВИЧ, гепатит В, грипп, коклюш и др.) и его случайной жертвой (зооантропонозы: бешенство, лихорадка Эбола, оспа обезьян и др.).

При рассмотрении таких систем, не всегда можно определить четкую грань между наземным и другими резервуарами, между двучленными и трехчленными паразитарными системами. Человечество уже стало одним глобальным техногенным природным резервуаром ВИЧ и сывороточных гепатитов, в котором шприцевал игла, гемотрансфузии и трансплантации, заменяют переносчиков-артроподов в трехчленных системах. Кроме того, природные резервуары некоторых опасных возбудителей инфекций, неизвестны (например, лихорадки Эбола, сывороточных гепатитов и др.).

* * *

Природный резервуар возбудителя инфекционной болезни — это сложное и трудно познаваемое природное явление. Определение природного резервуара возбудителя инфекционной болезни целесообразно осуществлять путем исключения промежуточных резервуаров из цепочек распространения возбудителя (трофических, эпидемических, эпизоотических) до резервуаров, без которых существование возбудителя инфекционной болезни станет невозможно. Условно можно выделить четыре типа природных резервуаров возбудителей инфекций: почвенный, водный, техногенный и наземный. В первых трех резервуарах возбудители существуют в условиях колебаний разнообразных факторов внешней среды и возможности их резкой смены при переходе из одного резервуара в другой. Отсюда общая черта у входящих в них микроорганизмов — существование в «некультивируемом состоянии», а также высокая экологическая пластичность и способность сохранять свою жизнеспособность в широком диапазоне различных абиотических факторов (влажность, температура, органический состав, рН и др.). Клонально-селекционный механизм изменения бактерий в почвенных и водных сообществах, способен постоянно обеспечивать формирование эпидемически значимых вариантов возбудителей сапронозов (чумы, сибирской язвы, туберкулеза, псевдотуберкулеза, холеры, легионеллеза и др.). Облигатные возбудители инфекций, входящие в наземные резервуары, образуют сложные паразитарные системы, включающие чувствительных к ним хозяев, а так же носителей и переносчиков, способных неограниченно долго поддерживать их вирулентность и эпидемическую значимость. Природные резервуары устойчивы. Это достигается благодаря их эшелонированности, способности к кумуляции хозяев и переносчиков паразитических видов, наличия хозяев, выполняющих функцию усилителя, способности к смещению в другие экологические ниши.

 

Глава 2.2. Как возникают «новые» инфекционные болезни?

Экологические изменения. Изменения климата. Изменения человеческой демографии и поведения людей. Международный туризм и коммерция. Технологии и индустрии. Опасные эксперименты. Пищевые технологии. Улучшение диагностики. Микробные адаптации и изменения. Разрушение общественного здравоохранения и недостаточное развитие его инфраструктуры.

«Новыми» называются инфекционные болезни, недавно возникшие в популяциях людей либо существовавшие там ранее, но количество их случаев начало вдруг быстро расти, либо они распространились в новом для них географическом регионе (табл. 15).

Таблица 15

Примеры недавно появившихся инфекций [7]

Инфекция или агент | Факторы, необходимые для их возникновения

Вирусные

Аргентинская и боливийская геморрагические лихорадки | Изменения в сельском хозяйстве, способствующие увеличению численности грызунов

Бычья спонгиформная энцефалопатия | Изменения в питании животных

Лихорадка Денге | Занос, миграция, урбанизация

Лихорадки Эбола и Марбург | Неизвестны, в Европу и США были занесены с обезьянами

Хантавирусы | Изменения в окружающей среде, увеличивающие контакты людей с природными резервуарами возбудителя (популяции грызунов)

Гепатиты В и С | Переливание крови, трансплантация органов, половое инфицирование, инъекции, вертикальное распространение от инфицированных матерей к детям

ВИЧ | Миграция в города и туризм, сексуальные контакты, вертикальная передача от инфицированных матерей к детям, контаминация через медицинские инструменты (включая внутривенное введение лекарств), переливание крови, трансплантация органов

HTLV | Контаминированные медицинские инструменты, другое

Пандемический грипп | Возможно, сельскохозяйственное разведение уток и свиней, что облегчает пересортировку генов птичьих вирусов и вирусов млекопитающих

Лихорадка Ласса | Урбанизация, способствующая увеличению численности грызунов — природных резервуаров возбудителя; увеличение экспозиции людей (обычно в домах)

Лихорадка долины Рифт | Строительство дамб, развитие сельскохозяйственного производства, ирригация; возможно, изменения в патогенности и вирулентности вируса

Желтая лихорадка в «новых» регионах | Формирование благоприятных условий для москитов — переносчиков возбудителя заболевания

Бактериальные

Бразильская пурпурная лихорадка (Haemophilus influenzae, биотип aegyptius) | Вероятно, появился новый штамм

Холера | Недавние эпидемии в Южной Америке вызваны возбудителем, вероятно, завезенным из Азии с грузом. Его распространению способствовало уменьшение хлорирования воды. Новый штамм возбудителя (тип 0139) был разнесен из Азии путешественниками (т. е. так же как в прошлом распространялась классическая холера)

Helicobacter pylori | Вероятно, уже давно широко распространен, но не был распознан (ассоциировался с другими гастроинтестинальными болезнями)

Гемолитический уремический синдром (Escherichia coli 0157:Н7) | Массовые пищевые технологии, способствующие контаминации мяса

Legionella (легионеллезные болезни) | Охлаждающие и водопроводные системы (микроорганизм растет в биопленках, которые формируются в емкостях со стоячей водой)

Боррелиоз Лайма (Borrelia burgdorferi) | Преобразования природной среды вокруг населенных пунктов, способствующие распространению клещей (носителей заболевания) и оленей (его вторичных резервуаров)

Стрептококки группы А (инвазивные, некротизирующие) | Неизвестны

Синдром токсического шока (Staphylococcus aureus) | Ультраабсорбирующие тампоны

Паразитические

Cryptosporidium и другие, распространяемые с водой патогены | Загрязнение поверхностных вод, плохая очистка воды

Малярия (в «новых» регионах) | Путешествия и миграция

Schistosomiasis | Строительство дамб

S. Morse (1995) считает, что возникновение новой инфекционной болезни происходит в два этапа:

1) агент интродуцируется в новую популяцию хозяина;

2) закрепляется в ней и распространяется дальше в популяции нового хозяина.

Факторы, обеспечивающие один или оба этих этапа, стимулируют возникновение новой инфекции. По мнению этого же исследователя, большинство таких инфекций как, впрочем, и антибиотико-резистентных штаммов известных бактериальных патогенов, обычно возникают в одном географическом регионе, а затем распространяется в другие.

Большинство появившихся за последние годы инфекционных болезней вызваны патогенами, уже существовавшими в окружающей человека среде. Они получили преимущества перед другими паразитическими видами в результате изменения природных условий и образования нового механизма проникновения в популяции новых хозяев (только в очень редких случаях может возникнуть новый вариант микроорганизма, вызывающий новую инфекцию — см. «Микробные адаптация и изменения»).

В табл. 16 обобщены основные факторы, ответственные за появление «новых» инфекционных болезней [Morse S., 1995]. Эта классификация, как и любая другая, произвольна, но, тем не менее, она отражает те основные процессы, которые находятся в основе возникновения новых инфекций у людей.

Таблица 16

Факторы, способствующие появлению «новых» инфекционных болезней у людей [8]

 Факторы | Примеры специфических факторов | Примеры болезней

Экологические и климатические изменения | Сельское хозяйство; дамбы; изменения водных экосистем; наводнения; засуха; голод | Шистозомиаз (дамбы), лихорадка долины Рифт (дамбы, ирригация), аргентинская геморрагическая лихорадка (сельское хозяйство), хантавирусный легочный синдром (Юго-Восточная часть США, с 1993 г.; аномалии климата)

Демография и поведение людей | Социальные факторы: рост численности популяций и миграция (перемещение из сельских районов в города); войны или гражданские конфликты; упадок городов; сексуальное поведение; внутривенное введение лекарств; использование высокоплотного обслуживания (общественное питание и др.) | Проникновение ВИЧ; распространение лихорадки Денге; распространение ВИЧ и других заболеваний, инфицирование возбудителями которых осуществляется половым путем

Международный туризм и коммерция | Перемещение по всему миру товаров и людей; воздушный туризм | Малярия «аэропортов»; распространение москитов; хантавирусы, ввоз холеры в Южную Америку; распространение штамма V. cholerae 0139

Технология и индустрия | Глобализация продовольственного снабжения; изменения в приготовлении и упаковке продуктов питания; трансплантация органов и тканей; использование лекарств, вызывающих иммуносупрессию; широкое распространение антибиотиков | Гемолитический уремический синдром (контаминация E. coli мяса гамбургеров); бычья спондиформная энцефалопатия; трансфузионные гепатиты (В и С); оппортунистические инфекции у иммуносупрессированных пациентов; болезнь Creutzfeldt-Jakob у людей, вызванная введением контаминированного гормона роста

Микробная адаптация и изменения | Микробная эволюция в ответ на селективное давление окружающей среды | Антибиотико-резистентные бактерии, антигенный «дрейф» вируса гриппа

Разрушение общественного здравоохранения | Сокращение профилактических программ; неадекватные санитария и контроль за переносчиками | Возвращение туберкулеза в США; холера в лагерях беженцев; возвращение дифтерии в бывшем Советском Союзе

Возвращение возбудителей «старых» инфекционных болезней может быть результатом ошибок, допущенных в мерах по охране здоровья людей; изменениями, произошедшими в поведении людей; изменениями в обработке пищи и в привычках питания; изменениями во взаимодействии людей с окружающей средой [Lederberg J. et al., 1992].

Конечно, большинство инфекционных болезней у людей возникают из-за комбинации этих факторов. Далее мы рассмотрим каждый из них в отношении тех инфекционных болезней, в распространении которых в человеческих популяциях один из этих факторов играет ведущую роль.

Экологические изменения. Экологические взаимодействия могут быть сложными, ряд факторов часто взаимодействуют вместе или в какой-то последовательности друг за другом. Но они являются наиболее частыми из идентифицированных факторов, способствующих появлению той или иной инфекционной болезни. Особенно часто их отмечают при сопровождающихся большим количеством летальных исходах вспышках ранее нераспознанных инфекций, происходящих из наземного резервуара. Экологические факторы обычно ускоряют появление инфекционной болезни путем создания контакта людей с естественным резервуаром или хозяином инфекции. Последний до наступления эпидемии, может быть неизвестен [Morse S., 1995].

Формирование нового наземного резервуара может осуществляться деятельностью человека в течение столетия и более. Причем современники не способны представить себе отдаленные экологические последствия своих действий. Для их потомков инфекционная болезнь, проникшая в человеческое общество, становится неожиданностью, и они ее называют «новой». Ниже мы приведем пример необычно растянутой во времени «петли обратной связи» для событий, приведших к распространению болезни Лайма в США.

Возникновение болезни Лайма. В начале 1800-х гг. восточные районы США оказались фактически голыми, когда для развития сельского хозяйства были расчищены огромные пространства земли. С уничтожением лесов значительно уменьшилась популяция оленей. Однако в середине 1800-х гг. сельское хозяйство США начало быстро смещаться на запад к Грейт-Плейз (Большие равнины) и фермы были заброшены, в результате этого процесса огромные территории востока США вскоре снова покрылись лесами. В отличие от сравнительно открытого первичного леса, этот новый лесной массив представлял собой мелколесье, и в нем отсутствовало достаточное количество хищников, чтобы регулировать популяции оленей. Олени начали размножаться. Позже в этих лесных и сельских местностях начали останавливаться и жить люди. Данная тенденция продолжается и в настоящее время. Создавшееся в результате соседство людей, мышей, оленей и клещей открыло путь для распространения спирохеты, вызывающей болезнь Лайма, которая передается через укус клещей Ixodes. В настоящее время болезнь Лайма является в США наиболее распространенной болезнью, распространяемой переносчиками [Lederberg J. et al., 1992]. Так нынешнее поколение американцев отвечает перед природой за грехи своих праппрадедов.

Сельскохозяйственное развитие является одним из наиболее общих подходов к изменению людьми среды своего обитания.

Возникновение корейской геморрагической лихорадки. Вирус Хан-таан, ставший причиной почти 100 тыс. ежегодных случаев корейской геморрагической лихорадки в Китае, существует в Азии в течение тысячелетий. Вирус вызывает естественную инфекцию у полевой мыши Apodemus agrarius. Грызун процветает на рисовых полях, люди контактируют с больными грызунами и инфицируются во время сборки риса, т. е. эта болезнь — неизбежное следствие сельскохозяйственного развития, меняющего среду обитания людей [Morse S., 1995].

Возникновение аргентинской геморрагической лихорадки. Возбудитель этой болезни исторически никак не связан с вирусом Хантаан. Переориентация полей в Южной Америке на выращивание маиса, одновременно стимулировала размножение грызуна, который был естественным хозяином этого вируса. Случаи инфицирования людей нарастали пропорционально площади, занимаемой под выращивание маиса [Johnson К., 1993].

Большим сюрпризом для эпидемиологов стало обнаружение доказательств сельскохозяйственного происхождения пандемий гриппа (подробнее см. «микробная адаптация»).

Важную роль в появлении «новых» и возвращении побежденных инфекций, играют переносчики. Как это не покажется необычным, но в конце XX столетия их роль в возникновении вспышек и эпидемий забытых инфекций, по сравнению с первой половиной столетия, значительно повысилась. И, видимо, для этого есть серьезные причины (рис. 40).

Рис. 40. Возвращение комара Aedes aegypti. Географическое распределение переносчика желтой лихорадки и лихорадки Дэнге — комара Aedes aegypti в Южной Америке в 1930-х гг., 1970-м и 1998-м гг. [Gubler D., 1998]. К сожалению, это опять пример необычно растянутой во времени «петли обратной связи». Уменьшение ареала переносчика обеих лихорадок в средине столетия, было связано не только с мерами, предпринятыми для борьбы с ним, но и с глобальным похолоданием 1940–1970 гг. (см. «Изменения климата»). Однако о похолодании стало известно только в конце 1980-х гг., уменьшение же популяций переносчиков современниками субъективно воспринималось как их «победа над врагом». «Возвращающиеся» москиты, как правило, резистентны к инсектицидам.

По мнению D. Gubler (1998) они следующие: резкое повышение устойчивости артроподов к действию инсектицидов; развитие лекарственной устойчивости у паразитов, переносимых артроподами; свертывание программ по борьбе с переносчиками; демографические и социальные изменения в окружающей среде.

Среди последних S. Morse (1995) выделяет водный фактор. Распространение москитов часто стимулирует расширение площадей водоемов со стоячей водой. Имеются многочисленные описания случаев переноса инфекционных болезней носителями, цикл размножения которых осуществляется с участием водной среды. Это вода у дамб, в системах ирригации, или хранящаяся питьевая вода для больших городов. Случаи японского энцефалита у людей исчисляются в Азии почти 30 тыс. заболевших ежегодно, из которых приблизительно 7 тыс. умирают. Количество случаев болезни находится в прямой зависимости от затапливаемых площадей для выращивания риса. Вспышки лихорадки долины Рифт в некоторых регионах Африки связаны со строительством дамб и периодами сильных ливней. Вспышка лихорадки долины Рифт, произошедшая в 1987 г. в Мавритании, имела место именно в деревнях, расположенных около дамб на реке Сенегал. Аналогичный эффект от мелиорации задокументирован и в отношении других инфекций, имеющих зависящих от воды хозяев, например, таких как шистосоматоз.

В табл. 17 приведены факторы внешней среды, способствующие повышению роли переносчиков в распространении возбудителей инфекционных болезней.

Таблица 17

Изменения внешней среды, приводящие к активизации переносчиков инфекционных болезней [9]

 Урбанизация | Уничтожение лесов | Сельскохозяйственная практика

Лихорадка Денге | Лоаоз | Малярия

Малярия | Онхоциркоз | Японский энцефалит

Желтая лихорадка | Малярия | Энцефалит Сан Луи

Чикунгунья | Лейшманиоз | Восточно-Нильская лихорадка

Эпидемические полиартриты | Желтая лихорадка | Оропуш

Восточно-Нильская лихорадка | Киасанурская лесная лихорадка | Восточный лошадиный энцефалит

Энцефалит Сан Луи | Энцефалит Ла Кросс | Венесуэльский энцефалит лошадей

Болезнь Лайма | Восточный лошадиный энцефалит |

Эрлихиоз | Энцефалит Сан Луи |

Чума | Болезнь Лайма |

Изменения климата. Мировой климат, хотя и чрезвычайно изменчивый в масштабах нескольких десятилетий, в целом, за последние 100 лет, стал теплее. Неуклонное повышение температуры было нарушено кратковременным похолоданием в 1940—1970-е гг., после которого потепление возобновилось, не обнаруживая уже никакого отступления. Все разработанные климатические модели предсказывают, что в ближайшие десятилетия потепление значительно усилиться [Джоунс Ф., Уигли Т., 1990]. Кроме того, крупные города представляют собой самостоятельные «острова тепла», населенные сотнями миллионов людей. Их укрупнение неизбежно вызовет рост случаев инфекций, возбудители которых распространяются переносчиками и водой, а также изменение границ регионов, в которых эти инфекции обычно имеют место (рис. 41).

Рис. 41. Прогнозы глобального потепления. Диапазон величин глобального потепления, предсказываемый различными компьютерными моделями (выделена межпунктирными линиями), примерно соответствует тому, что дают архивные данные. Все модели говорят о том, что в ближайшие десятилетия потепление значительно усилится [Джоунс Ф.Д., Уигли Т.Л., 1990].

Перечень инфекционных болезней, на распространении которых скажется глобальное потепление, приведен в табл. 18.

Таблица 18

Инфекционные болезни, распространение которых будет увеличиваться при потеплении климата [10]

 Болезнь | Популяция риска, млн | Распространенность инфекции сегодня, млн | Географический регион | Возможность климатического воздействия

Малярия | 2100 | 270 | Тропики, субтропики | Очень возможно

Шистосомиаз | 600 | 200 | То же | То же

Африканский трипаносомоз | 50 | 25000 новых случаев за год | Тропическая Африка | Возможно

Лейшманиоз | 350 | 12 млн инфицированных + 400000 новых случаев за год | Азия, Южная Европа, Африка, Северная Америка | Неизвестно

Дранкулез | 63 | 1 | Тропики (Африка, Азия) | Невозможно

Арбовирусные инфекции, Денге | — | — | Тропики, субтропики | Очень возможно

Желтая лихорадка | — | — | Африка, Латинская Америка | Возможно

Японский энцефалит | — | — | Восточная и Юго-Восточная Азия | То же

Другие арбовирусные болезни | — | — | Тропические температурные зоны | То же

Холера | — | — | Глобальное распространение морскими течениями | Очень возможно

Разумеется, перечень далеко не полный. Ниже мы остановимся на особенностях климатического воздействия на отдельные инфекции.

Малярия. Возвращение малярии было замечено еще в 1973 г. Тогда же было обнаружено более 50 видов комаров, устойчивых к инсектицидам, используемым для борьбы с ними после 1947 г. Позже выяснилось, что во многих регионах, где малярия считалась почти уничтоженной, болезнь как бы очнулась и уровень заболеваемости превысил исходный [Gilles H., 1993]. Малярия обычно поддерживается в регионах, где зимняя температурная изотерма не опускается ниже 16 °C. Температура и влажность являются важными факторами распространения паразита и управляют продолжительностью его внешнего инкубационного периода (ВИП), т. е. развитием спорогоний. Наиболее оптимальной для ВИП малярии является температура в диапазоне от 20–27 °C. Ниже 16 °C и выше 30 °C спорогония прекращается [Шувалова Е.П., 1973]. Вспышка малярии, связанная с локальными климатическими изменениями, наблюдалась в Руанде в 1987 г. Тогда высокая температура и проливные дожди привели к экспоненциальному распространению малярии на горные популяции людей, ранее никогда с ней не сталкивавшихся [Loevinsohn M., 1994].

Лихорадка Денге. Комары-переносчики возбудителя лихорадки Денге и их личинки не могут существовать в холодной воде, поэтому болезнь распространена между 30° северной широты и 20° южной. Глобальное повышение температуры способно сместить ареал переносчиков и, соответственно, природный очаг возбудителя лихорадки Денге в более высокие широты. Кроме того, обнаружена прямая связь между температурой и количеством укусов комаров, а также скоростью их инфицирования. Например, ВИП для вируса Денге II типа составляет 12 сут. при температуре 30 °C, и только 7 сут. при температуре 32 °C [Watts D. et al., 1987]. Сокращение инкубационного периода на 5 суток увеличивает трехкратно трансмиссионную способность москита, т. е. для распространения лихорадки Денге при данной температуре даже не требуется увеличения количества переносчиков.

Хантавирусный пульмонарный синдром. Вспышка произошла в юго-восточных Соединенных Штатах в 1993 г. Вероятно, в этом регионе вирус длительно поддерживался в популяциях мышей. Необычно умеренная зима и влажная весна способствовали увеличению численности грызунов весной и летом. Тем самым были созданы условия для контакта людей с инфицированными грызунами, а затем и с вирусом. Те же причины могут быть ответственны за вспышки хантавирусной инфекции примерно в это же время в Европе [Rollin P. et al., 1993].

Арбовирусные энцефалиты. Арбовирусы разносятся комарами. Эпидемии арбовирусных энцефалитов обычно возникают южнее июньской изотермы 20 °C, но во влажные годы они могут продвигаться на север [Shope R., 1980]. На Северо-Американском континенте вспышки среди людей энцефалита Сан-Луи совпадают с периодами, когда дневная температура превышает 30 °C, как, например, это имело место в США (Калифорния) в 1984 г. Повышение температуры резко активизирует переносчиков арбовирусов (рис. 42).

Рис. 42. Влияние температуры на скорость переноса комарами арбовирусов. Скорость трансмиссии выражается через процент укусов комаров Culex tarsalis, которые привели к передаче арбовируса. WEE — восточный энцефалит лошадей; SLE — энцефалит Сан Луи [Reeves et al., 1994].

Холера. За последнее столетие средняя температура морской поверхности возросла на 0,7 °C, что привело к размножению фитопланктона и интенсивному цветению водорослей практически во всем мире. В близи крупных городов эта ситуация усугубляется большим количеством сбросов стоков, содержащих питательные вещества, стимулирующие рост водорослей [Patz J. et al., 1996]. Рассматривая в предыдущем разделе природный резервуар холерного вибриона, мы отметили то обстоятельство, что его высокую концентрацию могут поддерживать низшие ракообразные [Голубев Б. П., 1993] и зоопланктон [Islam M. et al., 1990]. Для зоопланктона водоросли являются пищей. Это способствует формированию множества прибрежных очагов холеры во всем мире и уже получены первые экспериментальные подтверждения того, что организмы, живущие в морской среде, являются естественными резервуарами холерного вибриона. Так A. Huq и соавт. (1990), используя флюоресцирующие антитела, обнаружили V.cholerae в оболочках и экзоскелетах морских организмов, которые им затем удалось перевести в культивируемое состояние при оптимальной рН, температуре и питательной среде [Epstein P. et al., 1993]. Следовательно, крупномасштабное воздействие потепления климата на океанические течения, способно привести к увеличению организмов-резервуаров V. cholerae и спровоцировать глобальную вспышку холеры (см. «Международный туризм и коммерция»).

Изменения человеческой демографии и поведение людей. Перемещения населения, вызванные войнами и катастрофами, часто являются важными факторами в возникновении инфекционных болезней. Сложившиеся во многих частях мира экономические условия, вынуждают рабочую силу перемещаться из сельских регионов в города. По оценкам ООН, в результате таких действий до 65 % населения мира к 2000 г. будут жить в городах. Урбанизация позволяет инфекции, возникшей в изолированных сельских районах (которая могла бы остаться неизвестной и иметь ограниченное распространение), проникнуть в большие человеческие популяции городов. Попав в город, возбудитель одновременно приобретает возможность распространяться не только среди его населения, но и дальше, междугородным транспортом по шоссейным дорогам и самолетами [Morse S., 1995]. В качестве примера рассмотрим причины распространения вируса Денге в городах Юго-Восточной Азии.

Лихорадка Денге. Распространению вируса Денге в азиатских городах способствует быстрое увеличение числа открытых контейнеров на улицах и превышение численности населения над возможностями городской инфраструктуры. Как элемент городской среды, заполненная дождем тара и пустые пластиковые бутылки являются благоприятной средой для размножения москитов. «Москитный бум» дополняется высокой плотностью человеческой популяции. В этой ситуации увеличивается риск передачи возбудителя от больных людей здоровым [Morse S., 1995].

Вторжение в чужие экосистемы. Проникновение возбудителей новых инфекций в человеческую цивилизацию может быть вызвано вторжением людей в тропические леса. Среди них возбудители СПИДа, геморрагических лихорадок, оспы обезьян и др. Контакты с обитателями тропических лесов ведут к обмену патогенами по самым различным путям передачи. В обмен могут включаться переносчики-артроподы, вода, охотники за дикими животными. Например, габонская вспышка лихорадки Эбола в 1996 г., была связана с употреблением в пищу шимпанзе, которых местные охотники нашли мертвыми. Имели место случаи, когда во время лабораторных исследований случайно происходила экспозиция людей такими агентами как малярийные паразиты, вирус иммунодефицита обезьян и др. [Escalante A.A. et al., 1998].

Очень большую опасность представляет и обратный процесс — инфицирование от людей диких животных, особенно приматов. Тем самым среди близкородственных видов формируются вторичные природные очаги инфекций, которые среди людей считаются уничтоженными или контролируемыми (например, малярия, полиомиелит, туберкулез, проказа; табл. 19).

Таблица 19

Пути обмена патогенами между людьми и приматами [11]

 Пути обмена | Патоген | Направление обмена

Укус животного | Герпес В, оспа обезьян | От обезьян к людям

Фекально-оральный | Полиовирус | От людей к обезьянам

То же | От шимпанзе к шимпанзе |

Охота, приготовление и поедание пищи | Вирус лихорадки Эбола | От обезьян к людям

Назальные секреты | Лепра | Между обезьянами

Воздушно-капельный | Туберкулез | От людей к обезьянам

Трансмиссивный | Малярия | Оба направления

Филярия | То же |

Водный | Дранкунлиаз | От людей к обезьянам

Шистосоматоз | От обезьян к людям |

Ксенотрансплантация | SV40 | От обезьян к людям

Биологический терроризм и диверсии. Это уже давно существующая практика человеческих отношений. Кому первому пришло в голову мысль преднамеренно инфицировать возбудителями опасных болезней людей и скот, сказать трудно, но древние книги и хроники полны упоминаний об этом. Да и Господь не пренебрегает использованием биологических агентов в своих целях. Например, в Ветхом завете можно прочитать: «И наведу на вас мстительный меч… и пошлю на вас язву, и преданы будете в руки врага» (Левит, 26, стих 25) или «Посещу живущих на земле Египетской, как Я посетил Иерусалим, мечем, голодом и моровою язвою» (Иеремия, 44, стих 13). Особенности возникновения террористических вспышек и эпидемий инфекционных болезней, мы рассмотрим в специально посвященной этой проблеме подглаве 2.3.

Другие известные примеры влияния человеческого поведения на распространение инфекционных болезней — это половая активность и внутривенное введение наркотиков.

Международный туризм и коммерция. И в еще прошлом возбудители инфекций, ранее вызывавших болезни географически изолированных популяциях людей, могли быть перенесены путешественниками, торговцами или во время военных походов. Но в XX столетии миграция людей резко ускорилась. В последние годы возможности для переноса инфекций на большие расстояния стали значительно более разнообразными и многочисленными, что отражает увеличивающиеся объёмы, скорость и возможности перемещения по всему миру. Однако появление инфицированного человека в чужой для него стране, еще не означает укоренения там его болезни. Ниже мы приведем условия, показывающие, каким образом миграция приводит к появлению новых болезней в регионах (рис. 43).

Рис. 43. Рост количества авиапассажиров в мире начиная с 1950-го года. Глобальные перевозки туристов, млн. в год [Altekruse S. et al., 1997].

Для того чтобы болезнь укоренилась в регионе посредством миграции, человек должен нести патоген, который может быть в принципе перенесен другим лицам (сразу или нет; прямо или косвенно). При этом сам возбудитель инфекционной болезни может ничем себя не проявлять (длительный инкубационный период болезни, хроническая или латентная форма инфекционного процесса). Например, вирус гепатита В, ВИЧ, возбудители туберкулеза, лепры, сальмонеллеза и др. Болезнь может приобрести особенно серьезный характер, если патоген проникает в популяцию, которой он ранее не был знаком. Завезенная в Новый Свет испанцами оспа вызвала гибель двух третей индейского населения. Необычайная по силе эпидемия «испанки» 1918 г., завезенная в США из Франции, дала исключительно высокую смертность только среди молодых людей и почти не затронула пожилое население, уже прошедшее «селективный отбор» прошлыми пандемиями гриппа, иначе и без того катастрофические последствия «испанки» были бы намного ужасней.

Критическими условиями распространения патогена в новой популяции являются продолжительность его существования в потенциально инфективной форме, а также способ и возможность его трансмиссии. Например, ВИЧ, гепатит В и малярия могут длительно передаваться с кровью. Но для первых двух инфекций это станет возможным, если здоровый человек использует иглу больного для внутривенного введения наркотика, передача же малярии станет возможной при наличии переносчика.

Кроме инфицированных людей, опасность завоза новых инфекций исходит от транспортных средств, импортируемых продуктов питания, препаратов на основе крови (см. «технологии и индустрия»), животных и растений. Животные могут переносить потенциальные человеческие патогены (возбудители чумы, оспы обезьян, лихорадки Марбург, лихорадки Эбола, туберкулеза, сибирской язвы, сапа и др.) и их переносчиков (клещи, блохи). Животные и артроподы могут путешествовать с людьми «зайцами» (грызуны, комары, клещи) и попав в новый регион, укореняться там вместе с принесенными ими патогенными микроорганизмами, либо включаться в поддержание циркуляции возбудителей инфекций уже имеющихся в регионе. В начале XVI столетия и в XVII столетии, суда, перевозившие рабов из Западной Африки в Новый Свет, перенесли на «новые земли» желтую лихорадку и ее переносчика — москита Aedes aegypti [Morse S., 1995].

Ниже мы приведем несколько примеров, иллюстрирующих многообразие существующих сегодня возможностей глобальной переброски возбудителей опасных инфекций.

Распространение инфекций кораблями. Перенос возбудителей инфекций и инфицированных ими организмов осуществляется поверхностями кораблей, балластной водой и с грузами. Например, 367 различных видов организмов было обнаружено в балластной воде судна, курсирующего между Японией и Орегоном (США) В отдельных регионах завоз чуждых организмов вызывает очень тяжелые последствия. Ввезенные в Черное и Азовское моря днищами судов медузоподробные организмы, называемые стенофорами, вызвали кризис местной рыбной отрасли [Travis J., 1993].

Предполагается, что завоз холерного вибриона в Южную Америку также был осуществлен судами. Исследователи обнаружили холерные вибрионы в пробах, взятых из балластной воды, днища и сточных вод 3 из 14 грузовых судов, стоявших в доках порта Мехико. Эти суда направлялись в Бразилию, Колумбию и Чили. V. cholerae 01, серотипа Inaba, биотипа El Tor, не отличающийся от латиноамериканского эпидемического штамма, был обнаружен в закрытых устрицах из Мобил Бея (Алабама, США) [De Paola A. et al., 19921.

Aedes albopictus (азиатский тигриный москит) был ввезен в США, Бразилию и некоторые регионы Африки в автомобильных покрышках из Азии [Craven R. et al., 1988]. В Азии он участвует в переносе возбудителя лихорадки Денге. Проникнув на территорию США в 1982 г., москит закрепился, по крайней мере, в 21 штате и активно включился в перенос местных вирусов, в том числе вируса, вызывающего восточный энцефалит лошадей [Morse S., 1995]. Москит агрессивен и способен выживать как в лесных, так и в городских ландшафтах. В лабораторных экспериментах было показано, что Aedes albopictus способен переносить вирус лихорадки Ла Кросс, вирус желтой лихорадки и ряд других опасных вирусов [Мооге С. et al., 1988].

Африканский малярийный комар был завезен в Бразилию приблизительно в 1929 г. Хотя малярийный паразит уже был в Бразилии, новый переносчик существенно расширил границы малярийных очагов и увеличил число случаев болезни. Так как он не смог приобрести необходимую в Южной Америке темно зеленую окраску, то постепенно был элиминирован. Однако, по различным оценкам, от перенесенной им малярии погибло до 20 тыс. человек [Wilson M., 1995].

Распространение инфекций самолетами. Артроподы способны перенести самые тяжелые условия воздушного путешествия. Опытным путем было установлено, что они прекрасно выживают при длительном полете при температуре — 42 °C в колесах Боинга 747В. В 12 из 67 самолетов, прилетевших в Лондон из тропических стран, были обнаружены москиты [Russell R., 1987]. По этой причине, из переносимых москитами инфекционных болезней, в неэндемических районах наиболее часто встречается «малярия аэропортов» [Morse S., 1995].

Распространение инфекций наземным транспортом. Переносчик африканского трипаносомоза Glossina palpalis, неспособен проделать путь, превышающий 21 км, однако, благодаря наземному транспорту он распространяется на значительно большие расстояния [Wilson M., 1995].

Распространение инфекций экзотическими животными. Семь человек в г. Марбург (Германия) погибли от геморрагической лихорадки, вызванной инфицированием от угандийских обезьян вирусом, в последствии, получившем название этого города. Отмечены внутри лабораторные заражения людей герпесвирусом В от обезьян и геморрагической лихорадкой с почечным синдромом от грызунов [Wilson M., 1995].

Технологии и индустрия. Быстродействие характеризует не только туризм, но и другие индустрии современного мира. Технологии, применяемые для производства продуктов питания и других продуктов биологического происхождения, как правило, эффективны и недороги, но их использование одновременно увеличивает риск случайной контаминации и приводит к многократному усилению последствий такой случайности. Медицинские назначения — также передняя линия экспозиции людей к возбудителям новых инфекционных болезней. Проблема усугубляется глобализацией, позволяющей микроорганизму распространяться на очень большие расстояния [Morse S., 1995].

Увеличению числа новых инфекционных болезней способствует и улучшение технологий их диагностики. Оказывается, что с возбудителями многих из них мы давно уже знакомы. Проблемой являются условия, при которых их эпидемическая значимость повышается. Ниже мы рассмотрим механизмы появления и распространения новых инфекций препаратами крови, в стационарах и продуктами питания.

Препараты крови. Препараты крови обычно подвергаются контролю, считается, что они не опасны. Однако насколько эффективен этот контроль? И что же, все-таки, контролируется в крови доноров? Поищем ответ на эти вопросы на примере возбудителей инфекций, использующих вторую стратегию паразитизма.

В настоящее время основным способом выявления ВИЧ-инфекции является обнаружение в периферической крови иммуноглобулинов против антигенов вируса (в основном протеинов и гликопротеидов gp 120, gp41, p24). Но так можно диагностировать ВИЧ и другие ретровирусы (например, возбудителей лейкоза HTLV 1, 2) лишь после сероконверсии. Если исследуемый донор инфицирован высокоэкспрессивным штаммом, антитела возникают относительно быстро — до 3 мес. Но «молчащая инфекция» таким способом не выявляется (Медников Б.М., 1993). Насколько эта проблема серьезна, говорят данные сравнительного исследования иммунологическими методами и ПЦР детей, родившихся от ВИЧ-инфицированных матерей.

Как следует из результатов N. Shaffer и соавт. (1992), после рождения ребенка антитела в его крови появляются через месяц у 60 % испытуемых (рис. 44). Далее, на втором месяце, число серопозитивных младенцев становится ниже 40 %. Это соответствует первой стадии иммунного ответа, когда иммуноглобулины, связываясь с вирусом, «захватываются» макрофагами и продолжают инфицировать организм. В результате после 6 месяцев жизни ребенка сероконверсия достигает только 70 %.

Рис. 44. Несоответствие результатов иммунной реакции данным ПЦР-анализа при обнаружении людей, инфицированных ВИЧ. Диагностика ВИЧ-инфекции у детей, родившихся от ВИЧ-инфицированных матерей. I — положительный ответ в иммунной реакции, II — в цепной полимеразной реакции [Shaffer N. et al., 1992]. Следовательно, применяемые в повседневной практике иммунологические методы обнаружения ВИЧ не выявляют до трети ВИЧ-инфицированных!

Положительный ответ в ПЦР с момента рождения ребенка неуклонно возрастает, доходя до 100 % к 6 мес. Из этого следует не только факт передачи ВИЧ от матери к плоду через плаценту. Это означает и то, что, по меньшей мере, каждый третий (!) инфицированный ВИЧ не выявляется стандартными иммунологическими методами, а значит, согласно ныне принятой медицинской диагностике может вести без всяких предосторожностей половую жизнь и быть донором [Медников Б.М., 1993]. Заметим, что до сегодняшнего дня нет удовлетворительных иммунологических тестов и на ВИЧ-1 группы О [Chemberland et al., 1998]. Этих нерешенных проблем вполне достаточно, чтобы эпидемия СПИДа поддерживалась и усугублялась гемотрансфузиями.

Та же ситуация с выбраковкой крови лиц, инфицированных возбудителями сывороточных гепатитов. Основная часть хронического носительства, по мнению А.Ф. Блюгера (1989), формируется в результате эмбрионального «привыкания» к антигенам возбудителя, если беременная женщина является носителем вируса. Лимфоциты плода вступают в контакт с антигеном вируса как с материнским антигеном. Поэтому в течение всей жизни человека он уже не воспринимается ими как чужеродный, и антитела на него не вырабатываются. Антитела к возбудителю сывороточного гепатита могут отсутствовать и при различных сопутствующих иммунодефицитных состояниях, не явных для клиницистов. Например, у больных с лейкозами [Константинова Т.С. и др., 1996], алкогольным и аутоиммунным гепатитами [Ryo F. et al., 1996]. Видимо та же ситуация имеет место при других приобретенных и врожденных иммунодефицитных состояниях.

Выбраковка серопозитивной крови при инфицировании популяции потенциальных доноров, создает условия для селекции из неоднородной популяции мутантов штаммов возбудителей, вызывающих эти же инфекции, но без сероконверсии. F. Ryo и соавт. (1996), показали, что большинство (86 %) серологически «глухих» «ни В, ни С» гепатитов, вызываются штаммами вируса гепатита В с делецией 8 нуклеотидов в дистальной части области X генома. Эти мутации формируют трансляционный стоп-кодон, который укорачивает белок X на 20 аминокислот с С-терминального конца. У всех HBV-ДНК также имелась предкоровая мутация у 83-го нуклеотида, что приводило к повреждению синтеза HBeAg и антитела к нему не находили стандартными методами. Следовательно, после изъятия крови сероконвертантов, преимущества в эпидемической цепи получают несероконвертирующие штаммы вируса гепатита В. И мы снова попадаем в растянутую во времени петлю обратной связи.

Возбудители инфекций, использующие стратегию паразитизма II типа, существуют вне наших представлений о времени, поэтому никого не должны обманывать низкие величины обнаружения инфицированных тем или иным паразитом порций донорской крови. У этих паразитов имеется, как правило, возможность использовать другие пути для смены хозяина, например, половой. Эпидемические цепочки паразитов, внесенных в какую-то человеческую популяцию посредством даже единичных гемотрансфузий, будут поддерживаться неограниченно долго, приводя к инфицированию все большего количества людей. Прежде всего, это относится к ВИЧ, вирусам герпеса, цитомегаловирусам, человеческим Т-клеточным лимфотропным вирусам, вирусам сывороточных гепатитов и микоплазмам. Однако, куда более опасная ситуация может возникнуть в отношении паразитов с третьей стратегией паразитизма. Если в отношении возбудителей, использующих вторую стратегию, мы хотя бы думаем, что знаем ситуацию, то в отношении паразитов с третьей стратегией, мы вообще об этой ситуации не задумываемся.

Новые инфекции в стационарах. Сегодня мы можем утверждать, что наблюдаем бесконечный парад внутрибольничных инфекций, когда после прохождения одной колонны внутрибольничных патогенов, шествует другая, еще более опасная. Если в XIX столетии, во времена «до Земмельвейса» (тогда хирурги мыли руки после операции, а не перед ней), основной нозокоминальной инфекцией был стрептококк А, то к средине XX столетия его из стационаров вытеснил относительно устойчивый к средствам антисептики S. aureus фаготипа 94/96. Под воздействием антибиотиков первого поколения стафилококк «уступил» в 1970-х гг. свое место Pseudomonas aeruginosa и Enterobacteriaceae. В течение 1980-х гг. и в начале 1990-х гг. новые поколения антибиотиков (цефалоспорины, ванкомицин) обеспечили в стационарах некоторую передышку. Однако появившиеся в эти же годы метициллинрезистентные S. aureus (MRSA) и ванкомицинрезистентные энтерококки (VRE), свидетельствовали о предстоящем изменении ситуации. В средине 1990-х гг. в стационарах прочно обосновались три группы грамположительных патогенов — S. aureus (преимущественно MRSA), коагулазоотрицательные стафилококки и энтерококки, вместе вызывающие до 34 % всех внутрибольничных инфекций; и четыре группы грамотрицательных патогенов — E. coli, P. aeruginosa, Enterobacter и Klebsiella pneumoniae, вызывающие до 32 % внутрибольничных инфекций [Weinstein R., 1998]. Как правило, все они представлены антибиотико-резистедатными штаммами.

Развитию ситуации во многом поспособствовал новый способ передачи возбудителей инфекционных болезней в стационарах, названный Е.П. Ковалевой (1995) артифициальным (от лат. artificial — искусственный), обеспечиваемый различными видами медицинского вмешательства (табл. 20).

Таблица 20

Артифициальный механизм передачи и связанные с ним инфекции [12]

Процедуры | Передаваемые инфекции

Забор крови | ВИЧ-инфекция, гепатиты В, С, Д, инфекции, вызываемые грамотрицательными бактериями, стафилококками

Зондирование желудка, двенадцатиперстной кишки, тонкого кишечника | Геликобактериоз, ВИЧ-инфекция, гепатиты В, С, Д (при травмировании слизистой)

Эндоскопии

Бронхо- | Псевдомонозы, клебсиеллезы, стафилококковая инфекция, пневмоцистоз, гепатиты В, С, Д; Геликобактериоз; Инфекции, вызванные грамотрицательными бактериями; Кишечные бактериальные и вирусные инфекции

Трахео- | — " —

Гастро- | — " —

Цисто- | — " —

Ректо- | — " —

Пункции

Люмбальные | ВИЧ-инфекция; гепатиты В,С,Д; цитомегалия; инфекции, вызываемые грамотрицательными бактериями; стафилококковая и стрептококковая инфекции

Лимфоузлов | — " —

Органов | — " —

Получение биоптатов

Тканей | ВИЧ-инфекция; гепатиты В,С,Д; цитомегалия; инфекции, вызываемые грамотрицательными бактериями; стафилококковая и стрептококковая инфекции; анаэробные инфекции, кандидоз

Органов | — " —

Мануальное обследование

Вагинальное | Трихомониаз, грибковые болезни, ВИЧ-инфекция, гепати ты В, С, Д, цитомегалия

Ректальное | — " —

Трансфузии

Крови | Гепатиты В, С, Д; ВИЧ-инфекция; цитомегалия; сифилис; листериоз; токсоплазмоз; герпетическая инфекция; малярия

Плазмы | — " —

Инъекции

Подкожные | Гепатиты В, С, Д; ВИЧ-инфекция; цитомегалия; стафилококковая и стрептококковая инфекции; инфекции, вызываемые грамотрицательными бактериями

Внутрикожные | — " —

Внутримышечные | — " —

Внутривенные | — " —

Внутрикостные | — " —

Трансплантации

Тканей | Гепатиты В, С, Д; ВИЧ-инфекция; цитомегалия; стафилококковая и стрептококковая инфекции; инфекции, вызываемые грамотрицательными бактериями; Стафилококковая инфекция, инфекции, вызываемые грамотрицательными бактериями, кандидоз, токсоплазмоз

Органов | — " —

Костного мозга | — " —

Операции | Стафилококковая инфекция, инфекции, вызываемые грамотрицательными бактериями, анаэробные инфекции, кандидоз, гепатиты В, С, Д, ВИЧ-инфекция

Катетеризация

Сосудов | Инфекции, вызываемые грамотрицательными бактериями, гепатиты В, С, Д, ВИЧ-инфекция, сифилис

Мочевыводящих путей | — " —

Интубация | Псевдомоноз, стафилококковая и стрептококковая инфекции

Гемодиализ | Стафилококковая инфекция, инфекции, вызываемые грамотрицательными бактериями, анаэробные инфекции, гепатиты В, С, Д, ВИЧ-инфекция

Искусственная вентиляция легких | Инфекции, вызываемые грамотрицательными бактериями, гепатиты В, С, Д, ВИЧ-инфекция, сифилис

Использование аппаратуры искусственного кровообращения | Стафилококковая инфекция, инфекции, вызываемые грамотрицательными бактериями, анаэробные инфекции, гепатиты В, С, Д, ВИЧ-инфекция

Ингаляции лечебных аэрозолей | Легионеллезы, инфекции, вызываемые грамотрицательными бактериями, стафилококковая и стрептококковый инфекции

Лечебные души, ванны, плавание в бассейне | Легионеллезы, псевдомонозы, инфекции, вызываемые грамотрицательными бактериями, грибковые болезни

Среди многочисленных примеров артифициальной передачи есть вторичные случаи инфекций при вспышках лихорадки Эбола в африканских больницах, где вирус был перенесен другим пациентам через контаминированные инструменты; и персоналу в результате контактов с первичными больными. Аналогичные случаи инфицирования работников здравоохранения были описаны для лихорадки Лаоса [Morse S., 1995].

Если раньше ввести паразитический организм в кровь человека мог только артропод-переносчик, а взаимодействие между этим переносчиком, паразитом и человеком строились в течение миллионов лет совместной эволюции, то инвазивные лечебные и диагностические процедуры в XX столетии стремительно вовлекли в инфекционные процессы микроорганизмы, к которым организм человека эволюционно оказался неподготовленным. Первоначально последствия артифициальной передачи «приглушались» мощными антибиотиками. Но на протяжении жизни одного поколения людей эти антибиотики стали неэффективными.

Например, у двух штаммов возбудителя дизентерии, обнаружены плазмиды, кодирующие новые дегидрофолатредуктазы. Микроорганизмы, содержащие гены этих ферментов, устойчивы к такому количеству сульфониламида триметоприма, которое вообще невозможно создать в органах и тканях организма человека [Barg N.L. et al., 1990]. Исследователями из Fujisawa Pharm. Co., Ltd. (Япония) уже более 10 лет назад обнаружена плазмидообусловленная оксииминоцефалоспориназа из E. coli. Фермент гидролизует современные цефалоспорины: цефуроксим, цефотаксим, цефменоксим, цефтриаксон, цефалоридин, цефотиам, цефпирамид [Yoshimi М. et al., 1988]. Из хромосомы S. marcescens осуществлено клонирование нового гена 6'-N ацетилтрансферазы АА(6'), обеспечивающего устойчивость к действию аминогликозидов нетилмицина и амикацина [Champion H. et al., 1983]. За три года до этих экспериментов, амикацин считался устойчивым к действию всех аминогликозидмодифицирующих ферментов [Bryan L., 1980].

Показана возможность передачи конъюгацией гена устойчивости к ванкомицину между энтерококками. Появление этой устойчивости было связано с синтезом в бактериальной клетке нового мембранного белка [Thalia N. et al., 1989]. Ранее подобный механизм устойчивости к ванкомицину считался невозможным [Bryan L., 1980].

Однако ситуация изменилась не только в сторону наращивания числа полирезистентных бактериальных штаммов в стационарах, т. е. количественно. С начала 1990-х гг. она стала меняться качественно. Это проявилось ростом числа случаев инфицирования иммунокомпромиссных больных вирусными и грибковыми патогенами либо относительно устойчивыми к лечебным препаратам, либо эти препараты у таких больных оказывались бесполезными.

Принципиально новым моментом в данной ситуации стали инъекционное введение препаратов, полученных их тканей других биологических видов, а также органные трансплантантации и ксенотрансплантации, окончательно сломавшие межвидовые барьеры, которые природа возводила миллионы лет. В качестве примера рассмотрим ятрогенное инфицирование людей возбудителем болезни Крейцфельдта — Якоба.

Болезнь Крейцфельдта — Якоба (CJD). Вызывается прионовым белком. Хотя впервые болезнь описали в 1920-х гг., ее инфекционная природа стала известна только 1966 г. На сегодняшний день описано более 100 случаев инфицирования людей CJD в медицинских учреждениях (табл. 21).

Таблица 21

Инфицирование в медицинских учреждениях прионом — возбудителем CJD [13]

Способ инфицирования | Кол-во больных | Проникновение агента в мозг | Средний инкубационный период (интервал)

ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЙ

Нейрохирургия | 4 | Интрацеребрально | 20 мес (15–28)

Введение электродов | 2 | То же | 18 мес (16–20)

ПЕРЕНОС ТКАНЕЙ

Роговичный трансплантант | 2 | По оптическому нерву | 15 мес (16–18)

Твердая мозговая оболочка | 25 | С поверхности мозга | 5,5 лет (1,5–12)

ПЕРЕНОС ТКАНЕВЫХ ЭКСТРАКТОВ

Гормон роста | 76 | Гематогенно | 12 лет (5–30)

Гонадотропин | 4 | То же | 13 лет (12–16)

Приведенные в табл. 21 данные не охватывают всех случаев внутрибольничного инфицирования CJD. Недавно в Японии было описано еще 40 случаев передачи болезни через пересаженную твердую мозговую оболочку [Rickett M. et al., 1998]. Возбудитель болезни крайне устойчив к используемым в клинической практике дезинфектантам и не обнаруживается до развития симптомов, т. е. от 15 месяцев до 30 лет. Эпидемическая передача прионов с кровью пока не доказана, однако получены экспериментальные доказательства такой возможности [Rickett M. et al., 1998]. Это открывает CJD и другим прионным болезням возможность стать в XXI столетии рядовыми нозокоминальными инфекциями, какими сейчас являются сывороточные гепатиты и СПИД, а в XIX столетии были стрептококковые гнойные инфекции.

По мнению R. Weinstein (1998), так мы стали входить в «постантибиотиковую эру». Добавлю — микроорганизмы из «доантибиотиковой» и «антибиотиковой», также идут туда с нами.

Опасные эксперименты. Это явление связано с поведением людей, получившим доступ к современным технологиям молекулярной» биологии и трансгенной инженерии. Опасность таких экспериментов заключается в непредсказуемости их отдаленных результатов. Например, в экспериментах, проводившихся на кроликах и мышах сотрудниками компании Bionetics Research Inc. (США) изучалась возможность взаимодействия ВИЧ с вирусом лейкемии мышей Ми LV, который обладает тропизмом ко многим тканям. При совместном инфицировании животных обоими вирусами возросло цитопатогенное действие ВИЧ. Данное явление обусловлено образованием псевдотипов вируса, содержащих в своем составе геномы обоих вирусов. При репликации таких псевдотипов появляются вирусные частицы, способные инфицировать клетки, лишенные специфичного для ВИЧ рецептора CD4 и обладающие тропизмом вируса лейкемии мышей [Therre H., 1990]. В сходных экспериментах Takeucyi и соавт. также расширили специфичность вируса. Ими создана мутантная линия ВИЧ, поражающая фибробластоподобные клетки мозговой ткани человека, не несущие CD 4 рецептор (цит. по статье P. Dimond, 1990). Кроме усугубления тяжести инфекционного процесса, наиболее опасным следствием таких экспериментов может стать создание ретровирусов, использующих наследственный механизм передачи. В этом случае вирус будет существовать столько, сколько и реципиентный вид.

Гибрид ВИЧ и вируса иммунодефицита обезьян, способный вызывать модельную инфекцию у обезьян, был получен в США с помощью генно-инженерных методов [Cohen J., 1992]. Во многих странах создаются трансгенные животные различных видов с иммунной системой человека, обладающие способностью поддерживать персистирование ВИЧ и его производных [Therre H., 1990]. По своей сути они являются искусственными резервуарами ретровирусов человека. Весьма показательно то, что исследователи из Национального института рака (США) и Гарвардского университета (США), независимо друг от друга, создали новые варианты ВИЧ, способные передаваться человеку от некоторых трансгенных мышей, используемых для изучения СПИДа. Эти вирусы, «захватывая» молекулярные фрагменты других вирусов, приобретают повышенную инфекционность. К сожалению, нет никаких международных соглашений, ограничивающих эти эксперименты или хотя бы, предполагающие международный контроль, как это имеет место в отношении возбудителей особоопасных инфекций — потенциальных агентов биологического оружия.

Пищевые технологии. Эпидемиология пищевых инфекций быстро меняется. С пищей в человеческие популяции проникают возбудители новых инфекций, масштабы вспышек достигают небывалых размеров. Даже в такой развитой стране как США, ежегодно через продукты питания инфицируются от 6 до 80 млн. человек, из которых до 9 тыс. гибнет (табл. 22).

Таблица 22

Среднее количество заболевших и умерших от пищевых инфекций в США за год [14]

 Патоген | Количество случаев (10 3 ) | Кол-во смертельных исходов (10 3 ) | Продукты питания

Campylobacter jejuni | 4000 | 0,2–1 | Домашняя птица, сырое молоко, необработанная вода

Salmonella (не тифоидная) | 2000 | 0,5–2 | Яйца, домашняя птица, мясо, свежие продукты, другие сырые продукты

Escherichia coli 0157:Н7 | 725 | 0,1–0,2 | Говядина, сырое молоко, салат-латук, необработанная вода, непастеризованный сидр

Listeria monocytogenes | 1,5 | 0,25–0,5 | Мягкий сыр, паштет, гастрономические продукты

Vibrio sp. | 10 | 0,05–0,1 | Морепродукты

Ущерб от пищевых инфекций оценивается в 5 млрд. долларов в год [Altekruse et al., 1997]. Появлению новых пищевых инфекций способствуют многие взаимосвязанные факторы.

Изменение поведения человека. Люди все меньше питаются дома, все больше в общественных местах. Благодаря концентрации переработки пищи, увеличивается масштабность последствий технологических ошибок. Вспышки такого типа составляли в 1990-х гг. до 80 % пищевых инфекций в США [Collins J. et al., 1995]. Другой причиной проникновения новых инфекций является увеличение потребления свежих фруктов и овощей. Такие продукты часто оказываются инфицированными фекалиями людей и животных. Кроме того, растительные продукты сами могут являться природным резервуаром возбудителей очень многих опасных инфекций (см. «почвенный резервуар»). Произведенные продукты свозятся на общие склады, где при нарушениях технологий хранения присутствующие в них в небольших количествах микроорганизмы, начинают активно размножаться. При нарушениях технологии приготовления пищи создаются условия для инфицирования сразу больших количеств людей. Это происходит из-за того, что патоген, попавший в сырье, может оказаться в конечном продукте, как это произошло с гамбургерами, контаминироваными штаммом кишечной палочки, вызывающим гемолитический уремический синдром. В Соединенных Штатах, благодаря такому механизму, широко распространилась кишечная палочка серотипа 0157:Н7. Подобные серотипы E. coli идентифицированы и в других странах [Altekruse et al., 1997].

Изменения технологий разведения домашних животных и приготовления пищи. Прежде всего, играет свою роль чрезмерная централизация сельскохозяйственного и животноводческого производства. Вспышка сальмонеллеза в 1985 г. в США, вызванная контаминированным молоком, оценивается в 250 тыс. заболевших [Ryan С. et al., 1987]. Недавнее появление в Великобритании нового заболевания крупного рогатого скота — бычьей спонгиформной энцефалопатии, связано с передачей от овец разновидности возбудителя скреппи. Оно стало возможным из-за ошибок в технологическом процессе при централизованной подготовке кормов, получаемых из погибших овец — возбудитель скреппи не был полностью инактивирован [Morse S., 1995]. Другой пример — увеличение птицехозяйств. Если еще несколько десятилетий назад птичники редко насчитывали более 500 птиц, то в 1995 г. нормой стало содержание 100 тыс. птиц [Bell D., 1995]. Это серьезно обострило проблему сальмонеллеза, так как затруднило контроль над здоровьем поголовья и стерильностью яиц. Возбудитель, однажды попавший в содержащееся в таком огромном птичнике поголовье, уже практически невозможно из него элиминировать — кроме вертикальной передачи, он постоянно будет поддерживаться грызунами и в птичьем помете [Altekruse et al., 1997].

Среди причин, способствующих появлению новых пищевых инфекций, называют международные перевозки, микробную адаптацию и др. (табл. 23).

Таблица 23

Отдельные вспышки новых пищевых инфекций в США и вызвавшие их причины [15]

 Патоген/вспышка | Год | Способствовавшие факторы

Гепатит А/Замороженная клубника | 1997 | Международные перевозки, коммерция, технологии и индустрия

Salmonella tiphimurium DT 104/Посещение фермы | 1996 | Микробная адаптация

Cyclospora cayetanensis/Малина из Гватемалы | 1996 | Международные перевозки и коммерция

Salmonella enteritidis PT 4/Продукты, содержащие яйца | 1995 | Международные перевозки, коммерция, технологии и индустрия

Salmonella enteritidis/Распространение инфицированного сливочного мороженного | 1994 | Технологии и индустрия

Норвалк-подобный вирус/Морские устрицы | 1994 | Экономическое развитие и использование земли

Escherichia coli O157:H7/Плохо приготовленный гамбургер | 1993 | Технологии и индустрия Нарушения в общественном здравоохранении

Escherichia coli O157:H7/Сырой яблочный сидр | 1991 | Изменения демографии и поведения человека Технологии и индустрия

Vibrio cholerae Ol, El Tor/Тайское кокосовое молоко | 1991 | Международные перевозки и коммерция Изменения демографии и поведения человека

Trichinella spiralis/Недоваренная свинина | 1990 | То же

Salmonella cheater/Ломтики мускусной дыни | 1989 | То же

Yerginia enterocolitica/Свиной рубец | 1988 | Изменения демографии и поведения человека

На примере E. coli 0157:H7 и ботулинуса мы рассмотрим каким образом проникают такие возбудители в высокотехнологичные пищевые продукты. Кроме того, ботулинический микроб еще наглядно демонстрирует роль микробной адаптации в этом процессе.

E. coli0157:Н7. Штамм распознан как человеческий патоген в 1982 г., после двух вспышек в США, связанных с употреблением недоваренных гамбургеров в пункте быстрого питания. В течение пятнадцати лет после 1982 г. в США было зарегистрировано до 60 крупных вспышек, вызванных E. coli O157:H7 [Acheson D., Keusch G., 1996]. Ежегодно в США от геморрагического колита и гемолитического уремического синдрома, вызываемого данным возбудителем, гибнет до 250 человек [Altekruse et al., 1997]. В основе патогенного действия E. coli 0157:H7 лежит его способность продуцировать цитотоксин, сходный по свойствам с цитотоксинами шигелл. В мире существует много различных серотипов кишечных палочек, синтезирующих шигаподобные токсины и вызывающие диареи с аналогичным симптомокомплексом. Их называют энтерогеморрагическими E. coli (EHEC).

E. coli 0157:H7 имеет низкую для человека инфицирующую дозу — порядка нескольких сот микроорганизмов. Основным резервуаром E. coli 0157:Н7 и других ЕНЕС считается рогатый скот. Хотя ЕНЕС обычно не вызывает болезнь у животных, эти микроорганизмы в большом количестве находят в их фекалиях. Высвобождение ЕНЕС при убое считают основным путем, посредством которого они проникают в пищевые продукты. Меры предосторожности мало эффективны, когда дело касается продуктов из измельченной говядины, поскольку их готовят из мяса, полученного от многих животных. Таким образом, даже если инфицировано одно животное, бактерии проникают во всю партию [Acheson D., Keusch G., 1996].

E. coli 0157:H7 и другие ЕНЕС крайне «технологичны». Современная пищевая промышленность дает им хорошую возможность закрепиться в человеческой цивилизации. Кроме измельченной говядины, ЕНЕС передаются в приготовленных методами сухой ферментации колбасных изделиях, молоке, яблочном сидре, майонезе и различных салатах. Кроме того, они используют традиционные пути передачи — через воду и прямой контакт от человека к человеку, и от рогатого скота к человеку. Однако в большинстве случаев источником инфекции для людей является рогатый скот [Acheson D., Keusch G., 1996].

Необычные нейротоксигенные клостридии. Возбудитель ботулизма C. botulinum является наиболее известным пищевым патогеном. Увеличению количества случаев отравления ботулиническим токсином способствуют плохая термическая обработка консервированной пищи и ее хранение при недопустимых температурах. Однако, как оказалось, C. botulinum не единственный микроорганизм, способный вызывать ботулизм. В фекалиях больных ботулизмом обнаружены и затем из них выделены другие организмы, продуцирующие ботулотоксин В. Этот токсин требовал большого количества антитоксина для его нейтрализации. В двух случаях токсин нейтрализовался только смесью антитоксинов В и F. В четырех случаях возбудителями оказались токсичные штаммы C. barati, С. butyricum [Hathewey C.L., Vc Croskey L.M., 1989]. Оба микроорганизма никогда не считались патогенными и широко использовались в пищевой промышленности. Атипичные вспышки ботулизма описаны в Италии, Китае и Индии [Chaudhry R. et al., 1998]. Эти данные позволяют предположить, что происходит глобальное распространение ботулинических tox-генов в популяциях близкородственных микроорганизмов, сопровождающееся появлением новых серотипов токсинов.

Улучшение диагностики. Положительной стороной прогресса являются достижения диагностических технологий, позволяющие распознавать инфекционный агент, после того как он приобрел широкое распространение. Если такой возбудитель описан недавно, неверно делать вывод, что он является причиной новой инфекционной болезни (гиперссылка на статью «Мифы СПИДа»). Человеческий герпесвирус VIтипа (HHV-6) был идентифицирован только несколько лет назад, но вирус оказался необычайно широко распространенным. Недавно было показано, что инфицирование HHV-6 вызывает давно известную педиатрам болезнь — розеолу (exanthem subitim). Так как розеола была известна, по крайней мере с 1910 г., то, вероятно, что HHV-6 существовал намного дольше. Ещё один новый пример — бактерия Helicobacter pilori, вероятная причина язвы желудка и отдельных онкологических болезней. Мы жили с этими болезнями в течение длительного времени, но не знали их причину [Morse S., 1995].

Микробные адаптация и изменения. Микробы, подобно всем другим живым организмам, постоянно эволюционируют, образуя новые эпидемические варианты, либо изменяя патогенез вызываемой ими инфекционной болезни. По мнению J. Lederberg (1997), одновременно происходит сложный процесс коэволюции очень многих живых организмов, включающий слияние, объединение, бифуркацию и повторное появление новых видов. Различные эволюционные явления могут происходить в любой сдвоенной ассоциации с непредсказуемыми результатами (табл. 24).

Таблица 24

Предпосылки генетической эволюции микроорганизмов [16]

Микроорганизмы (бактерии, вирусы, грибы, протозоа) — быстрая и непрерывная эволюция, высокая плотность популяций и время генерации в пределах нескольких минут:

а) интраклональный процесс:

репликация ДНК сопровождается мутагенезом, вызванным солнечным светом, химическими веществами (включая имеющиеся в природе);

для репликации РНК характерно большое количество ошибок; гаплоидность — немедленное проявление новых признаков, при этом, из-за участия в генетическом обмене плазмид, не накапливается частичная рецессивность; амплификация;

сайт направленные инверсии и транспозиции (фазовые вариации признаков);

другие специфически вовлеченные механизмы: геномная дупликация, сплайсинг;

б) интерклональный процесс:

беспорядочная рекомбинация, не все механизмы которой известны; конъюгативный процесс между тысячами видов;

универсальность вирусной трансдукции и лизогенной интеграции (классический пример — фаговая трансдукция токсигенности у С. diphtheriae); плазмидный обмен генами и интеграция (токсины B. Anthracis)

индуцированная химическими веществами реассортация и рекомбинация геномов РНК-вирусов;

бактерии и вирусы способны подбирать гены хозяев (антигенная маскировка?);

обмен генами между царствами: P. tumefaciens и растения, Е. coli и дрожжи

Появление антибиотико-устойчивых микроорганизмов — эволюционный урок, демонстрирующий мощь демона Дарвина. Селекция антибиотико-резистентных бактерий и лекарственно-устойчивых паразитов часто не соответствует используемым препаратам. Патогены могут «приобретать» новые гены резистентности и для того, чтобы сохраниться в природе среди непатогенных видов. Здесь они селекционируются, а возможно даже и создаются давлением антибиотиков соперничающих видов [Morse S., 1995].

Многие вирусы обладают способностью мутировать и благодаря этому постоянно образуют новые эпидемические и эпизоотические варианты. Наглядный пример — эпидемический вирус гриппа А.

Образование новых эпидемических вариантов вируса гриппа. Вирус гриппа отличается от других респираторных вирусов своей способностью к значительным антигенным вариациям. Оба поверхностных антигена вируса гриппа подвержены двум типам вариаций: дрейфы и шифты. Антигенный дрейф заключается в минимальном изменении гемагглютинина и нейраминидазы, вызванном точечными мутациями в их генах. Антигенный шифт сопровождается значительными изменениями этих молекул, что является следствием замены сегментов их генов. Регулярные эпидемии вызваны «антигенным дрейфом» ранее уже циркулирующих вирусов гриппа. Изменения происходят в антигенных сайтах их поверхностных протеинов, обычно гемагглютинина, позволяя новым вариантам реинфицировать ранее инфицированных людей, так как из-за изменения антигенов вируса, он не распознаётся иммунной системой хозяина. Пандемии гриппа вызываются «шифтовыми» штаммами, и их появление трудно предугадать [Morse S., 1995].

Считается, что природным резервуаром вируса гриппа А является водоплавающая птица, но возможно, что он поддерживается в природе среди водных простейших. Вирус реплицируется в клетках кишечного тракта уток и попадает в воду с их фекалиями. Молодняк инфицируется и разносит вирус по всему миру, передавая его домашней и одичавшей птице. Через контаминированную фекалиями воду и используемые для кормления животных птичьи тушки и потроха, вирус гриппа А инфицирует свиней и лошадей. Далее основным путем его передачи становится респираторный (рис. 45).

Рис. 45. Появление вируса гриппа H5N1 в Гонконге. Непатогенный штамм вируса поддерживался ржанками и через контаминированную воду был передан уткам. От них он попал в выводки цыплят и вместе с ними обосновался на гонконгском рынке живой птицы. Передаваясь между различными видами, вирус приобрел патогенность для цыплят и случайно проник в человеческую популяцию. Будучи высоко патогенным для цыплят и для отдельных (!) людей, вирус остался непатогенным для уток и гусей [Webster R., 1998].

Данные, полученные R. Webster и соавт. (1992), также показывают то, что утки являются только главным резервуаром вируса, а роль «смешивающего сосуда», в котором формируется новый для млекопитающих вирусный штамм, играют домашние свиньи. Стало понятно, почему вообще все пандемические вирусы гриппа прибывали из Китая. Объединение в сельском хозяйстве уток и свиней, представляющее собой чрезвычайно эффективную систему производства продовольствия и столетиями традиционно осуществляемая в некоторых регионах Китая, создавало естественную лабораторию для получения новых рекомбинантов вируса гриппа. R. Webster и соавт. (1992) также предположили, что условия для рекомбинации вирусов могут сегодня существовать и в некоторых высокоинтенсивных хозяйствах Европы.

Любопытно то, что птичий вирус гриппа, циркулирующий среди водоплавающей птицы, удивительно стабилен. За последние 60 лет неполучено доказательств его эволюции. Такой высокий консерватизм свидетельствует о достижении им определенного оптимума в природном резервуаре, при котором любые нуклеотидные замены не создают вирусу никаких дополнительных преимуществ. Но это также свидетельствует и о том, что предковый вирус, ставший причиной пандемий «испанки» в 1918 г., азиатского гриппа 1957 г. и гонконгского гриппа 1968 г., продолжает поддерживаться в природном резервуаре, и будет поддерживаться еще неограниченно долго [Webster R, 1998].

Образование новых эпидемических вариантов гепатита В. Возбудитель болезни, вирус гепатита типа В (HBV), выявлен сравнительно недавно, в 1970 г. Хотя типы нуклеиновых кислот у него и ВИЧ различны, исследователями отмечается общее сходство структуры геномов обоих вирусов. У HBV ДНК реплицирует как и у ретровирусов — с использованием обратной транскриптазы. В мире по далеко не полным данным, болеют хроническими формами гепатита В более 300 млн. человек. Ежегодно возникает до 1 млн. новых случаев. Несмотря на быстрый прогресс в конструировании вакцин и проведение в ряде стран широкомасштабных программ иммунизации против гапатита В, сохраняется тенденция к его глобальному распространению [Тиолле П., Буэндиа М., 1991].

Попробуем понять, какие последствия массовой иммунизации в отношении вируса гепатита В могут проявиться в XXI веке.

Распространенность и длительность персистентной инфекции HBV позволяет этому вирусу сохраняться в значительно меньших изолированных неиммунизированных группах населения, чем это необходимо, например, для поддержания вирусов натуральной оспы и гриппа. Однако основная часть хронического носительства вируса формируется в результате эмбрионального «привыкания» к антигенам возбудителя, если беременная женщина является носителем вируса [Блюгер А.Ф., 1989].

Кроме того, отчетливо выражена этническая «разборчивость» вируса, затрудняющая полную ликвидацию его очагов в Юго-Восточной Азии и особенно в Африке. Так же обнаружено то, что показатель положительных серологических реакций на введение вакцины у взрослых африканцев значительно ниже такого же показателя среди взрослых в западных странах, получивших ту же вакцину в такой же дозе [Тиолле П., Буэндиа М., 1991]. Следовательно, иммунизация в принципе не в состоянии решить проблему распространения гепатита В, какого бы типа не использовалась вакцина.

В последние годы существенно изменились первоначальные представления об исключительном сродстве вируса к гепатоцитам. Оказалось, что он способен встраиваться в геномы лимфоцитов, моноцитов, клеток эндотелия сосудов, эпителиальных клеток кожи, поджелудочной железы и даже сперматозоидов [Блюгер А. Ф., 1989].

Теперь посмотрим, что же происходит с вирусом гепатита В в организме, иммунизированном плазменными или генно-инженерными вакцинами.

Наиболее иммуногенным компонентом таких вакцин является рге-s2участок поверхностного антигена вируса. Он представляет собой рецептор к особому белку сыворотки крови человека — полимеризованному альбумину. Аналогичный рецептор есть на гепатоцитах. Поэтому альбумин притягивает вирус к клеткам печени и тем самым, способствует его проникновению преимущественно в гепатоциты [Блюгер А. Ф., 1989]. Иммунизация небольших коллективов такими вакцинами действительно препятствует их инфицированию, однако глобальная иммунизация создает совершенно определенное селективное давление на неоднородные популяции HBV, направленное на отбор подтипов вируса, содержащих структуры, узнающие рецепторы тканей о которых упомянуто выше.

А. Ф. Блюгером (1989) высказано предположение, что HBV может оказаться причиной различных системных инфекций. П. Тиолле и М. Буэндиа (1991) выявили один из возможных механизмов их формирования — включение HBV в различные участки клеток хромосом индуцирует генетические перестройки, такие как делеции, транслокации, амплификации. Подобные аномалии — общее явление для раковой патологии человека. В лаборатории авторов была обнаружена вставка ДНК HBV в ген, кодирующий рецепторы стероидных гормонов и гормонов щитовидной железы. Аналогичная интеграция HBV выявлена в гене, кодирующем циклин А. При ненормальной экспрессии этого гена нарушается регуляция пролиферации клеток.

Следовательно, широкомасштабная иммунизация против гепатита В при невозможности устранения первичных очагов инфекции, в отдаленной перспективе может способствовать изменению патогенеза данной болезни в крайне нежелательном для вида Homo sapiens направлении.

Новые клинические проявления болезни. В редких случаях и более часто с невирусными патогенами чем с вирусами, эволюционные изменения, приведшие к созданию нового варианта, могут обернуться и новыми клиническими проявлениями болезни. Эпидемия бразильской пурпурной лихорадки, произошедшая в 1990 г., связана с появившимся новым клональным вариантом Hemophilus influenzae биогруппы aegyptius. В эту же категорию возбудителей можно включить некоторые инвазивные штаммы Streptococcus группы А, вызывающие быстрые и сопровождающие некрозом фасций, инфекции [Morse S., 1995].

Разрушение общественного здравоохранения и недостаточное развитие его инфраструктуры. Традиционно общественное здравоохранение и санитария предназначались для минимизации распространения патогенов и экспозиции ими людей обычными путями, например, с водой, а также для их предотвращения с помощью иммунизации и контроля за носителями. Тем не менее, патогенные микроорганизмы часто сохраняются, хотя в значительно меньших количествах (хозяин-резервуар, окружающая среда). Следовательно, они могут вернуться вновь, если произойдут сбои в профилактических мероприятиях.

Повторно возникшие болезни, это те которые подобно холере уже «побеждались», но потом появлялись снова. Как правило, они хорошо изучены, и исходящая от них опасность общественному здравоохранению осознана. К сожалению, как в развивающихся странах, так в городах промышленного мира и в России, все чаще принятые меры оказываются недостаточными. Например, быстрому распространению холеры в Южной Америке способствовало уменьшения уровня хлорирования воды в системах водоснабжения; распространению дифтерии в России способствовало снижение популяционного иммунитета населения к возбудителю данной болезни. Следовательно, возвращение такого инфекционного заболевания чаще всего может быть сигналом поломки общественного здравоохранения. Оно должно рассматриваться как предупреждение против самодовольства в войне с инфекционными болезням [Morse S., 1995].

* * *

Большинство появившихся за последние годы в человеческом обществе инфекционных болезней, вызваны патогенами, уже существовавшими в окружающей среде. Они получили преимущества перед другими паразитическими видами в результате изменения природных условий и образования нового механизма проникновения в популяции своих новых хозяев. Сам процесс возникновения новой инфекционной болезни имеет два этапа:

1) агент интродуцируется в новую популяцию хозяина;

2) закрепляется в ней и распространяется дальше в популяции нового хозяина.

Факторы, обеспечивающие один или оба этих этапа, стимулируют возникновение новой инфекции. Среди них выделяют следующие:

1. Экологические изменения — обычно ускоряют появление инфекционной болезни путем создания контакта людей с естественным резервуаром или хозяином инфекции. Наиболее серьезным экологическим изменением предстоящего столетия является глобальное потепление. Оно неизбежно вызовет рост инфекций, возбудители которых распространяются переносчиками и водой, а также изменение границ регионов, в которых обычно наблюдаются эти инфекции.

2. Изменения в человеческой демографии и в поведении людей — позволяют инфекции, возникшей в отдаленных и изолированных сельских районах (которая могла бы остаться неизвестной и иметь ограниченное распространение), проникнуть в большие человеческие популяции городов и распространиться по всему миру. Очень большую опасность представляет и обратный процесс — инфицирование от людей диких животных, особенно приматов. Тем самым среди близкородственных видов формируются вторичные природные очаги инфекций, которые среди людей считаются уничтоженными или контролируемыми.

3. Международный туризм и коммерция — способствуют разносу возбудителей инфекционных болезней по всему миру. Однако, для того, чтобы болезнь смогла укорениться, в новом для неё регионе, должны иметься благоприятные для возбудителя болезни условия (наличие переносчиков и/или чувствительной популяции, определенные поведенческие стереотипы и др.).

4. Технологии и индустрия, применяемые для производства продуктов питания и других продуктов биологического происхождения, как правило, эффективны и недороги, но их использование одновременно увеличивает риск случайной контаминации и приводит к многократному усилению последствий такой случайности.

5. Микробные адаптация и изменения — способствуют образованию новых эпидемических вариантов возбудителей инфекционных болезней, либо изменяют патогенез вызываемой ими инфекционной болезни.

6. Разрушение общественного здравоохранения и недостаточное развитие его инфраструктуры способствуют проникновению в человеческое общество патогенных микроорганизмов, постоянно сохраняющихся в окружающей среде.

 

Глава 2.3. Чувствительность к возбудителям инфекционных болезней у отдельных этнических групп и человеческих популяций

Главный комплекс гистосовместимости. Вирус иммунодефицита человека. Вирус герпеса saimiri. Вирус Денге. Вирус гепатита В. Вирус гепатита С. Вирус Эпштейна-Барра. Хантавирус Puumala. Возбудитель болезни Лайма. Возбудитель туберкулеза. Mycobacterium leprae. Малярия. Шистосоматоз.

Восприимчивая популяция является третьим звеном классической эпидемической цепи. Для того чтобы возникла и распространилась новая инфекционная болезнь, недостаточно наличия природного резервуара возбудителя и возможностей для его передачи. Эпидемический процесс будет развиваться в том случае, если в популяции имеются восприимчивые к возбудителю инфекционной болезни люди.

Генетическая природа восприимчивости к возбудителям инфекционных болезней еще только начинает изучаться. Устойчивость и восприимчивость относятся к пороговым признакам. Чаще всего они носят полигенный характер. Такой генетический контроль не дает возможность разграничить фенотипы вследствие маскирующего действия условий среды и небольшого эффекта отдельных генов. Частоты отдельных генов в инфицированной популяции варьируют. Поэтому наблюдается множество переходных вариантов патологии между типичными формами проявления инфекционной болезни (рис. 46).

Рис. 46. Клинические признаки инфекционной болезни при полигенной устойчивости и восприимчивости к микроорганизму. А. Разнообразие стертых и субклинических вариантов, которые образуют непрерывный переход от нормы до выраженных форм типичного проявления инфекционной болезни; Б. Множество переходных вариантов патологии между типичными формами проявления инфекционной болезни (по В.Л. Петухову и соавт., 1996).

Люди, наследственно восприимчивые к возбудителю инфекционной болезни, не заболевают, если не было их экспонирования этим возбудителем. Поэтому вне эпидемического процесса такие признаки могут рассматриваться как нейтральные. Однако при контакте с возбудителем инфекционной болезни, они становятся селективными и их носители подпадают под действие естественного отбора.

В качестве примера такого отбора приведем систему групп крови у человека. Раньше принималось, что группы АВО нейтральны. Однако, как оказалось, это не так. Среди коренного населения Пиренеев практически нет носителей гена В. По мере продвижения к древним очагам оспы и чумы они встречаются все чаще. В районе Астрахани их уже около 35 %. По направлению к Индии, Китаю и Индокитаю процент носителей гена В еще выше. Оказывается люди с группой крови В, труднее инфицируются возбудителями чумы и натуральной оспы, и легче переносят вызываемые ими болезни (рис. 47).

Рис. 47. Распространение групп крови В в Европе. По мере продвижения к азиатским очагам оспы и чумы процент носителей гена В возрастает [Медников Б.М., 1975]. Это своего рода генетический шрам великих моров прошлого.

На примере генетической устойчивости людей к туберкулезу Lurie и Dannenberg выделяют следующие ее виды для микроорганизмов:

1) устойчивость к возникновению инфекции, т. е. устойчивость в первоначальной стадии размножения микроорганизма в хозяине (например, способность альвеолярных макрофагов эффективно фагоцитировать микобактерии);

2) устойчивость к дальнейшему развитию болезни, т. е. удержание инфекции в состоянии латентности (например, торможение размножения микобактерий в хилусных лимфатических узлах) [цит. по В.Л. Петухову с соавт., 1996].

Виды генетической устойчивости к простейшим приведены ниже (см «малярия»). Сейчас рассмотрим связь главного комплекса гистосовместимости (МНС от «major histocompatibility complex») с генетической устойчивостью (предрасположенностью) к возбудителям инфекционных болезней, а также механизмы генетической устойчивости (предрасположенности), которые не реализуются непосредственно через иммунную систему.

Главный комплекс гистосовместимости. У человека МНС имеет второе название — система HLA (от англ. Humanleucocyteantigens) в связи с тем, что контролируемые ею трансплантационные антигены хорошо представлены на лейкоцитах. Гены главного комплекса гистосовместимости расположены у человека на 6-й хромосоме в диске р21.3 и занимают значительный участок ДНК, включающий до 4*106 пар оснований (50 генов). Основными особенностями комплекса являются: 1) его значительная полигенность — наличие нескольких неаллельных генов; 2) ярко выраженный полиморфизм — присутствие многих аллельных форм одного и того же гена. Все гены комплекса наследуются по кодоминантному типу. Ни одна другая генетическая система организма не имеет такого количества аллельных форм определенного гена, как МНС. У человека наибольшее число аллельных вариантов (от 20 до 70) известно для генов I класса и Dрбета, Dqбета и Dгбета генов II класса. У разных этнических групп число аллелей различается. Из-за большого количества аллелей изоантигенов МНС, вероятность подбора двух людей с одинаковыми трансплантационными антигенами крайне незначительна. Кодоминантное наследование, сочетающее полигенность и полимофизм МНС, определяет индивидуальную чувствительность особей данного вида к возбудителям инфекционных болезней [Галактионов В.Г., 1998] (рис. 48).

Рис. 48. Схема кодоминантного наследования генов МНС. Полиморфизм генов МНС определяет наличие многих аллельных вариантов одного и того же гена (А1, А2 и т. д.). Под полигенией понимают наличие нескольких неаллельных, близкосцепленных генов, контролирующих изогенные признаки (А1, В1, С1 или А2, В2, С2) [Галактионов В.Г., 1998].

Кодируемые генами комплекса белки взаимодействуют с антиген-специфическими клеточными поверхностными рецепторами Т-лимфоцитов, вызывая активацию лимфоцитов и иммунную реакцию.

Молекулы I класса экспрессируются на поверхности всех ядросо-держащих клеток организма и представляют собой гетеродимеры, включающие тяжелую альфа-цепь и однодоменный бета2-микроглобулин, нековалентно связанный с основным полипептидом. Связывание антигенного пептида молекулой I класса происходит в антигенсвязывающей щели, образованной альфа-спиральными участками альфа- и альфа2-доменов. Антигены I класса определяют индивидуальную антигенную специфичность, они представляют любые чужеродные антигены Т-цитотоксическим (CD8+) лимфоцитам. При вирусной инфекции они вызывают гибель инфицированных вирусом клеток-мишеней [Галактионов В.Г., 1998].

Молекулы IIкласса представляют собой гетеродимеры, состоящие из двух нековалентносвязанных цепей: альфа и Р, каждая из которых включает два домена (альфа1 альфа2 и бета1бета2, соответственно). Назначение МНС класса II заключается в том, что они обеспечивают взаимодействие между макрофагами и В-лимфоцитами. Антигены класса II участвуют в формировании всех видов иммунного ответа: противомикробного, трансплантационного, противоопухолевого и др.

Связь между свойствами МНС и классами генов представлена в табл. 25.

Таблица 25

Связь между свойствами МНС и классами генов

Свойства | Гены класса I | Гены класса II

Интенсивное отторжение трансплантанта | ++++ | +

Образование антител | ++++ | ++++

Стимуляция бласттрансформации | + | ++++

Реакция «трансплантант против хозяина» | + | ++++

Клеточная реакция аллогенного лимфолиза | ++++ |

Контроль силы иммунного ответа | + | ++++

Уровень рестрикции | Лизис клеток-мишеней | Антигенпредставляющая клетка

Распределение антигенов по тканям | Повсеместно | Преимущественно макрофаги и В-лимфоциты

Причины, способствующие ассоциации между отдельными факторами МНС и возбудителями инфекций, еще только выясняются. Однако их наличие уже не вызывает сомнение.

Например, с полиморфизмом антигенов МНС связано такое явление, как генетический контроль иммунного ответа (см. табл. 25). В тех случаях, когда аминокислотные остатки, образующие щель у антигенов II класса, не в состоянии связать пептидный фрагмент чужого антигена, Т-хелперы остаются ареактивными и их помощь В-клеткам не реализуется. Это обстоятельство и является причиной генетически детерминированного дефекта в иммунном реагировании на возбудитель инфекционной болезни [Галактионов В.Г., 1998].

Так как люди с таким генетическим дефектом не реагируют на некоторые критические эпитопы патогенов, то инфекционная болезнь у них развивается значительно легче, чем у тех лиц, у которых Т-хелперы активируются. По сходному механизму развивается инфекционная болезнь у людей с неадекватной аллелью антигена I типа. Поэтому при анализе распределения аллелей МНС, люди с аллелью, неспособной к связыванию данного антигена, обнаруживаются среди больных в статистически значимых ассоциациях.

Другая известная причина ассоциации МНС с отдельными инфекционными болезнями заключается в том, что антигенные структуры возбудителя имитируют или моделируют молекулы МНС. Это приводит к развитию аутоиммунитета против молекул МНС и к дисфункции и истощению Т-клеток. В результате иммунная система утрачивает способность противодействовать возбудителю, развивается болезнь. Учитывая то, что комплекс МНС играет универсальную роль во всевозможных реакциях распознавания и взаимодействия на клеточном уровне, то можно предположить существование намного большего количества генетически опосредованных механизмов влияния комплекса на сопротивляемость организма к инфекционным болезням.

В табл. 26 перечислены ассоциации, установленные между различными факторами МНС и некоторыми инфекционными болезнями. Указаны лишь антигены, обнаруживаемые в статистически значимой ассоциации. Некоторые возбудители инфекционных болезней ассоциируют с одними и теми же факторами МНС, что частично объясняет ассоциации этих возбудителей в эпидемических процессах, протекающих в отдельных этнических группах (например, ВИЧ, возбудители гепатита В, проказы и туберкулеза среди представителей негроидной расы).

Таблица 26

Связь между человеческим лейкоцитарным антигеном и некоторыми инфекционными болезнями [19]

 Болезнь | Связь с HLA

Бактериальные

Анкилозирующий спондилоартрит | В27

Болезнь Рейтера | В27

Острый передний увеит | В7

Микобактериальные

Туберкулез и лепра | DR2

(мультибациллярные формы) | (DRB1*1501, 1502)

Лепроматозная лепра | DR2 и DQ1

с небольшим количеством бацилл, напоминающая туберкулез | DR3

Вирусные

Лихорадка Денге | DR15

СПИД (ВИЧ 1) | DR13, DRB1*1301, 1302, 1303), DR2, (DRB1*1501), DRB1*03011

Гепатит В | DR13

Гепатит С | А2, DR5

Вирус Эпштейна — Барра | В35.01, А11, В7

Паразитарные

Малярия | В53

Чесотка | А11

Диффузный кожный лейшманиоз | А11, В5, В7

Локализованный кожный лейшманиоз | A28, BW22, DQw8, BW22, DR11, Qw7, Bw22, Dqw3

Шистосомоз | B5, DR3

Висцеральный лейшманиоз | А26

Вирус иммунодефицита человека. С конца 1970-х гг. от СПИДа умерло более 8 млн. человек и конца этой эпидемии не видно. Пока оказываются бессильными все попытки создать надежные средства лечения и профилактики вызываемой ВИЧ болезни. Бессильны и противоэпидемические мероприятия. В связи с этим неизбежно возникает вопрос, а может ли вообще вид Homo sapiens сохраниться после завершения этой пандемии? Можно сформулировать вопрос мягче — есть ли у человека генетическая устойчивость к ВИЧ?

Роль хемокиновых рецепторов в устойчивости к ВИЧ. Совсем недавно, в 1997 г., исследователи обнаружили протективное действие гомозиготности по делеции в 32 bp (bp — пара оснований) в гене хемокинового рецептора CCR5 [Zimmerman P. et al., 1997]. Было описано более 60 человек из групп повышенного риска, гомозиготных по делеции в CCR5, которые оставались неинфицированными при многократном экспонировании к ВИЧ. У гетерозиготных по делеции CCR5 лиц, развитие клинических симптомов болезни наступало значительно позже, чем у лиц гомозиготных по «дикому» типу гена. Чтобы понять механизм этого явления, посмотрим, что из себя этот рецептор представляет.

Хемокиновые рецепторы — поверхностные белки, связывающие небольшие белковые молекулы, называемые хемокинами. Хемокины по количеству и расположению консервативных цистеиновых остатков могут быть классифицированы на три группы — С, СС и СХС. На основе способности связывать различные хемокины, хемокиновые рецепторы делятся на связывающие СС, СХС или оба типа лимфокинов одновременно (табл. 27).

Таблица 27

Связь рецепторов хемокинов человека с инфекционными болезнями

 Лиганды

Рецепторы (старое наименование) | СС хемокины | СХС хемокины| Предоминантная экспрессия/распределение по тканям | Патогены, использующие данный рецептор для инфицирования | Локализация на хромосоме

СС-рецепторы CCR1 (СС CKR1) | МIР-1а, b RANTES МСР-3 | — | Моноциты, Т-клетки | — | Зр21

CCR2A (МСР-1Ra) | МСР-1 | — | Т-клетки, базофилы, моноциты | — | Зр21

CCR2B (MCP-1Ra) | МСР-1, 2, 3 | — | — | ВИЧ-1 (NSI) | —

CCR3 (CKR3) | Эотаксин, RANTES, МСР-2, 3, 4 | — | Базофилы, эозинофилы, микроглиальные клетки, и, возможно, моноциты; небольшая экспрессия в дендрических клетках или Т-лимфоцитах периферической крови | ВИЧ-1 (NSI) | Зр21

CCR4 | TARC | — | Базофилы, Т-клетки | — | Зр24

CCR5 (СС CKR5) | MlP-la, P RANTES | — | Моноциты, дендрические клетки, макроглиальные клетки, Т-клетки | ВИЧ-1 (NSI), ВИЧ-2 | Зр21

СХС рецепторы CXCR1 (IL-8 RA) | — | IL-8 | Нейтрофилы, НК-клетки | — | 2q35

CXCR2 (IL-8 RA) | IL-8, MGSA, gro-альфа, NAP-2, IP-10, ENA-78, Mig | — | — | — | —

CXCR3 | — | IP-10, Mig | Активированные Т-клетки | — | —

CXCR4 (фузин, LESTR, HUMSTR) | — | SDF-1 | Очень распространен: CD4+- и CD4– клетки, моноциты, макрофаги, дендрические клетки, В-клетки; другие ткани, например, мозг, легкие, селезенка | ВИЧ-1 (SI), ВИЧ-2 | 2q21

СС/СХС рецептор DARC (Duffy-антиген) | RANTES, MCP-1, TARC и т. д. | IL-8, MGSA, gro-альфа и т. д. | Эндотелиальные клетки, эритроциты | Plasmodium vivax | 1

Другие STRL33 | Неопределены | Неопределенны | Лимфоидная ткань и активированные Т-клетки | — | —

HCMV-US28 | MlP-l альфа, бета, RANTES | — | Фибробласты, инфицированные CMV | ВИЧ-1 | Нет

ChemRl | Неопределены | Неопределенны | Т-лимфоциты, полиморфно-ядерные клетки | — | Зр21-24

CMKBRL1 | Неопределены | Неопределенны | Нейтрофилы, моноциты, мозг, печень, легкие, скелетные мышцы | — | Зр21

TER1 | То же | То же | Тимус, селезенка | — | Зр21

V28 | То же | То же | Нервная и лимфоидная ткани | — | Зр21

D2S201E | То же | То же | Распространен широко, включая клетки гемопоэтического происхождения | — | Зр21

BLR1 | То же | То же | В-лимфоциты | — | —

ЕВН | То же | То же | То же | — | —

GPR 1,2,5 | — | — | — | Неопределены | —

Сокращения: BLR1 рецептор 1 лимфомы Буркитта; CMKBRL1 — хемокин подобный бета-рецептор 1; DARC — duffy-антиген/рецептор для хемокинов; ЕВН — рецептор, индуцируемый вирусом Эпштейна — Барра; ENA78 — полученный из эпителия нейтрофилактивирующий пептид-78; GPR — G-хемокин, присоединяющий рецептор; gro — связанный с ростом продукт гена; HCMV — цитомегаловирус человека; HUMSTR — рецептор человеческого сывороточного трансмембранного сегмента; IL — интерлейкин; IP-10 — интерферон-гамма индуцибельный 10 кд белок; LESTR — сегмент лейкоцитэспрессируемого трансмембранного рецептора; МСР — белок хемотаксиса лимфоцитов; Mig — монокины, индуцируемые гамма-интерфероном; MIP — макрофаговый воспалительный белок; NSI — не индуцирующие синтиций вирусы; NAP2 — нейтрофилактивирующий белок 2; RANTES — регулируемые при активации, нормальные Т-клеточные экспрессированные и секретированные хемокины; SDF-1 — фактор 1, производный из клеточной стромы; STRL33 — рецептор, включающий 7 трансмембранных доменов, полученный из 33-го лимфоцитарного клона; TARC — хемокины, регулируемые тимусом и активацией [McNicholl J. еt al., 1997]

Первыми ключ к разгадке роли хемокиновых рецепторов в развитии ВИЧ-инфекции подобрали исследователи знаменитой лаборатории д-ра Галло, обнаружившие, что высокий уровень хемокинов ингибирует репликацию ВИЧ в условиях in vitro [Cocchi F. et al, 1995]. Вскоре публикации работ о роли хемокиновых рецепторов в развитии ВИЧ-инфекции и, в частности, рецепторов CXCR4 и CCR5, приобрели взрывной характер. Установлена связь этих рецепторов с возбудителями инфекционных болезней (рис. 49).

Рис. 49. Предполагаемая структура и аминокислотная последовательность CCR5. Обычно этот рецептор представлен тремя внутриклеточными, тремя внеклеточными и семью трансмембранными доменами. Горизонтальная окрашенная полоса соответствует клеточной мембране. Аминокислотные остатки, соответствующие CCR1b, окрашены в черный цвет. Светлого цвета консервативные структуры [McNicholl J. еt al., 1997].

Точный механизм, благодаря которому ВИЧ проникает в клетку посредством CXCR4 и CCR5, и роль рецептора CD4 в этом механизме, неизвестны. Предполагается, что пенетрация вируса осуществляется посредством взаимодействия VЗ-петли и других участков его наружного оболочечного белка gp120 и внеклеточных доменов CCR5- и ССR2b-рецепторов, и может включать многоэтапное взаимодействие с CD4 и другими клеточными поверхностными компонентами. Хемокины могут блокировать проникновение вируса посредством блокирования рецептора, снижения его афинности или ингибирования последующих этапов процесса пенетрации [Oravecz Т. et al., 1996].

Делеция в 32 bp образуется в участке повторяющегося мотива гена CCR5. В результате сдвигается рамка считывания в кодирующей рецепторный белок нуклеотидной последовательности, и синтезируемая дефектная форма рецептора утрачивает три из 7 трансмембранных доменов, 2 из 3 наружных петель и внутриклеточный сигнальный домен [McNicholl J. et al., 1997] (рис. 50, 51 и 52).

Рис. 50. Предполагаемая структура и аминокислотная последовательность мутантной формы рецептора CCR5. Мутантный белок утрачивает, по крайней мере, три трансмембранных сегмента CCR5 из 7 трансмембранных доменов, 2 из 3 наружных петель и внутриклеточный сигнальный домен — в результате ВИЧ не может «узнать» клетку-мишень [McNicholl J. еt al., 1997].

Рис. 51. Хемокиновые рецепторы и клеточный тропизм к ВИЧ. На схеме показаны три типа клеток — пассированные Т-клеточные линии (Т1), моноцит/макрофаг (М) и циркулирующие Т-клетки (Т). Т-клеточные линии экспрессируют CXCR4, но не CCR5; макрофаги и циркулирующие в периферической крови Т-клетки экспрессируют оба рецептора, хотя количество CXCR4 у них меньше чем на макрофагах. М-тропность у ВИЧ вызвана способностью белковых структур его оболочки связываться с CCR5 и проникать в оба типа макрофагов, а также в циркулирующие в крови Т-клетки. Т-тропный ВИЧ преимущественно связывается с CXCR4 и проникает в Т-клетки или Т-клеточные линии. После связывания с рецепторами хемокинов и рецептором CD4, вирус сплавляется с клеточной мембраной. Клетки с 32 bр делецией в гене CCR5 не экспрессируют кодируемый им белок и, хотя М-тропный ВИЧ может связываться с CD4, он не может проникнуть в клетку. Если клетки экспрессируют CXCR4, они могут быть инфицированы Т-тропным вирусом [McNicholl J. еt al., 1997].

Рис. 52. Участок CCR5 гена и аминокислотная последовательность с делецией в 32 bр. Повышенную частоту встречаемости 32 bр делеций гена CCR5 в человеческой популяции, можно рассматривать как своеобразный генетический шрам, оставленный прошлыми эпидемиями СПИДа. Интересно, что африканцы, которые непосредственно контактируют с природным резервуаром возбудителя СПИДа среди африканских приматов, оказывается, менее знакомы с ним, чем европейцы. Рисунок J. McNicholl и соавт., 1997.

Является ли резистентность к ВИЧ у людей, гомозиготных по мутации в рецепторе CCR5, абсолютной? К сожалению, нет.

Другие рецепторы, например, CCR3 и CCR2b также являются кофакторами проникновения в клетки отдельных серотипов ВИЧ. Т. е. Люди с генотипом CCR5 ▲32/▲32 лишь относительно резистентны к ВИЧ. Однако эта относительная устойчивость может быть довольно значительной. По крайней мере, описан один пациент, у которого болезнь не развилась даже после переливания инфицированной крови [O'Brien Т. et al., 1997]. У лиц с одной копией мутантного гена развитие болезни затягивается на два года по сравнению с лицами, гомозиготными по гену дикого типа [McNicholl J. et al., 1997].

Распределение в популяциях риска мутации гена рецептора CCR5, имеет четко выраженный этнический и расовый характер. По данным различных авторов у кавказцев гомозиготные лица в популяции могут составлять 1 % при 10–20 % гетерозиготных [McNicholl J. et al., 1997]. Этот ген встречается у 20 % людей белой расы [Garred P., 1998]. У афроамериканцев в популяции до 6 % гетерозигот, у испанцев до 7 %, у азиатов менее 1 %. Среди африканцев, таиландцев, японцев и корейцев практически не встречаются даже гетерозиготы по делеции в гене CCR5 [McNicholl J. et al., 1997]. Наличие большого количество таких гомозигот и гетерозигот среди европейцев свидетельствует о том, что они уже сталкивались с эпидемиями СПИДа. Они и привели к «отбору» генотипов, относительно устойчивых к ВИЧ. Следовательно, повышенную частоту встречаемости 32 bр делеций гена CCR5 в популяции можно рассматривать как своеобразный генетический шрам, оставленный прошлыми эпидемиями СПИДа. Остаются не ясными причины, благодаря которым африканцы, контактировавшие с природным резервуаром ВИЧ среди африканских приматов, оказывается, менее с ним знакомы, чем европейцы. Этот вопрос мы рассмотрим в главе 3.

Из генов других хемокиновых рецепторов, мутации в которых снижают восприимчивость человека к ВИЧ, исследователи отмечают производные CCR2. Замена в 64 позиции гена валина изолейцином приводит к тому же эффекту, что и делеция 32 bр в гене CCR5. Эффект обоих мутаций на прогрессирование ВИЧ-инфекции является аддитивным [McNicholl J., 1998].

Роль МНС в устойчивости к ВИЧ. Было показано, что на передачу ВИЧ-1 от инфицированной женщины ее потомству во время беременности и родов влияют аллели DRB1 МНС класса I младенца. Сорок шесть ВИЧ-инфицированных и 63 сероревертирующих младенцев, родившихся с пассивноприобретенными анти-ВИЧ антителами, и не ставших инфицированными, типировали, используя автоматический метод ДНК-диагностики. Одна или более DR-13-аллелей, включая DRB1 5*01301, 1302 и 1303 были обнаружены у 15,2 % детей, ставших ВИЧ-инфицированными и у 31,7 % сероревертирующих младенцев (р = 0,048); эта ассоциация зависела от этнического происхождения ребенка. После аналогичного исследования в отношении других аллельных ассоциаций, выяснилось, что только DR2-аллель DRB1 5*0 1501 ассоциировалась с серореверсией у относящихся к кавказской расе детей. Среди этих младенцев аллель DRB1 5*0 03З011 положительно ассоциировалась с ВИЧ-инфекцией [Singh N. et al., 1997].

По предварительным данным Multi Center AIDS Cohort Study, CCR5 и МНС генотипы влияют на устойчивость к ВИЧ независимо друг от друга. По оценкам специалистов Центра влияние МНС на этот процесс значительно большее, чем у мутаций хемокиновых рецепторов [Kaslow R. et al., 1997].

Таким образом, чувствительность к ВИЧ у различных популяций людей сильно варьирует. Наиболее чувствительными к вирусу являются азиатские и негроидные этнические группы. В тоже время устойчивость к инфицированию вирусом других рас носит относительный характер. Это предполагает невозможность торможения эпидемии СПИДа в результате формирования устойчивых к ВИЧ популяций.

Вирус герпеса saimiri. H. saimiri — онкогенный лимфотропный гамма-герпесвирус — трансформирует человеческие и обезьяньи Т-клетки в условиях in vitro и вызывает лимфомы и лейкемию у различных видов приматов Нового Света. Открытая рамка считывания генома H. saimiri кодирует сильно гликозилированный белок, который выделяется и связывается с гетеродимерными HLA-DR-молекулами МНС класса II. Эти результаты показывают, что открытая рамка считывания может функционировать как иммуномодулятор, способный приводить к иммунопатологии при инфекции H. saimiri [Singh et al., 1997].

Вирус Денге. Исследования L. Zeng и соавт. (1996) позволяют предполагать, что реакция Т-клеток на вирус Денге ограничивается аллелью HLA-DR15.

Вирус гепатита В. Поскольку HLA-антигены класса I содержат сходные с вирусными пептиды, они могут быть важными мишенями для иммуноопосредованного гепатоцитолиза CD8+ CTL при гепатите В. Davenport и соавт. (1995) показали, что HLA-DR13 ассоциируется с резистентностью к гепатиту В.

Вирус гепатита С. У больных, инфицированных вирусом гепатита С, прогноз может быть совершенно разным: у половины пациентов наблюдается хроническая болезнь печени, тогда как у другой половины признаков гистологических изменений, связанных с повреждением печени, не обнаруживают. Иммунные реакции хозяина могут играть важную роль при таких разных результатах. К. Кигоkochi и соавт. (1996) идентифицировали цитотоксический Т-клеточный эпитоп, представленный HLA-A2 в NSS-области вируса гепатита С. В исследовании, проведенном G. Реапо с соавт. (1994), было установлено, что антиген HLA-DR5 выступает как защитный фактор против тяжелого исхода болезни, вызванной вирусом гепатита С.

Вирус Эпштейна — Барра. Предположение о влиянии реакции CTL на эволюцию вируса Эпштейна — Барра было впервые высказано на основании обнаружения того факта, что вирусные изоляты от высокопозитивных на HLA-A11 людей азиатского происхождения, специфически мутировались в двух иммунодоминант-АИ-ограниченных CTL-эпитопах. Кроме того, В35.01-ограниченные реакции CTL у белых доноров воспроизводимо картируются до одного пептидного эпитопа. Однако большинство изолятов вируса Эпштейна — Барра от людей, живущих там, где преобладал аллель В35.01 (в Гамбии), либо сохраняли последовательность эпитопа CTL, либо несли мутацию, которая сохраняла антигенность. Изменения, ведущие к пониженной антигенности, были обнаружены лишь в небольшом количестве случаев [Singh N. et al., 1997]. Два эпитопа, специфичных для вируса Эпштейна — Барра CTL, идентифицированы общим аллелем HLA-B7 [Hill и соавт., 1995].

Хантавирус Puumala. В то время как в США хантавирусы проявляют себя преимущественно легочными симптомами, в Северной Европе их основным патологическим проявлением является почечный синдром. Хотя большинство инфекций, вызываемых этими вирусами, вероятно имеют субклинические или мягкие формы, у 10 % людей болезнь может прогрессировать и приводить к шоку, 5 % больных нуждаются в диализе, а некоторые могут даже погибнуть. У тех, кто перенес болезнь в форме почечного синдрома, повреждения почек впоследствии могут проявиться хронической гипертензией. Так как хантавирусы являются вариабельными и обычно передаются «роями», исследователями было предположено, что такие факторы людей, как HLA-гены, сильно влияют на спектр клинических проявлений болезни [McNicholl J., 1998].

Действительно, это было показано в конкретных случаях. Лица, которые экспрессировали гены HLA-B8, переносили болезнь более тяжело. У них болезнь проявлялась пониженным кровяным давлением, повышенным содержанием креатинина в крови. Одновременно наблюдалось большее количество вируса в моче и крови, определяемого с помощью ПЦР. У лиц с HLA-B27 болезнь протекала в мягкой форме. Почти все больные с гаплотипом HLA-A1-B8-DR3, у которых прогрессивно развивался шок, экспрессировали аллель TNF2. Аллель была связана с повышенной продукцией фактора некроза опухолей [Wilson A. et al., 1997].

Возбудитель болезни Лайма. B. burgdorferi — человеческий патоген, передаваемый переносчиками. Вызывает мультисистемную болезнь, поражающую кожу, нервную систему, сердце или суставы. Артриты являются главным поздним проявлением болезни. Хотя все клинические проявления болезни Лайма поддаются лечению антибиотиками, приблизительно 10 % больных с артритами имеют хронические воспаления суставов, длящиеся месяцы и даже годы после антибиотикотерапии. У таких пациентов после проведения курса антибиотикотерапии, ПЦР-тесты на ДНК B. burgdorferi в жидкости суставных сумок были отрицательными. Этот факт позволяет предположить, что воспаление сустава может продолжаться даже после того, как спирохеты будут из него удалены, поэтому оно носит не инфекционный характер [McNicholl J., 1998].

Исследование аллелей HLA класса II показало, что аллель HLA-DRB1*0401 связана с хроническими артритами и отсутствием у организма реакции на антибиотикотерапию. Эта аллель связана также с повышенным риском развития тяжелых ревматоидных артритов. При исследовании антительных ответов у пациентов, перенесших болезнь Лайма, реакции иммуноглобулина G (IgG) на поверхностный наружный белок A (OspA) и OspB спирохеты часто обнаруживались в самом начале длительно текущих артритов. После проведения курса лечения у пациентов с HLA-DR4 и антительными ответами на OspA и OspB, артриты продолжались значительно дольше, чем в тех случаях, когда ответы на данные белки отсутствовали [Kalish R. et al., 1993]. Это вызвано тем, что лица, переболевшие болезнью Лайма и страдающие устойчивыми к лечению артритами, обычно имеют Т-клетки, которые взаимодействуют со многими эпитопами OspA, в то время как у лиц, хорошо отвечающих на лечение, они обычно отсутствуют. Т. е. Т-клеточный ответ на OspA у больных с артритами, устойчивыми к лечению, может перекрестно распространяться и на собственный антиген в суставной сумке. И тогда ответ на этот собственный антиген может продолжать вызывать воспаление сустава в течение месяцев или даже лет после удаления из него спирохет [McNicholl J., 1998].

Возбудитель туберкулеза. Устойчивость к туберкулезу (ТВ) сильно варьирует у этнических групп.

Врожденная недостаточность функции фагоцитоза. На хромосоме 2q35 человека был идентифицирован ген NRAMP1, гомологичный мышиному Bcg-гену, который придает мышам резистентность к бациллам Кальмета и Герена и к возбудителю лепры (палочка Гансена). Хотя все четыре мутантных типа этого гена были связаны с ТВ, два из них обнаружены у больных туберкулезом в особенно большом количестве. Отдельные аллели гена с необыкновенно высокой частотой преобладают в восточно-африканской популяции, но редко встречаются в европейских. Это наблюдение может частично объяснить более высокую, в сравнении с другими этническими группами, чувствительность африканцев к туберкулезу. Хотя физиологическая функция гена NRAMP1 точно не определена, она может иметь отношение к функции фагоцитолиза [McNicholl J., 1998].

Врожденная недостаточность системы интерферона. Мутация в гамма-интерфероновом рецепторе 1 (IFNгаммаRl) приводит к диссеминации малопатогенных микобактерий. Ген IFNгаммаRl расположен в регионе хромосомы 6q22q23. Мутация в гене приводит к отсутствию экспрессии рецептора на поверхности клеток. Мутация часто обнаруживается в семьях больных туберкулезом [Newport M. et al., 1996].

Врожденная низкая усвояемость витамина D. В случаях ТВ, но не в контролях, также наблюдается низкая встречаемость генотипа, гомозиготного по мутантному рецептору витамина D. Одновременно этот генотип ассоциируется с повышенным риском развития остеопорозов [McNicholl J., 1998].

Связь восприимчивости с МНС. Выявлена связь между легочной формой ТВ и специфичностью HLA. HLA-DR2 ассоциируется с развитием множественно-палочковидных форм как ТВ, так и лепры. Молекулярное субтипирование DR2 показало, что значительную часть аллеля у больных, но не контролей, составляли DRB1 5+ 01501 и DRB1 5+ 01502. Частота этих молекулярных подтипов DR2 у больных не изменялась, позволяя предположить, что вся молекула DR2 или тесно связанный с ней ген(ы) способны определять восприимчивость больного к легочному ТВ и, в частности, к ТВ резистентному к лекарственным препаратам [Singh N. et al., 1997].

Mycobacteriumleprae. Роль в развитии лепры врожденной недостаточности функции фагоцитоза, связанной с мутантной аллелью гена NRAMP1 на хромосоме человека 2q35, рассмотрена выше (см «Возбудитель туберкулеза»).

HLA-аллели модулируют иммунную реакцию, определяющую форму лепры. На одном полюсе клинического спектра лепры находятся больные с мультибациллярной (multibacillary) лепроматозной лепрой (LL), которые являются иммунологически толерантными к антигенам М. leprae. На другом — больные с туберкулоидной лепрой (ТТ) с малым количеством палочек (paucibacillary), обнаруживающие хорошую клеточно-опосредованную иммунную реакцию. Гуморальный иммунитет присутствует по всему спектру, но, по-видимому, не обеспечивает защиты. Между двумя полюсами находятся больные с промежуточными признаками, как при погранично-лепроматозной, пограничной, и погранично-туберкулоидной формах. Было зарегистрировано увеличение частоты HLA-DR2 и — DQ1 у больных с LL и HLA-DR3 у больных с ТТ. Эти антигены можно еще подразделить на аллели, определенные по их аминокислотным последовательностям. Одна аминокислотная замена может привести к появлению аллелей с различными иммунологическими свойствами. Аллель DRB1 5*01501 больше ассоциировался с больными LL, чем с больными ТТ (р<0,00001). Кроме того, аллели DQB1 5*00601 обнаруживали значительно чаще у больных с LL, чем у контрольных больных (р<0,00001); DQA1 5*00103 чаще встречался в группе с LL, чем в группе с туберкулезной лепрой; и частота DQA1 5*00102 избирательно повышалась у больных с погранично-лепроматозной лепрой. Однако частота аллелей DRB1 5*00701, DQB1 5*00201 и DQA1 5*00201 снижалась у больных LL по сравнению с больными ТТ и контрольными пациентами, а частота DQB1 5*00503 избирательно уменьшалась у больных ТТ, позволяя предположить, что эти аллели могли модулировать иммунную реакцию, которая определяет форму лепры, развивающуюся у каждого больного [Rani R. et al., 1993].

Малярия. Естественная устойчивость к паразитарным болезням носит более сложный характер, чем к бактериальным и вирусным. Известно три вида естественной устойчивости к малярии [Шувалова Е.П., 1973]:

1. Абсолютная устойчивость, например, невосприимчивость обезьян резус к P. vivax.

2. Фазовая устойчивость, относящаяся к определенным стадиям паразита. Тканевые клетки могут быть восприимчивы, а кровь иммунна, как, например, в случае устойчивости обезьяны шимпанзе к P. ovale.

3. Неполная устойчивость, заключающаяся в том, что развиваться могут все стадии паразита, но их размножение ограничено (например, устойчивость у шимпанзе к P. vivax).

Малярийные плазмодии — это первый, ставший известным, фактор отбора, оставивший «генетические шрамы» в отдельных человеческих популяциях.

Роль генетических дефектов гемоглобина в устойчивости к малярии. Duffy-мутация является единственной защитой хозяина против P. vivax, не приводящая к другим серьезным последствиям (Duffy-антиген — рецептор хемокинов; см. табл. 27). Такие гемопоэтические модификации, как талассемия, G6PD-дефицитность и гемоглобин S, препятствуют развитию плазмодия, но у гомозиготных людей они сами становятся причиной развития серьёзных болезней [Lederberg J., 1997].

Наиболее изученным генетическим дефектом гемоглобина, препятствующим развитию малярийного плазмодия, является замена глутамина на валин в шестом положении (бета-цепи гемоглобина; гемоглобин HbS). Указанное замещение серьезно отразилось на функциональных свойствах гемоглобина. HbS в восстановленной форме образует длинные ассоциированные цепи, его растворимость снижается на 50 % по сравнению с растворимостью окисленной формы. Эти особенности гемоглобина определяют укорочение жизни эритроцитов в связи со снижением их толерантности к гемолизу [Бышевский А.Ш., Тарсенов О.А., 1994]. У гомозиготных людей в детском возрасте серповидноклеточная анемия отличается более тяжелым течением и высокой летальностью. Она осложняется калькулезными холециститами, язвами конечностей (в области лодыжек), остеомиелитами, переломами костей, ретинопатией, гематурией, тромбозами сосудов головного мозга и другими тяжелыми клиническими симптомами. Однако у гетерозигот болезнь проявляется в менее тяжелой форме, но при этом люди с HbS формой гемоглобина не заболевают малярией. Даже трудно себе представить цену, уплаченную человеческими популяциями в эндемичных по малярии регионах Африки «демону Дарвина», за частоту аллеля серповидноклеточности в 20 % (рис. 53).

Рис. 53. Распространение серповидно-клеточной анемии в Африке. Малярийные плазмодии — это первый, ставший известным, фактор отбора, оставивший «генетические шрамы» в отдельных человеческих популяциях. В ряде районов Африки распространена наследственная болезнь — серповидно-клеточная анемия. Эритроциты больного человека принимают форму серпа и часто разрушаются, возникает тяжелое малокровие, в результате чего человек отстает в развитии и даже погибает. Казалось бы отбор должен в течение одного-двух поколений устранить этот летальный ген серповидно-клеточности. Но оказалось, что в полной мере эта болезнь проявляется только у гомозиготных по данному локусу людей. У гетерозигот анемия проявляется в менее выраженной форме, но вместе с тем они обладают невосприимчивостью к другой страшной и смертельной в этих местах болезни — малярии. Поэтому там, где есть малярия, естественный отбор поддерживает динамическое равновесие между концентрацией летального серповидно-клеточного аллеля и частотой «здорового» аллеля, или, как принято говорить у эволюционных биологов, поддерживает в популяции балансированный полиморфизм. Частота аллеля серповидно-клеточности: 1–15–20 %; 2–10–15 %; 3–5–10 %; 4 — менее 5 % [Медников Б.М., Яблоков А.В., 1987].

Роль комплекса HLAв устойчивости к малярии. Поскольку существуют значительные различия между экспонируемыми и неэкспонируемыми малярией людьми в частотах HLA-генов по локусам А и В, HLA-комплекс может защищать население на эндемичных по этой болезни территориях от паразитов, вызывающих малярию. Адекватные механизмы могут экспрессироваться HLA-ассоциированными генами, которые контролируют иммунологическую реактивность к антигенам малярии. Хорошо установлена связь между HLA-антигеном класса I, HLA-B53, и защитой от тяжелой формы малярии [Hill A. et al., 1992]. Эта связь может быть опосредованна ограниченными HLA класса I цитотоксическими Т-лимфоцитами на стадии пребывания паразита в печени. Среди иммунных к малярии африканцев НLА-В53-ограниченные CTL распознавали сохраненный неамерпептид из антигена, специфического для печеночной стадии, но ни один НLА-В53-ограниченный эпитоп не был идентифицирован в антигенах из других стадий развития паразита [Нill A. et al., 1992]. Эти данные демонстрируют возможную молекулярную основу для установления связи HLA с болезнью и поддерживают кандидатуру антигена, специфического для стадии печени, в качестве компонента вакцины против малярии [Singh N. et al., 1997].

Роль гена фактора некроза опухолей в клинических проявлениях малярии. Независимо от HLA-аллелей, аллель TNF2 гена фактора некроза опухолей альфа, показана как фактор, способствующий развитию церебральных форм малярии [McGuire W. et al., 1994]. От распространенного аллеля TNF1, TNF2 отличает более сильный транскрипционный активатор, способствующий увеличению экспрессии TNF-альфа. Видимо по этой причине у больных с церебральными формами малярии обычно находят повышенное содержание в крови TNF-альфа [Miller L., 1996]. Эта же аллель способствует более тяжелому течению инфекции, вызываемой хантавирусом Puumala (см. «Хантавирус Puumala»).

Роль гена внутриклеточного фактора адгезии 1 в клинических проявлениях малярии. Отдельные аллели гена ISAM-1 способствуют повышенной адгезии паразита к клеткам красной крови в эндотелии небольших сосудов, это сопровождается повышением чувствительности людей к церебральным формам малярии [Fernandez-Reyes D. et al., 1997].

Шистосоматоз. В исследованиях, проведенных с помощью сегрегационного анализа, показано, что среди населения Бразилии ген SM1 несет ответственность за 66 % случаев тяжелого течения болезни (рис. 54). Приблизительно 3 % бразильцев гомозиготны по этому гену и предрасположены к тяжелым формам течения болезни (АА-лица), 68 % гомозиготны по резистентности шистосоматозу (аа-лица), 29 % гетерозиготны и имеют промежуточный уровень резистентности к паразиту (Аа-лица).

Рис. 54. Распределение гена, определяющего чувствительность популяции к возбудителю инфекционной болезни. На схеме показана частота аллеля А гена SM1, предрасполагающего к развитию шистосоматоза, среди населения Бразилии [Abel L., Desseint A., 1998].

Ген SM1 картирован в регионе хромосомы 5q31-q33, ответственном за контроль дифференциации Т-лимфоцитов [Marquet S. et al., 1996]. В дальнейших исследованиях этот регион был связан и с локусом, отвечающим за синтез иммуноглобулина Е (IgE) и образование эозинофилов. В регуляции устойчивости человека к шистосоматозу ген SM1 участвует через регулирование лимфокинами популяций Th2. Резистентные гомозиготы усиливают Th0/2-ответ, в тоже время чувствительные гомозиготы проявляют в отношении паразита Th0/1-ответ [Abel L., Desseint A., 1998].

* * *

Восприимчивость к возбудителю инфекционной болезни человеческой популяции или этнической группы всегда носит полигенный характер и определяется частотами встречаемости генов, продукты экспрессии которых способны усилить инфекционный процесс. Частоты таких генов в популяциях варьируют. Поэтому в любой популяции наблюдается множество переходных вариантов патологии между типичными формами проявления инфекционной болезни.

Генетическая устойчивость к развитию микробной инфекции может включать устойчивость к возникновению инфекции, т. е. устойчивость в первоначальной стадии размножения микроорганизма в хозяине и устойчивость к дальнейшему развитию болезни, т. е. Удержание инфекции в состоянии латентности. Генетическая устойчивость к паразитарным болезням носит более сложный характер, чем к бактериальным и вирусным, и предполагает наличие фазовой устойчивости, относящейся к определенным стадиям развития паразита.

Генетическая устойчивость (предрасположенность) к отдельным возбудителям инфекционных болезней может реализовываться непосредственно через иммунную систему и минуя её. Среди факторов иммунной системы, специфически связанных с развитием отдельных инфекций, наиболее изучена роль факторов, кодируемых генами МНС, ассоциации с инфекциями отдельных аллелей которых имеют универсальный характер. Показана роль в развитии инфекционных болезней мутаций генов регулирующих функцию фагоцитолиза (например, NRAMP1 для возбудителей ТВ и лепры); регулирующих активность иммунной системы (например, врожденная недостаточность системы интерферона при ТВ); контролирующих дифференциацию Т-лимфоцитов (например, дефектный ген SM1 при шистосоматозе) и др.

Среди генетических факторов, специфически влияющих на чувствительность к возбудителям инфекций, но не реализующихся через иммунную систему, можно выделить следующие: мутации в рецепторах, нарушающих механизм лиганд-рецепторного взаимодействия возбудителя с клеткой-мишенью (например, Duffy-мутация повышает устойчивость эритроцитов к малярийным плазмодиям, мутации гена рецептора CCR5 снижает риск инфицирования ВИЧ); мутации в субстратах, метаболизируемых узкоспециализированным паразитом (например, генетические дефекты гемоглобина определяют устойчивость к плазмодиям, вызывающим малярию); мутации в генах рецепторов, нарушающих взаимодействие клетки с витамином D и др.

Устойчивость к инфицированию возбудителями инфекционных болезней у рас, этнических групп, отдельных популяций, всегда носит относительный характер. После каждой крупной эпидемии из-за элиминации отдельных генотипов, чувствительность популяции меняется в отношении нескольких возбудителей инфекционных болезней одновременно.

 

Глава 2.4. Биологический террористический акт

Биологический террористический акт. Эпидемиология террористического акта при однократном применении биологического агента. Эпидемиология террористического акта при многократном применении биологического агента. Расследование биологического террористического акта. Вспышка сибирской язвы в Свердловске в 1979 году — бактериологическая диверсия?

Чтобы свести к минимуму нежелательные последствия биологического нападения или террористического акта, медицинские работники и работники правоохранительных органов должны сознавать опасность биологической войны и терроризма. Они должны иметь соответствующее представление о возбудителях болезней, которые могут быть приспособлены для военных целей, и об их воздействии на организм жертвы, о закономерностях развития искусственных эпидемических процессов и тех его признаках, знание которых позволит заподозрить биотеррористический акт или диверсию.

Биологический террористический акт. Биологические агенты воспринимаются террористами в качестве «атомной бомбы бедных». При этом они исходят из опасной иллюзии того, что поражающие возможности биологического оружия (БО) сопоставимы с ядерным, но его стоимость значительно меньше, а технология производства доступнее (рис. 55).

Рис. 55. Мистифицируемая сравнительная эффективность ядерного и биологического оружия. Теоретические оценки поражающей способности биологических агентов породили опасные иллюзии в странах третьего мира. Многим политикам в этих странах кажется, что обладание собственным БО придаст им больший вес в ядерном мире. Для террористов биологические агенты представляются тем инструментом, с помощью которого они могут поставить на колени мощные в военном отношении государства [Siegrist D., 1999].

В качестве биологических поражающих агентов террористами могут быть использованы бактерии, вирусы или биологические токсины. Специалисты из U.S. Army Medical Research Institute of Infectious Diseases (USAMRIID, Fort Detrick, США) в качестве примеров микробных агентов и токсинов, которые могут быть использованы в террористических актах, называют: В. anthracis (сибирская язва), ботулинический токсин, стафилококковый энтеротоксин В (SEB), возбудители чумы, Ку-лихорадки, туляремии, мелиоидоза, бруцеллеза и ряд других. Обзор нескольких биологических агентов; синдромов болезней, вызываемых ими; и лечебных мероприятий, доступных клиницистам, представлен в табл. 28.

Таблица 28

Краткое описание биологических агентов, синдромов болезней и лечебных мероприятий [20]

Агент | Инкубационный период | Диагностические пробы (BSL) | Диагностический анализ | Меры изоляции больного | Химиотерапия | Химиопрофилактика | Вакцинация

Сибирская язва | 1–5 дней | Кровь (BSL-2) | Окрашивание по Граму. Ag-ELISA. Серология: ELISA | Стандартные меры | Ципрофлоксацин 400 мг в/в каждые 8–12 ч. Доксициклин 200 мг в/в, затем 100 мг каждые 8–12 ч. Пенициллин 2 млн. ед. в/в, каждые 2 ч + стрептомицин 30 мг/кг в/м, каждый день (или гентамицин) | Ципрофлоксацин 500 мг перорально 2 раза в день в течение 4-х нед. Доксициклин 100 мг перорально 2 раза в течение 4-х нед. + вакцинация | Вакцинация групп риска

Бруцеллез | 5–60 дней (иногда месяцы) | Кровь, костный мозг, сыворотки от больных в острой фазе и от выздоравливающих (BSL-3) | Серология: агглютинация Культивирование | Стандартные меры | Доксициклин 200 мг в день перорально + рифампицин 600–900 мг/день перорально в течение 6 нед. | Доксициклин и рифампицин в течение 3-х нед. | Эффективной вакцины нет

Чума | 2–3 дня | Кровь, мокрота, материал

из лимфотического узла (BSL-2/3) | Окраска по Граму или по Райт-Гимза Ag-ELISA. Культивирование

Серология: ELISA, IFA | Легочная форма: предупреждение воздушно-капельного заражения, если больного не лечили 3 сут. | Стрептомицин 30 мг/кг в/м каждый день в 2 дозах в течение 10 дней (или гентамицин). Доксициклин 200 мг в/в, затем 100 мг в/в каждые 12 ч в течение 10–14 дней. Хлорамфеникол по 1 г в/в каждые 6 ч в течение 10–14 дней | Тетрациклин 500 мг перорально 4 раза в день в течение 7 дней. Доксициклин 100 мг перорально каждые 12 ч в течение 7 дней | Вакцинация групп риска

Лихорадка Ку | 10–40 дней | Сыворотка (BSL-2/3) | Серология:

ELISA, IFA | Стандартные меры | Тетрациклин 500 мг перорально каждые 6 ч в течение 5–7 дней. Доксициклин 100 мг перорально каждые 12 ч в течение 5–7 дней | Тетрациклин после экспонирования в течение 5 дней. Доксициклин после экспонирования в течение 5 дней | Вакцинация групп риска

Туляремия | 2–10 дней | Кровь, мокрота, сыворотка, ЕМ тканей (BSL-2/3) | Культивирование. Серология: агглютинация | Стандартные меры | Стрептомицин 30 мг/кг в/м каждый день, 10–14 дней. Гентамицин 3–5 мг/кг в день в течение 10–14 дней | Доксициклин 100 мг перорально каждые 12 ч в течение 14 дней. Тетрациклин 2 г/день перорально в течение 14 дней | Вакцинация групп риска

Оспа | 7–17 дней | Мазок из зева, струпья (BSL-4) | ELISA, ПЦР, выделение вируса | Предупреждение аэрогенного заражения | Цидофовир (эффективен in vitro) | Иммуноглобулин к вирусу вакцины 0.6 мл/кг в/м в течение 3 дней после экспонирования, лучше всего в течение 24 ч | Вакцинация до и после экспонирования. Рекомендуется по прошествии трех лет после последней вакцинации

Вирусные энцефалиты | VEE, 2–6 дней EEE/WEE, 7–14 дней | Сыворотка VEE (BSL-3) ЕЕЕ (BSL-2) WEE (BSL-2) | Выделение вирусов. Серология: ELISA или ингибирование гемагглютинации | Стандартные меры (борьба с комарами) | Поддерживающая терапия: анальгетики, препараты от судорог при необходимости | Нет | Вакцины мало эффективны (за исключением YE)

Вирусные геморрагические лихорадки | 4–21 день | Сыворотка, кровь. Большинство вирусных геморрагических лихорадок (BSL-4). RVF, KHF и YF (BSL-3) | Выделение вирусов Ag-ELISA RT-PCR. Серология: Ab-ELISA | Предупреждение контактов. Рассмотрение дополнительных мер в случае обширной геморрагии | Поддерживающая терапия: рибавирин (CCHF/аренавирусы) 30 мг/кг в/в первоначальная доза 15 мг/кг в/в каждые 6 ч 4 дня, 7.5 мг/кг в/в каждые 8 ч 6 дней. Пассивные антитела к AHF, BHF, лихорадке Ласса и CCHF | Нет | Малоэффективные вакцины против ANF и RVF. В России разработан иммуноглобулин для экстренной профилактики лихорадки Эбола

Ботулизм | 1–5 дней | Мазок из носа (возможно) (BSL-2) | Ag-ELISA. Биопроба на мышах | Стандартные меры | Семивалентный антитоксин DDD для серотипов A-G (IND): лошадиный, ампула (10 мл) в/в. Трехвалентный лошадиный антитоксин для серотипов А, В, Е (лицензир.) | Нет | Иммунизация групп риска

Стафилококковый энтеротоксин В | 1–6 ч | Мазок из носа, сыворотка, моча (BSL-2) | Ag-ELISA. Серология: Ab-ELISA | Стандартные меры | Вспомогательное дыхание и заместительная терапия | Нет | Нет

Сокращения: BSL — уровень биобезопасности; Ag — антиген; IFA — количественный иммнофлуоресцентный анализ; IND — новый лекарственный препарат, проходящий клиническое испытание; ЕМ — электронная микроскопия; ПЦР — полимеразная цепная реакция; VIG — иммуноглобулин к вирусу вакцины; DDD — Министерство обороны; VEE — венесуэльский энцефалит лошадей; ЕЕЕ — восточный энцефаломиелит лошадей; WEE — западный энцефаломиелит лошадей; RVF — лихорадка долины Рифт; KHF — корейская геморрагическая лихорадка; YF — желтая лихорадка; RT-PCR — ПЦР с обратной транскриптазой; Аb — антитело; CCHF — конго-крымская геморрагическая лихорадка; AHF — аргентинская геморрагическая лихорадка; BHF — боливийская геморрагическая лихорадка.

Несмотря на очень разные характеристики этих микроорганизмов и токсинов, как террористические средства они имеют некоторые общие характеристики. Они могут быть переведены в мелкодисперсный аэрозоль с размером частиц около 1–5 мкм, способный проникнуть в дистальные бронхиолы и терминальные альвеолы незащищенного человека. Доставка аэрозолей к цели может осуществляться террористами при помощи простых технологий, включая промышленные распылители с соплом и источник энергии, модифицированный для генерирования частиц такого размера. Аэрозоль может быть распылен с линейного источника (самолет или корабль), двигающегося против ветра от намеченной цели; или с наветренной стороны от района-цели из точечного источника (стационарный распылитель или ракетные кассетные боеприпасы). Другими возможными способами экспонирования к биологическим агентам являются пероральный (преднамеренное заражения пищи и воды) и чрескожный (инъекции) [Franz D.R. et al., 1997].

Формы и способы осуществления биологических террористических актов чрезвычайно разнообразны. Некий B. Stewart в январе 1999 г. был осужден в США за умышленное инфицирование своего 11 месячного ребенка кровью больного СПИДом. Как он сам объяснил суду — для того, что бы не платить за его содержание. Канадский аспирант-паразитолог E.Kranz в 1970 г. пытался убить своих соседей по арендуемой квартире, заразив их пищу паразитом Ascaris lumbris coides [Atlas R.M., 1999]. Мотивы и убеждения террористов, а также обстоятельства совершения отдельных биологических террористических актов, приведены в табл. 29.

Таблица 29

Мотивы и обстоятельства совершения отдельных биотеррористических актов [21]

Организаторы | Мотивация | Идеология | Объект (ы) | Агент (ы) | План террористического акта | Противодействие террористическому акту

Weather Underground (1970) «Гроза под землей» | Временная инкапситация жителей американских городов для демонстрации «неспособности федеральных властей» | Революционное движение, оппозиционное американскому империализму и войне во Вьетнаме | Жители городов США | Биологические агенты пытались получить в USAMRIID путем шантажа военнослужащего-гомосексуалиста | Подбросить инапситирующие биологические и химические агенты в питьевую городскую воду | Возможно, это недостоверный случай

R.I.S.E. (1972) Террористическая организация «Райс» | Уничтожить большинство людей для предотвращения разрушения природы и создать расу сверхлюдей | Преступники были студентами колледжа, подвергшимися влиянию идеологии экотерроризма и наркокультуры 1960-х гг. | Сначала планировалось совершить действие в отношении «мировой популяции», затем сузить круг жертв до постоянных жителей 5 штатов вокруг Чикаго | Восемь микробных патогенов, включающие агенты, вызывающие дифтерию, дизентерию и менингиты | Аэрозольная атака с самолета и контаминация запасов городской воды | Атака сорвалась, когда были обнаружены микробные культуры; два главных подозреваемых бежали на Кубу

Red Army Fraction (1980) «Фракция Красной армии» | Планировалась биологическая атака против ведущих западногерманских политиков и бизнесменов | Марксистская революционная идеология | Конкретные цели неизвестны | Преступники пытались получить ботулинический токсин на явочной квартире в Париже | Неизвестен | Вероятно ошибочные сведения, впоследствии опровергнутые германским правительством

Rajneeshe Cult (1984) Религиозная секта Раджнишистов | Планировалась инкапситацией избирателей выиграть местные выборы | Индийский религиозный культ, возглавляемый харизматическим гуру | Постоянные жители городков Dalles и Wasco County, штат Орегон (США) | Salmonella typhimurium | Использовалось много методов, в основном, инфицировалась пища салатных баров ресторанов. Инфицирован 751 человек | О заговоре стало известно после того, как секта развалилась и ее члены проинформировали полицию. Эпидемиологи предполагали теракт на основе собственных исследований

Minnesota Patriots Council (1991) «Совет патриотов Минесоты» | Нанесение вреда федеральным властям, личная месть | Антиправительственный протест; правое крыло движения «патриотов» | Должностные лица | Рицин, извлеченный из касторовых бобов, приобретенных по почте | Нанесением на кожу рицина, растворенного диметилсульфоксиде и в препарате алоэ или в составе сухого аэрозоля | В группу был внедрен информатор ФБР; четыре члена группы были арестованы

Aum Shinrikyo (1995) «Аум Синрике» | Реализация пророческого предсказания, устранение врагов, соперников, колеблющихся сектантов | Новая жизнь после страшного суда, культ становления теократического государства в Японии с харизматическим сильным лидером | Массовые популяции людей; отдельные оппоненты культу | Биологические агенты (B. anthracis, ботулинический токсин, возбудители Q-лихорадки и лихорадки Эбола), и химические агенты (зарин, VX, синильная кислота) | 10 попыток аэрозольного применения биологических агентов. Все оказались неудачными | Много террактов с применением химических агентов, приведших к гибели, по крайней мере, 20 человек; пострадали более 1000 человек. Разгромлена властями

Larry Harris Ларри Харрис (1998) | Угроза для американцев БО Ирака | Связь с группой «Арийская

Нация» | Неопределенные угрозы в адрес американских властей | Пытался получить возбудители чумы и сибирской язвы (вакцинный штамм) и некоторые другие бактерии | Обсуждал диссеминацию биологических агентов с помощью самолетов-опылителей и другими способами | Арестован после того, как публично заявил о желании совершить биологический террористический акт в отношении американских официальных лиц

У лиц, готовящих биологические террористические акты (диверсии), имеются самые разные убеждения — от религиозных до политических, от левых до правых и даже зеленых. Главное, что их объединяет, это бионегативное восприятие окружающего мира. В тоже время мотивы биологических террористов определяют ряд характерных особенностей таких преступлений:

масштабность и, нередко, бредовость замысла преступления («демонстрация неспособности властей», «истребить большинство людей и создать расу господ», «реализация пророческого предсказания» и др.);

о таких терактах не объявляют и за них не берут на себя ответственность — биологические теракты используют для скрытого удара, как элемент непрямой стратегии;

беспредельная жестокость, стремление уничтожить как можно больше людей и направленность исключительно на гражданское население.

Наиболее масштабным осуществленным биологическим террористическим актом является инфицирование сальмонеллами 751 человека в американском городке Далласе в 1984 г. (ниже мы рассмотрим этот теракт более подробно). Наиболее масштабным удавшимся, но не доказанным терактом (диверсией), видимо, является эпидемия сибирской язвы в 1979 г. в Свердловске вблизи советского военного объекта (мы её тоже рассмотрим). Наиболее масштабными, но неудавшимися биологическими террористическими актами, можно считать попытки японской секты «Аум Синрике» применить различные возбудители и токсины в Токио. Эта секта в апреле 1990 г. оборудовала автомобиль системой для рассеивания ботулинического токсина, и автомобиль распылял токсин вокруг здания японского Парламента. В июне 1993 г. сектанты пытались расстроить свадьбу японского кронпринца путем диспергирования ботулинического токсина с помощью той же автомобильной системы. В конце июня 1993 г. ими была предпринята попытка распространения возбудителя сибирской язвы с крыши одного из токийских зданий (его рассеяние продолжалось в течение 4 сут). А еще раньше, 15 марта, члены секты оставили в метро в Токио три портфеля с целью распространения там ботулинического токсина [Atlas R.M., 1999]. Удивляет та предельная жестокость, с которой осуществлялись эти террористические акты. Мишенью «Аум Синрике» был собственный народ, а в качестве поражающих агентов сектантами были выбраны самые смертельные из них. Видимо, такова особенность психологии лиц, решившихся на акт биологического террора. Неудачи этих террористических актов свидетельствуют о том, что террористы еще не научились полностью использовать заложенный в биологических агентах смертельный потенциал.

Эпидемиология террористического акта при однократном применении биологического агента. Биологические террористические акты и диверсии будут готовиться и осуществляться скрытно. Поэтому экспонированные агентом люди окажутся единственным и наиболее точным детектором биологического нападения. При отсутствии сведений о нападении, возросшее число больных с признаками и симптомами, вызванными диссеминированным возбудителем болезни, является, по всей вероятности, первым индикатором того, что был совершен биологический террористический акт [Franz D.R. et al., 1997]. В развивающемся эпидемическом процессе необходимо выявить еще ряд дополнительных обстоятельств, характерных именно для террористического акта.

Сжатая эпидемическая кривая с пиком, достигаемым для некоторых возбудителей за несколько суток (эпидемиология «точечного источника»). При большинстве естественно возникающих эпидемий наблюдается постепенный рост числа заболевших, так как люди постепенно вступают в контакт со все возрастающим числом больных, переносчиков инфекции или предметов, служащих передатчиками патогена. В противоположность этому, все те, кто подвергся нападению с применением БО, должны вступить в контакт с биологическим агентом примерно в одно и то же время. Сжатая эпидемическая кривая будет наблюдаться в большинстве случаев экспонирования к точечному источнику инфекции, включая вспышки пищевого отравления, которые могут быть естественными или, возможно, умышленно спровоцированными [Franz D. et al., 1997]. Однако эта кривая индивидуальна и будет зависеть от инкубационного периода и течения болезни.

В качестве примера приведем модель, разработанную специалистами Center for Disease Control and Prevention (Atlanta, Geordia, США). Авторы сравнивали воздействие теоретического биотеррористического нападения на пригород крупного города. Они исходят из того, что нападение производится путем генерирования аэрозоля биологического агента вдоль линии поперек направлению ветра. Аэрозольное облако проходит над площадью цели за период времени в пределах 2-х часов. Предполагалось также, что ингалируемая доза составила не менее одной ИД50. Человек, который экспонировался к облаку B. anthracis в любой точке в период 2 часов его прохождения, вдыхал одну ИД50, а человек, который экспонировался к B. melitensis или F. tularensis, вдыхал от одной до 10 ИД50, в зависимости от его близости к источнику аэрозоля.

Эпидемическая кривая для сибирской язвы, рассчитанная по дням после экспонирования, давала 0 % случаев на период менее 1 дня; 5 % — через 1 день; 20 % — через 3 дня; 35 % — через 4 дня; 20 % — через 4 дня; 10 % — через 5 дней; 5 % — через 6 дней; и 5 % — через 7 и более дней (рис. 56).

Рис. 56. Сжатая эпидемическая кривая при однократном применении биологического агента. Эпидемиология «точечного источника» — динамика появления больных сибирской язвой после однократного ингаляционного инфицирования населения спорами B. anthracis. По модели биотеррористического нападения на пригород большого города [Kaufmann A. et al., 1997].

Смертность также варьировала исходя из дня, в который были замечены первые симптомы. Для пациентов с симптомами, появившимися в первый день, она считалась равной 85 %; для пациентов с симптомами на второй день — 80 %; при появлении симптомов на третий день — 70 %; на четвертый, пятый и шестой дни — 50 %; и на седьмой и последующие дни — 70 %. Возросшая смертность среди заболевших при инкубационном периоде 7 и более дней рассчитывалась из допущения запаздывания диагностики и, как следствие, начала лечения.

Эпидемическая кривая для бруцеллеза по дням после экспонирования характеризовалась 4 % случаев в интервале 0 дней, 6 % случаев в интервале 8 дней, 14 % — в интервале от 15 до 28 дней, 40 % — от 29 до 56 дней, 26 % — от 57 до 112 дней и 10 % — от 113 дней и далее. Смертность оценивалась на уровне 0,5 %.

Эпидемическая кривая для туляремии по дням после экспонирования предполагалась следующей: в период менее 1 дня — 0 % случаев; 1 день — 1 %; 2 дня — 15 %; 3 дня — 45 %; 4 дня — 25 %; 5 дней — 10 %; 6 дней — 3 % и 7 и более дней — 1 %. Оцениваемая смертность составляла 7,5 %.

Пик поступления больных сибирской язвой и туляремией придется на третий день после террористического акта; больных бруцеллезом — в интервале от 29 до 56 дней.

При использовании террористами биологических токсинов максимальное количество пораженных появится в течение нескольких часов [Franz D. et al., 1997].

«Невозможная эпидемиология». Например, эпидемиология лошадиных энцефалитов у людей тесно связана с экологией этих вирусов в естественно возникающих эндемических очагах. Сведения о широком распространении случаев инфицирования вирусом венесуэльского энцефалита (ВЭЛ) лошадей среди людей за пределами известных эндемических районов, при отсутствии условий для природной трансмиссии — комаров — переносчиков или заболевания у лошадей, следует рассматривать с подозрением, поскольку они могут свидетельствовать о неестественном попадании вируса в окружающую среду. К невозможной эпидемиологии также нужно относить все случаи появления болезни, которая является необычной для данного географического района, особенно если их появляется сразу несколько [Franz D. et al., 1997].

Локализованностъ эпидемического очага. Эпидемия возникает с подветренной стороны от точки атак. Если появится подозрение, что вспышка вызвана аэрогенным инфицированием людей, то всегда среди заболевших можно определить круг лиц, находившихся в зоне прохождения аэрозольного облака.

К менее важным эпидемическим признакам можно отнести следующие.

Распространенность легочных поражений. По мнению ряда специалистов такие поражения свидетельствуют о террористическом акте [Wiener S.L., 1987]. Однако легочных поражений может вообще не быть, если биологический агент попал в организм человека с пищей (возбудители энтероинфекций) или был введен ему в кровь (ВИЧ, токсины). Кроме того, не у всех инфекций всегда развивается легочная форма болезни после проникновении возбудителя в легкие. Например, возбудитель сибирской язвы из легких попадает в регионарные лимфатические узлы и там размножается, не вызывая в первые сутки болезни первичной пневмонии [Franz D. et al., 1997]. Сама же болезнь быстро переходит в септическую форму, с поражением многих органов и тканей. Среди них и менингиты, и вторичная пневмония. На поздней стадии болезни «легочная» и «кишечная» форма сибирской язвы практически не различаются между собой [Бургасов П.Н., Рожков Г.И., 1984].

Высокие показатели заболеваемости и смертности среди экспонированных лиц, больше имеют отношение к клинике инфекции, чем к ее эпидемиологии. Они зависят от выбранного террористами возбудителя инфекции и условий осуществления террористического акта.

Более высокие показатели заболеваемости и смертности, не характерные для данной болезни. Клинические симптомы возникшей болезни могут быть забыты из-за ее длительного отсутствия в регионе (как это произошло с Конго-Крымской лихорадкой, вспыхнувшей в станице Обливской Ростовской области). По этой причине никто из специалистов сразу не сможет сказать, что характерно для нее, а что нет. Кроме того, многие, если не большинство инфекционных болезней, вызываемых биологическими агентами, не имеют специфических признаков и симптомов в первые дни их проявления.

Более низкие показатели заболеваемости у персонала, защищенного от экспонирования (например, у тех, кто находился внутри здания). Эти показатели можно уверенно сопоставить только после окончания эпидемии и когда станет известно направление движения аэрозольного облака. Терракт может быть осуществлен и непосредственно в здании.

Устойчивость штаммов микроорганизмов к лекарственным препаратам. Действительно, природные штаммы возбудителей чумы, сибирской язвы, туляремии и ряда других болезней, чувствительны к большинству используемых в клинике антибиотиков [Шувалова Е.П., 1973]. Однако обнаружение резистентных штаммов в очаге подозрительной вспышки, свидетельствует о теракте только в совокупности с другими эпидемическими признаками теракта («эпидемиология точечного источника», «невозможная эпидемиология» и др.). В ином случае такая находка может оказаться просто расширением наших знаний о живой природе. Например, в Индии был выделен природный штамм B. anthracis, устойчивый к пенициллинам, обычно используемым для лечения сибирской язвы [Lalitha М., Thomas M., 1997]

Эпидемиология террористического акта при многократном применении биологического агента. Как показало расследование террористического акта в Далласе, на начальном этапе расследования у следователей возникло определенное психологическое препятствие в истолковании собранных ими эпидемиологических данных. Они считали, что преступники совершить такой акт могут только однократно, а дальше их должно заботить только то, как быстрее скрыться с места преступления. Однако, как оказалось, у террористов такого психологического препятствия не возникало. Будучи не удовлетворенными полученными результатами, они повторяли попытки инфицирования людей до тех пор, пока не получили нужный результат [Torok T. et al., 1997]. Кроме того, одновременно могут действовать несколько групп биотеррористов. Поэтому распространенное среди специалистов представление о сжатой эпидемической кривой биологического террористического акта, верно не для всех возможных сценариев.

При многократном использовании террористами биологических агентов возникнет несколько первичных очагов инфекции, появление которых будет растянуто по времени и эпидемиология «точеного источника» в начале эпидемии может не прослеживаться (рис. 57). В этом случае основным критерием искусственного эпидемического процесса остается «невозможная эпидемиология». Однако в последствии, когда картина эпидемии прояснится, можно будет проследить сжатые эпидемические кривые в отдельных локализованных очагах.

Рис. 57. Растянутая эпидемическая кривая при многократном применении биологического агента. Вспышка гастроэнтерита в Далласе имела две волны: с 9 по 18 сентября и с 19 сентября по 10 октября. Разрыва между волнами не было. Первая волна была связана с «испытаниями» агента террористами, вторая предназначалась для срыва выборов. Как правило, террористы применяли агент в каждом ресторане несколько раз. В обоих случаях имела место «неожиданная эпидемиология» — использованный террористами возбудитель обычно не распространяется с готовыми пищевыми продуктами [Torok T.J. et al., 1997].

Характерным для такого террористического акта также будет одновременное появление сразу нескольких инфекционных болезней с «невозможной эпидемиологией».

Расследование биологического террористического акта. Рассмотрим этот процесс на примере расследования террористического акта в Далласе. Для этого будем использовать материалы, опубликованные Center for Disease Control and Prevention, США [Torok T. et al., 1997].

Мотив преступления. В 1981 г. ученики Бхагван Шри Раджниша приобрели большое ранчо в округе Уаско для строительства новой международной штаб-квартиры индийских гуру. Создание общины было спорным с самого начала; основными вопросами конфликта были культурные ценности и проблемы землепользования. Части ранчо они хотели присвоить статус города Раджнишпучам, но грамота о присвоении статуса города оспаривалась в судах, что очень мешало новому строительству. Члены общины считали, что исход выборов в городке Даллас (население 10,5 тыс. человек) представителей в округ Уаско (население округа 21 тыс. человек) 6 ноября 1984 г. окажет значительное влияние на дальнейшее решение вопроса о землепользовании.

Как был заподозрен террористический акт? В течение месяца сальмонеллезом заболел 751 человек. При эпидемиологическом обследовании были идентифицированы средства передачи возбудителя болезни в виде продуктов в многочисленных закусочных самообслуживания с овощными блюдами и возможные периоды контаминации. Общие механизмы, посредством которых могло произойти инфицирование в закусочных, были исключены. После закрытия всех закусочных с овощными блюдами произошло резкое снижение частоты заболеваний и, возможно, именно это вмешательство положило конец вспышке. Однако данные факты трудно было увязать с тем, что в санитарно-гигиенической практике причастных к вспышке ресторанов не было выявлено грубых нарушений; что участники частных банкетов, пользовавшиеся закусочными с овощными блюдами, не пострадали; и что большинство ресторанов, связанных со вспышкой, не имели общих источников поставок пищевых продуктов. В связи с этим эпидемиологической службой штата Орегон были рассмотрены и другие возможные способы передачи возбудителя инфекции, среди них — умышленное распространение возбудителя болезни. Одновременно ФБР получило информацию от осведомителя о проведенном теракте.

Уголовное расследование. Администрации указанных ресторанов были заданы вопросы по поводу необычных инцидентов или недовольных работников. О подозрительных событиях сообщали в полицию штата Орегон и шерифу округа Уаско. ФБР контролировало действия местной полиции по расследованию. По завершении эпидемиологического исследования и после распада общины учеников Раджниша, ФБР, при техническом содействии санитарно-гигиенической лаборатории штата Орегон, провело расследование в клинических и лабораторных отделениях в Раджнишпураме. Из клинической лаборатории в Раджнишпураме следователи изъяли пробирку, содержащую стандартный штамм S. typhimurium (Американская коллекция типовых культур 14028, Роквилл, штат Мэриленд). Согласно имеющейся в клинике документации, лаборатория получила эту пробирку от коммерческого поставщика биологических продуктов еще до вспышки. Этот штамм S. typhimurium по антибиотикограмме, биохимическим маркерам, плазмидным профилям и рестриктазным переварам плазмидной ДНК ничем не отличался от штамма, выделенного во время вспышки от заболевших жителей городка.

Свидетельские показания осведомителя представили дополнительную информацию о мотивах преступного сговора и об осуществлении намеченного плана. Согласно его показаниям, раджинистами планировалось провести несколько преступных акций в заранее определенных ресторанах, в бакалейно-гастрономическом магазине и на городском водопроводе. Часть задуманных акций, по данным осведомителя, были осуществлены.

Источник инфекции для работников, которые заболели до того, как было документально подтверждено экспонирование посетителей ресторанов, остается неизвестным. Эти случаи болезни могли быть результатом первой неудавшейся попытки контаминации. По словам осведомителя, террористы были разочарованы, когда их первоначальные попытки не вызвали широкого распространения болезни, и в более поздних акциях они увеличили количество бактериальной культуры, вносимой в продукты питания.

Не было установлено никаких обиженных работников, которые могли иметь желание отомстить своим хозяевам. Уголовное расследование подтвердило, что работники ресторанов не участвовали в попытках контаминации.

Исследование окружающей среды. Санитарные врачи местного отдела здравоохранения и представители Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США, выявили оптовых торговцев и подлинных поставщиков пищевых продуктов в рестораны, в которых происходило инфицирование людей S. typhimurium. Все эти рестораны были инспектированы санитарными врачами. Были просмотрены записи работы системы городского водоснабжения за сентябрь 1984 г. Во время вспышки для анализа были взяты пробы водопроводной воды в ресторанах. Был проведен анализ температур охлаждения в закусочных. Эти исследования позволили исключить из числа возможных причин вспышки проникновение возбудителя инфекции из внешней среды или с оптовыми поставками продуктов. Стало ясно, что инфицирование пищи происходило непосредственно в ресторанах.

Эпидемиологическое определение места совершения теракта. Эпидемиологи работали независимо от агентов ФБР и не располагали информацией от осведомителя. Однако их данные не только совпали с теми, которые получило ФБР оперативным путем, но и оказались более обстоятельными. Наибольшее количество заболевших жителей городка оказалось связано с ресторанами, в которых имелись закусочные с овощными блюдами. Два ресторана без закусочных были ответственны за самое небольшое количество заболевших. Эти наблюдения позволили предположить, что инфицирование людей осуществлено в закусочных.

В двух ресторанах из числа тех, с которыми связывают наибольшее число инфицированных, были банкетные залы. Но ни одного случая среди посетителей 20 банкетов в период вспышки выявлено не было. Продукты для банкетных закусочных с овощными блюдами готовились в той же кухне, что и продукты для общих закусочных, но банкетные закусочные имели более ограниченный набор продуктов и работали только 1–0,5 ч/день. Источники продуктов, поставляемых в общие закусочные с овощными блюдами, были те же, что и для банкетов. Эти наблюдения эпидемиологов исключили возможность добавления S. typhimurium в пищу непосредственно в процессе ее приготовления.

Затем эпидемиологами были получены доказательства инфицирования пищи посетителями ресторанов. Во время второй волны вспышки болезни, из сливочной добавки к салату с голубым сыром одного из ресторанов, была выделена S. typhimurium, но она не была обнаружена в сухой смеси, использованной для приготовления приправы к этому салату. S. typhimurium также не была выделена из салата латука, который был получен из одной и той же партии, использованной ресторанами во время вспышки. Но ее обнаружили в таком салате, изъятом непосредственно из салат-бара, тогда стал понятен и способ, которым террористы инфицировали продукты. Работники обычно выставляли в закусочной полные контейнеры с каким-нибудь свежеприготовленным пищевым продуктом и не контролировали их в дальнейшем. Этим пользовались террористы.

Исследование выделенных штаммов. Для сравнения штамма, вызвавшего вспышку, с имеющимися изолятами, полученными от людей и животных во время национальных обследований, были проведены лабораторные исследования. Штамм, выделенный во время вспышки в Далласе, до этого не был широко известным. Ни один из изолятов S. typhimurium, выделенных от людей во время двух национальных обследований, за исключением нескольких изолятов, обнаруженных после вспышки, не соответствовал далласскому штамму. Один изолят, полученный от животного, который соответствовал штамму, вызвавшему вспышку, не имел идентифицируемой эпидемиологической связи с далласской вспышкой. Характерная чувствительность к антибиотикам, результаты биохимического анализа и плазмидный профиль убедительно свидетельствовали о том, что причиной вспышки был только штамм, обнаруженный в лаборатории террористов.

Наказание. В марте 1986 г. двум членам общины были предъявлены обвинения в преступном сговоре с целью порчи пищевых продуктов путем их заражения и в нарушении федерального закона против фальсификации продуктов. В апреле 1986 г. обвиняемые признали себя виновными и в июле 1986 г. они были приговорены к 4,5 годам тюремного заключения. По отбытии наказания террористы уехали в Европу.

Таким образом, установление факта террористического (диверсионного) применения биологических агентов и его расследование, чрезвычайно сложная задача, решение которой возможно только при координации действий эпидемиологических служб и правоохранительных органов (рис. 58).

Рис. 58. Схематическое изображение расследования биотеррористического акта

Вспышка сибирской язвы в Свердловске в 1979 г. — бактериологическая диверсия? При всей свободе взглядов и мнений постперестроечного периода нашей истории, почему-то, когда речь заходит о вспышке сибирской язвы в г. Свердловске в 1979 г., авторы многочисленных публикаций с унылым однообразием начинают толковать и перетолковывать только одну версию — Госдепартамента США «о выбросе биоагента с предприятия по производству БО». Любопытно и время появления этой версии.

По данным Н. Зеновой (1991), первое сообщение о вспышке сибирской язвы в западной прессе со ссылкой на анонимный источник было в январе 1980 г., после начала войны в Афганистане. Однако сегодня мало кто знает, что с самого начала этих событии была еще одна версия, о которой упоминают только иногда — версия возникновения вспышки сибирской язвы вследствие широкомасштабной бактериологической диверсии.

Эпидемиология свердловской вспышки не характерна для одномоментного выброса возбудителя из точечного источника. На рис. 59 (схема Б), сделанном профессором Гарвардского университета М. Meselson и соавт (1994) по спутниковой фотографии Чкаловского района Свердловска, показаны предполагаемые места инфицирования людей возбудителем сибирской язвы. Они отчетливо свидетельствуют о гнездном распределении случаев инфицирования людей сибирской язвой, о наличии в Чкаловском районе не одного очага, а нескольких дискретных очагов болезни. При этом очаги расположены вдоль условной, искусственно проведенной ровной линии, имитирующей «направление ветра» на юг.

Рис. 59. Несоответствие эпидемиологии сибирской язвы в Свердловске в 1979 г. версии «выброса» спор сибирской язвы с территории 19-го военного городка. А. Наиболее вероятное распределение на местности людей, подвергнутых экспозиции возбудителем сибирской язвой в случае, если бы «выброс» произошел с территории 19-го городка (см. также рис. 55). Б. Реальное распределение на местности людей, экспонированных возбудителем сибирской язвы (по М. Мезельсону и соавт., 1994). Ο — гипотетическое положение источника «выброса» B. anthracis, — больные сибирской язвой, ↓ — направление, по мнению Госдепартамента США, показывающее «южный ветер» в момент «выброса».

Наиболее вероятное распределение на местности людей, подвергнутых экспозиции возбудителем сибирской язвой в случае, если бы «выброс» произошел с территории 19-го военного городка, показано на схеме А этого же рисунка. Одномоментный выброс из точечного источника большого количества спор сибирской язвы предполагает появление больных, прежде всего там, где концентрация спор наибольшая — в близи источника аэрозоля (как это и показано на схеме D. Siegrist, 1999; см. рис. 55). В действительности же эпидемическая картина сибирской язвы в Свердловске в 1979 г. оказалась противоположной. Чем дальше от предполагаемого «места выброса» (т. е. от 19-го военного городка), тем больше было выявлено людей, пораженных спорами сибирской язвы (см. рис. 59, схема Б).

Не соответствует эпидемиологии «точечного источника» и продолжительность эпидемии. Приведенная нами выше модель террористического нападения на пригород большого города, разработанная специалистами Center for Disease Control and Prevention (США), по своей сути ничем не отличается от модели «массированного аварийного выброса с русского военно-биологического объекта» (выражение М. Meselson и соавт., 1994). Однако она предполагает сжатую эпидемическую кривую вспышки сибирской язвы (см. рис. 56). Но ее не было при эпидемии в Свердловске! Как подтвердили М Meselson и соавт. (1994), эпидемия длилась больше месяца (рис. 60).

Рис. 60. Динамика появления больных сибирской язвой в Свердловске во время эпидемии 1979 г. (по М. Meselson и соавт. 1994). Это ни что иное, как растянутая эпидемическая кривая при многократном применении биологического агента. Приведенные М. Meselson и соавт. (1994) данные полностью не соответствуют динамике эпидемии, рассчитанной американскими специалистами для аналогичного случая [Kaufmann A. et al., 1997]. По их же данным эпидемия в Свердловске длится не 7–8 сут., что было бы характерно для выброса спор сибирской язвы, а 6 недель. Более того, даже этот срок ими был зачем-то сфальсифицирован! По наблюдениям екатеринбургского патологоанатома Л.М. Гринберга (1995), вскрывавшего тела людей, погибших во время эпидемии в Свердловске, последний пораженный умер от сибирской язвы 12.06.1979 г. Получается, что эта эпидемия длилась с 4.04 по 12.06–69 суток (почти 10 недель) и закончилась только в результате полной иммунизации населения.

Крайне любопытно и то, что эпидемия сибирской язвы «южнее» 19-го военного городка развивалась все два месяца при отсутствии связи с направлениями воздушных потоков, но, как мы уже писали выше, вдоль некой условной линии, проведенной на юг! Даже на следующий день после даты, названной М. Meselson и соавт. (1994) в качестве даты «выброса» — 2 апреля, ветер поменял свое направление (рис. 61).

Рис. 61. Схематическое изображение изменения направления ветра в Свердловске после 2.04.1979 г. По данным, предоставленным М. Meselson и соавт. (1994) Национальным центром изучения атмосферы (Боулдер, Колорадо, США), ветер сменился уже 3-го апреля, а эпидемия сибирской язвы южнее 19-го военного городка продолжалась отдельными гнездами в течение еще более чем 2 месяцев!

По архивным метеоданным, полученным М. Meselson и соавт. (1994) из Национального центра изучения атмосферы (Боулдер, Колорадо), в апреле 1979 г. в свердловском аэропорту «Кольцово» северные ветры были отмечены всего лишь в 2 % записей. Попросту говоря, воздушные потоки со стороны 19-го военного городка на территорию Чкаловского района в апреле 1979 г. не перемещались. Даже если бы «выброс» и произошел в указанное ими время, или длился весь апрель (что вообще невозможно допустить), то пораженная территория ограничилась бы только территорией самого 19-го военного городка (и никакого южного направления в распространении спор не было бы в принципе). Но вспышка сибирской язвы охватила районы даже на расстоянии 50 км южнее от предполагаемого «места выброса» и длилась более двух месяцев.

Чтобы сгладить возникшие в связи с этим вопросы, М. Meselson и соавт. (1994) сфальсифицировали для «аэрогенной сибирской язвы» более длинный инкубационный период, объясняя его «необходимостью прорастания спор сибирской язвы в легких»! Причем так долго споры «прорастали» в легких людей, видимо, только в Свердловске в 1979 г. То, что это заурядная фальсификация конформистов от науки, не заботящихся о своей научной репутации, подтверждают публикации других американских специалистов (см. табл. 28 и 30). Приведенные ими данные однозначно свидетельствуют о том, что болезнь у людей развивается в течение 1–5 сут. после аэрогенного инфицирования спорами сибирской язвы [Franz D.R. et al., 1997]. Об этом же свидетельствуют и результаты аэрогенных опытов на обезьянах, выполненные американскими военными учеными с использованием спор различных штаммов и различных инфицирующих доз B. anthracis (табл. 30).

Таблица 30

Моделирование ингаляционного инфицирования B. anthracis в опытах на обезьянах [23]

Номер обезьяны | День гибели | Доза, штамм | Номер обезьяны | День гибели | Доза, штамм

1 (3JH) | 7 | 4·105(8 ЛД50) Vollum 1B | 8 (981 С) | 5 | 4·105(8ЛД50) Vollum 1B

2 (D274) | 8 | 4·105(8 ЛД50) Vollum 1B | 9 (3LP) | 7 | 4·105(8ЛД50) Vollum 1B

3 (47G) | 5 | 4·105(8 ЛД50) Vollum 1B | 10 (3N1) | 6 | 2,6?·105 (50 ЛД50) Vollum 1B

4 (837Т) | 3 | (8 ЛД50) Vollum 1B | 11 (B-13) | 7 | 4·105(8ЛД50) Vollum 1B

5 (128N) | 4 | 4·105(8ЛД50) Vollum IB | 12 (N709) | 4 | 2,8·107 (511 ЛД50) Ames

6 (АО27) | 6 | 4·105(8 ЛД50) Vollum 1B | 13 (G3) | 4 | 2,9·107 (535 ЛД50) Ames

7 (84А44) | 5 | 4·105(8 ЛД50) Vollum 1B | — | — | —

Данное противоречие заметил и химик Л. Федоров. Для его разрешения он, видимо по аналогии с парами зарина, выдвинул гипотезу, что инфицирование людей в более поздние сроки происходило испарением (!?) вторичного бактериального аэрозоля, якобы образовавшегося во время ликвидации последствий никогда не существовавшего «выброса» (передача по ОРТ «Как это было» от 04.07.1998 г.). Аналогичным же образом пытался сфальсифицировать доказательства «выброса» выбравший «свободу», завербованный ЦРУ К. Алибеков [Alibek К., Handelman S., 1999]. Однако здесь возникло другое, уже чисто техническое противоречие, подмеченное еще М. Meselson и соавт. (1994). Не зря же они придумали такой инкубационный период! Выпавший аэрозоль, чтобы он смог инфицировать людей, должен снова быть активно диспергирован до частиц с размером дисперсной фазы менее 5 мк, что возможно, как признают М. Meselson и соавт. (1994), только с использованием специальных генераторов аэрозоля. Добавлю от себя — еще надо собрать рассеявшиеся по немалой площади споры до количеств, достаточных для инфицирования людей, находящихся на этой же площади (человек, чтобы заболеть сибирской язвой, должен вдохнуть до 50 тыс. спор). Теперь круг фальсификаций, подлогов, патологической лживости, вопиющей безграмотности и беспринципности замкнулся. Одно техническое противоречие, при попытке разрешить его с помощью другого подлога, уперлось в другое техническое противоречие. Таким образом, эпидемиология болезни факта «выброса» возбудителя сибирской язвы с территории 19-го военного городка не подтверждает. Множественность и разбросанность отдельных и несвязанных между собой очагов заболеваний людей, имевших место в течение почти 2 мес. в Свердловске, могут свидетельствовать о следующем: инфицирование горожан возбудителем сибирской язвы проводилось многократно и в течение длительного времени (улицы и автобусные остановки в ночное время — на улицах преобладают мужчины); вспышка сибирской язвы прекратилась благодаря проводимой властями «поголовной» иммунизации населения высокоэффективной сибиреязвенной вакциной.

Необычная эпидемиология болезни. Она проявилась тем, что сибирскую язву на Урале вызвали штаммы возбудителя болезни североамериканского и южноафриканского происхождения. По данным американских специалистов, ДНК, обнаруженная в гистологических срезах тканей людей, погибших от сибирской язвы в 1979 г., принадлежит возбудителям сибирской язвы категорий VNTR4 и VNTR6. Первый происходит из Северной Америки, второй из ЮАР [Jackson P.J. et al., 1997].

Для изложенной выше версии не имеет особого значения то, каким путем возбудитель сибирской язвы попал в организм человека. Ведь даже инфицирование животных, использованных потом в пищу, может иметь самые разные причины, в том числе и чей-то злой умысел.

«Диверсионная версия» вполне может считаться нами рабочей, если иметь в виду то обстоятельство, что вспышка сибирской язвы в Свердловске в близи военно-биологического объекта произошла в разгар холодной войны. Эта версия легко объясняет преобладание мужчин в числе заболевших и продолжение информационной войны против советской (российской) стороны в течение почти двух десятилетий.

Ретроспективный анализ открытых источников информации показывает, что сибирская язва в Свердловске в 1979 г. была не единственной массовой эпидемией, вызвавшей подозрения об искусственном характере ее возникновения. В период с октября 1979 г. по март 1980 г. в Зимбабве, в зоне успешно контролируемой просоветскими партизанами, возникла вспышка сибирской язвы (6 тыс. случаев), которую тогда не удалось связать ни с эпизоотиями среди животных, ни с употреблением инфицированного мяса. В 1993 г. в Зимбабве была опубликована книга, автор которой пришел к выводу о преднамеренном использовании БО в этой войне стороной, пытающейся избежать поражения [Martin D., 1993]. Другая «странная» эпидемия — это лихорадка Денге, поразившая Кубу в 1981 г. Эпидемия Денге, как и эпидемия сибирской язвы в Свердловске в 1979 г., началась сразу в нескольких, удаленных друг от друга местах. Как и эпидемия в Свердловске, она была вызвана никогда ранее не встречавшимися в данном регионе штаммами. Следовательно, эпидемия сибирской язвы в Свердловске могла быть только частью масштабной тайной операции, проводимой против СССР и его союзников в конце 1970-х — начале 1980-х гг. с применением БО.

В заключение заметим, что аргументы Свердловска были решающими при возобновлении научной программы по совершенствованию разработок биологического оружия в США. По сообщению американской стороны, на эти цели за первые пять лет после 1979 г., ассигнования увеличились в 5 раз [Берстейн В., 1987].

* * *

Есть основания считать, что искусственно вызываемые эпидемии займут весомое место среди эпидемий XXI столетия. Некоторая задержка в более широком использовании террористическими организациями биологических агентов, вызвана неспособностью террористов использовать их смертоносный потенциал. Однако такая ситуация не будет продолжаться неограниченно долго. Террористические акты в Москве, Волгодонске и в Буйнакске были спланированы таким образом, что бы убить как можно больше людей. Это не оставляет никаких иллюзий в отношении характера возможных террористических актов в России, осуществляемых с помощью биологических агентов. Они также будут направлены не против военных объектов, а против тех, кто ничего не может им противопоставить — мирного населения России. В качестве агентов террористами будут выбраны самые смертельные микроорганизмы и токсины. Выбранный террористами способ применения поражающих агентов исключит обнаружение факта совершения террористического акта до момента появления первых пораженных. Из-за крайнего неприятия в мире биологического терроризма и запрещения биологического оружия, биологические террористические (диверсионные) акты в России будут иметь анонимный характер. Поэтому, если при изучении крупномасштабной вспышки инфекционной болезни эпидемиологами будет выявлен механизм инфицирования, который не похож на известные модели, то в таком случае должна быть учтена возможность террористического (диверсионного) акта и правоохранительные органы должны рассмотреть вопрос о проведении соответствующего расследования.

 

СПИД оказался болезнью, совершенно неожиданной для здравоохранения промышленно развитых стран. Его появление стало своеобразным индикатором отсутствия инстинкта самосохранения у нашей цивилизации. Пандемическое распространение СПИДа выявило не только несоответствие методического уровня проводимых исследований сложности задач, которые необходимо решить для ликвидации данной болезни, но при этом еще обнаружилась удивительная близорукость имевшихся в первой половине 1980-х гг. прогнозов будущей эпидемической ситуации. Даже в такой фундаментальной монографии как «Эволюция возбудителей инфекционных болезней» (1984), написанной весьма известными вирусологами В. М. Ждановым и Д. К. Львовым, о ВИЧ практически не упоминается.

В 1987 г., когда пандемия СПИДа стала свершившимся фактом, коллектив исследователей во главе с В. Д. Беляковым, вновь рассматривая вопрос об инфекциях будущего, уже исходил из того, что ретровирусы неспособны вызывать эпидемический процесс, «поскольку их репродуктивная активность не опосредованна патогенностью» [Беляков В. Д. и др., 1987]. Причина неточности данных прогнозов кроется в том, что их создатели основываются не на плохо изученных внутренних закономерностях появления эпидемий, а на вроде бы вполне очевидных внешних проявлениях этих процессов — количестве, структуре и динамике появления инфекционных больных. Далее они осуществляют статистический анализ этих показателей и экстраполируют полученные результаты на последующие годы. Например, А. Г. Букринская и В. М. Жданов (1991), экстраполируя уже современную им эпидемическую ситуацию, утверждали, что в XXI век человечество войдет с такими массовыми инфекционными болезнями, как грипп, герпес, гепатиты А и В, лихорадка Денге и, разумеется…, СПИД. Но и этот прогноз в перспективе может оказаться столь же ошибочным, как и предыдущие. Авторами не учитывается тот факт, что в будущем инфекционные процессы, по масштабам сопоставимые с пандемиями, могут быть вызваны еще не открытыми (или не проявившимися в человеческой популяции) возбудителями инфекционных болезней, находящимися в причинно-следственной связи с известными нам пандемическими возбудителями.

 

Глава 3.1. До СПИДа

Пандемии, вызываемые микроорганизмами, использующими первую стратегию паразитизма. Пандемии и эпидемии. Побежденные инфекции. Направленность отбора. Пандемическая тенденция.

Нам не известны возбудители инфекций, циркулирующие среди людей дописьменного периода своей истории, однако эпидемическая ситуация последних, по крайней мере, 3000 лет поддается некоторому документальному анализу.

Пандемии, вызываемые микроорганизмами, использующими первую стратегию паразитизма. Объединение людей в древние времена в социально организованные сообщества и приручение домашних животных благоприятствовали инфекционной патологии, вызываемой микроорганизмами, использующими первую стратегию паразитизма. Для вызываемых ими болезней характерны следующие особенности: короткий инкубационный период, острое течение болезни, массовое выделение возбудителя в окружающую среду (см. подраздел 1.2). С развитием речи, укрупнением человеческих популяций и усложнением их социальной организации, контагиозные возбудители с воздушно-капельным механизмом передачи стали получать преимущества при распространении по эпидемическим цепочкам [Жданов В. М., 1963].

В старинных научных трактатах есть описания контагиозных инфекций, приводивших даже к более тяжелым последствиям, чем те, которые считаются в XX столетии особо опасными. Историкам частично удалось реконструировать клиническую картину некоторых из них.

Чума Фукидида. Появилась в 430 г. до н. э. в Афинах. В Грецию, как тогда считали, была занесена кораблем, пришедшим из Малой Азии. В течение последующих 5 лет возникли три крупные вспышки болезни. Их максимум приходился на позднюю осень. Люди, пережившие болезнь, повторно не заболевали. Отмечена заболеваемость и среди домашних животных. Болезнь возникала внезапно, на фоне полного здоровья. Ее первым проявлением были сильный жар, краснота и воспаление глаз. Язык становился кроваво-красным, дыхание зловонным и сопровождалось сильным кашлем. Тело приобретало синевато-красноватый оттенок, покрывалось нарывами. Больные испытывали сильную жажду. Большинство из них умирали на 7-е или 9-е сутки еще сохраняя силы. У тех, кто жил дольше, начинался неудержимый понос. Смертность достигала 80 %. Многие выздоровевшие не помнили себя и не узнавали окружающих. У некоторых заболевших омертвевали концы рук или ног, другие теряли зрение. Советский эпидемиолог Г.Ф. Вогралик (1935) считал, что эту болезнь по клиническим проявлениям нельзя отнести ни к одной известной сегодня.

Моровая язва Антонина. Историки считают, что она была занесена в Рим римскими войсками из Сирии в 166 г., где была широко распространена среди местного населения. Болезнь послужила причиной смерти императора Марка Аврелия (121–180). Колеблясь по интенсивности, вспышки моровой язвы длились в течение 15 лет. Болезнь охватила огромные пространства от Персии до Галлии и Рейна. Для современников (Гален, 131–200) она была «новой великой болезнью», т. е. пандемией. Первыми признаками заболевания были грязновато-синеватая краснота языка и полости рта. Больные страдали от «внутреннего жара». На 7-й день наиболее выраженным клиническим признаком был понос. У многих больных отмечались высыпания на коже «черной сыпи». Из гнойничков жидкость не выделялась, но они покрывались струпами, которые в дальнейшем отпадали. Образовавшийся дефект заживал через два дня. После этого больные поправлялись [Гезер Г., 1867]. Г.Ф. Вогралик (1935) считал, что во время правления императора Марка Аврелия имели место массовые заболевания дизентерией, брюшным тифом и оспой. Однако ему можно возразить. Для первых двух болезней характерна сезонность. Для оспы не типично бесследное исчезновение «струпов». Очевидно и то, что данная болезнь не имеет ничего общего с чумой и оспой. Скорее всего, ее этиология неизвестна.

Английская потовая лихорадка. Первая эпидемическая волна этой болезни поднялась в Англии в период борьбы между королями Генрихом и Ричардом в 1486 г. Болезнь быстро распространялась по путям передвижения армии Генриха (от Валлиса до Лондона) и отличалась высокой этнической избирательностью (преимущественно поражала англичан). Продолжительность болезни измерялась часами. В разгар эпидемии из 100 заболевших выживало двое-трое. Всего историки насчитывают пять вспышек потницы (последняя эпидемия началась в 1551 г. в Англии, в городе Шрюсбери, но быстро закончилась). Иммунитет к возбудителю болезни не возникал. Некоторые люди заболевали по три раза подряд через небольшие промежутки времени. Инкубационный период составлял 1–2 сут. Болезнь начиналась внезапно ночью ознобом, сменяющимся сильным жаром с симптомами общей интоксикации. Дыхание становилось неправильным, но кашля не отмечалось. Появлялись судороги, в икрах и мучительное ощущение жажды. Наблюдалось интенсивное потоотделение. В тяжелых случаях присоединялись судороги, бред. Если больной не умирал в первые 2 часа, то на его коже выступала сыпь. Сначала на шее и на груди, затем по всему телу. Сыпь бывала кореподобной, скарлатиноподобной и геморрагической, поверх которой наблюдались пузырьки, которые в дальнейшем подсыхали и давали мелкое шелушение. Если больной не умирал, то жар спадал, и к концу недели наступало выздоровление. Осложнения включали фурункулез, невриты, атаксию, невралгии [Гезер Г., 1867]. Г. Ф. Вогралик (1935) считал, что английская потница после 1551 г. больше не диагностировалась. Критически он относился и к попыткам некоторых исследователей представить ее как форму эпидемического гриппа.

Касаясь этиологии известных нам с древних времен быстроразвивающихся и смертельных инфекций, лауреат Нобелевской премии Дж. Ледерберг (1997) заметил, что мы привыкли к их стереотипизации. В действительности, мы знаем очень немногие детали о генетических особенностях вызвавших их возбудителей. По мнению Ледерберга, еще не выяснены причины болезни, возникшей в XIV столетии и названной «черной смертью». Действительно ли ее возбудителем была Yersinia pestis? Хотя клиническое течение не вызывает сомнений, но мы ничего не можем сказать, была ли она вызвана генотипами, идентичными современным штаммам Yersinia. Заметим, что мы ничего не знаем и о генотипах людей, в популяциях которых эти эпидемии приобретали такой размах, не знаем мы и о других «кофакторах» таких эпидемий. Ведь за последние пять столетий не было ни одной эпидемии чумы, которая по масштабу, размаху, клинике и чудовищной смертности заболевших, была бы сопоставима с чумой 1346–1351 гг.

Самые страшные инфекционные болезни оказались способными исчезать на столетия, а потом неожиданно, как кара Божья, обрушиваться на потомков тех, кто их пережил ранее.

Гиппократ (IV в. до н. э.) ничего не пишет об оспе, хотя из истории древней культуры Востока мы узнаем, что вариоляция там была известна еще в XII в. до н. э. Зная особенности эпидемического распространения этой болезни, трудно представить, чтобы возникнув в какой-то стране средиземноморского бассейна, она не проникла бы затем и в Грецию. Можно предположить, что оспа была известна на Европейском континенте в те же годы, когда на Востоке практиковалась вариоляция, но потом о ней забыли и в средние века она возвращается уже как «новая болезнь».

В IX веке практически повсеместно исчезла свирепствовавшая с античных времен чума. Ее появление в 1346 г. сначала в Приазовье, а затем в европейских странах также было для современников неожиданностью. И хотя в XVIII веке она снова «исчезла» из стран Западной Европы, однако предыдущие четыре столетия чума была «значительным лицом европейской истории» [Демомо Ж., 1994].

В первой половине XIX века имели место несколько сильных и обширных эпидемий гриппа, но после 1850 г. эта болезнь не возникала на большей части территории земного шара почти 40 лет (до 1886 г.). В 1918 г. так называемый вирус «испанки» унес жизни миллионов людей [Эндрюс К., 1969]. Но даже он не был для человечества новым. Эпидемия дала исключительно высокую смертность только среди молодых людей и почти не затронула пожилое население планеты. Это означает, что штамм вируса, вызвавший пандемию 1918 г., не представлял опасности для иммунной системы людей старшего возраста. С тех пор вирус гриппа А очень прочно закрепил свои позиции в человеческой цивилизации.

С первой половины XIX века стала уменьшаться заболеваемость натуральной оспой, что приписывают исключительно иммунизации. Но беспрецедентные по своим масштабам и последствиям эпидемии «черной оспы» в XVII–XVIII столетиях возникали при наличии значительных иммунных прослоек среди населения Европы. Следовательно, причиной «исчезновения» пандемической инфекционной болезни не обязательно является формирование популяционного иммунитета у населения. Образованием иммунных популяций можно объяснить лишь затихание пандемического процесса на непродолжительный период времени, но его прекращение на десятки, а то и сотни лет и последующее возвращение нуждаются уже в другом объяснении. Поэтому, говоря о возбудителях чумы Фукидида, английской потницы и язвы Антонина в прошедшем времени, мы не можем все же утверждать с полной уверенностью, что они исчезли окончательно, а не сохранились в каком-то недоступном для человека природном резервуаре.

Пандемии и эпидемии. Для возникновения пандемии недостаточно проникновения в человеческую популяцию нового высоковирулентного и контагиозного возбудителя. Возбудители лихорадок Ласса, Марбург, Эбола контагиозны и неоднократно вызывали вспышки крайне тяжелых болезней, но не пандемии. ВИЧ никак нельзя отнести к высоковирулентным и контагиозным вирусам по распространенным сегодня критериям их оценки, однако в его способности к пандемическому распространению уже никто не сомневается.

Смену пандемических болезней не объясняет и теория саморегуляции паразитарных систем, выдвинутая В. Д. Беляковым с соавт. (1987), рассматривающая «любой пандемический процесс как саморегуляцию в системе генетически и фенотипически гетерогенных популяций паразита и хозяина». Этой теории больше бы соответствовала ситуация, когда в течение нескольких столетий с промежутками от 1 до 20 лет (но не больше жизни одного поколения людей), в человеческом обществе возникает один и тот же пандемический процесс. Она может в некоторых частных случаях объяснить эпизоотии и отдельные вспышки антропонозных болезней, смену серотипов их возбудителей, но на ее основе нельзя понять, почему высоковирулентные возбудители пандемий чумы, оспы, гриппа сначала сменяют друг друга, а потом неожиданно «уступают дорогу» вроде бы маловирулентному ВИЧ.

Пандемия — это не просто большая эпидемия. Это явление качественно иного порядка. На уровне субъективного восприятия каждая новая пандемия выглядит так, как будто она учитывает неудачи предыдущей и хотя бы на шаг опережает возможности науки данного исторического периода. Опустошившие Европу и Азию в Средние века чума и оспа не могли быть остановлены средствами, которыми располагала медицина того времени. Вот с каким отчаянием пишет очевидец чумы 1346–1351 гг.: «Ничего не могли с ней поделать догадливость и предусмотрительность человеческая, очистившая город от скопившихся нечистот руками людей, для этой цели употребленных, воспрещавшая въезд больным, распространившая советы медиков, как уберечься от заразы; ничего не могли с ней поделать и частые усердные моления богобоязненных жителей, принимавших участие как в процессиях, так равно и в других видах молебствований…» [Бокаччо Дж., 1351]. Люди при возникновении таких пандемий делали все возможное, но смерть преследовала их повсюду (рис. 62).

Рис. 62. Бегство лондонцев из города при первых вспышках чумы 1665 г. Эпидемия чумы в Лондоне началась на фоне экономического процветания страны и роста материального благополучия ее населения. Население города какое-то время даже не могло поверить, что к ним вернулась чума. Власти столицы сделали все возможное, чтобы остановить эпидемию, однако они оказались перед ней бессильны. Эпидемия, собрав свою смертельную жатву, завершилась сама (рисунок из книги Д. Дефо, 1732)

Обе пандемии не привели к вымиранию вида Homo sapiens. Этого не случилось не из-за предпринятых людьми усилий по борьбе с возбудителями чумы или оспы, а благодаря тому, что они распознавались иммунной системой большинства из составляющих вид индивидуумов и немногочисленные переболевшие становились менее восприимчивыми к новому заражению. Растянутость этих пандемических процессов во времени и по территории, обусловленная тем, что массовая смертность обрывала контакты между инфицированными популяциями, позволила сформироваться популяциям людей, чья устойчивость к чуме и оспе закреплялась уже на генетическом уровне [Ampel N., 1991; см. рис. 47]. Однако распространившийся в начале XX века вирус гриппа А как бы «учел» возможные усилия противоэпидемических служб по созданию искусственного коллективного иммунитета и благодаря постоянной смене своего серотипа более полувека (до появления эффективных вакцин и еще по каким-то неизвестным причинам) был им неподконтролен.

Таким образом, можно прийти к выводу, что пандемии инфекционных болезней сопровождались двумя дополняющими друг друга процессами. Один из них — биологический, проявлялся в том, что вид Homo sapiens периодически сокращал свою численность под воздействием микроорганизмов-паразитов, временно использовавших человеческие популяции как территории своего обитания и размножения. Отдельные популяции приобретали способность распознавать эти микроорганизмы и препятствовать их размножению, а в последующем восстанавливали свою численность (рис. 63).

Рис. 63. Схематическое изображение стадий эпидемического процесса, вызванного микроорганизмом, использующим первую стратегию паразитизма. Границы между описанными стадиями условны, продолжительность стадий также может колебаться в широких пределах [Бакулов И. А. и др., 1997]. Эпидемии самоограничиваются в пределах отдельных популяций, либо их приостанавливает активное вмешательство человека. Пандемия — явление качественно иного порядка, чем локальная эпидемия. На уровне субъективного восприятия каждая новая пандемия выглядит так, как будто она учитывает неудачи предыдущей и хотя бы на шаг опережает возможности науки данного исторического периода.

Возбудитель такой болезни не мог существовать исторически долго в человеческих популяциях. Он либо параллельно существовал в другой экологической нише, как, например, возбудитель чумы, либо удалялся из популяций людей без формирования нового резервуара, что, по мнению многих эпидемиологов, и произошло с возбудителем натуральной оспы.

Социальный процесс проявлялся в постоянном наращивании возможностей человеческого общества по активному воздействию на распространение и размножение патогенных микроорганизмов. Благодаря этому процессу значительно возросла численность популяций Homo sapiens. Но одновременно нарушилось соблюдавшееся в природе в течение миллионов лет равновесие между отдельными видами семейства гоминид и их паразитами, а также между самими паразитами, конкурировавшими за данную среду обитания и взаимно регулировавшими плотность своих популяций.

Побежденные инфекции. Нарушенное биологическое равновесие чаще всего восстанавливается на каком-то другом уровне биологической системы. Для нас вопрос в том, в чем это проявится. Массовая иммунизация и антибиотико(химио)терапия резко сузили возможный ареал видов, использующих первую стратегию паразитизма до единичных реципиентных особей, по каким-то причинам не иммунизированных или не прошедших курсы неспецифического лечения (профилактики) антибиотиками или химиопрепаратами. Существующие у современного человеческого общества возможности по распознанию такого возбудителя инфекционной болезни и по проведению карантинных мероприятий, ограничивающих контакт заболевших лиц с еще не заболевшими, а также осуществление им иных действий, препятствующих распространению возбудителя в окружающей среде (дезинфекция, дератизация и др.), создают для возбудителей инфекций ситуацию, сходную с той, которая наблюдалась десятки тысяч лет назад, т. е. до образования крупных поселений людей, когда инфицированные единичные особи вида Homo sapiens обитали на обширных территориях и, заболев, не взаимодействовали друг с другом длительное время. В этом, видимо, и заключается биологический и эволюционный смысл понятий «побежденные» и «контролируемые» инфекции. Появление же в человеческом обществе возбудителей, способных распространяться при невысокой плотности населения, можно рассматривать как неизбежный эволюционный ответ более древних (и, следовательно, более адаптированных) форм жизни на сложившуюся ситуацию.

Направленность отбора. В отношения с микроорганизмами по типу «хозяин-паразит» сегодня вступают чрезвычайно плотные популяции вида Homo sapiens. Одновременно они взаимодействуют с не менее плотными популяциями домашних животных, птиц, грызунов, насекомых и их микроорганизмами-паразитами. Последние, если им удастся расширить территорию своего обитания, проникнув в какую-то крупную популяцию вида Homo sapiens, могут быть там распознаны, и оказаться в условиях, когда их взаимодействие с другими представителями популяции будет резко ограничено. Отсюда и направленность селективного отбора признаков новых для иммунокомпетентных особей вида Homo sapiens паразитов — умеренная (по ощущению времени человеком!) вирулентность, длительный (по ощущению времени человеком!) инкубационный период и носительство, отсутствие характерных симптомов у вызываемых ими инфекционных болезней, устойчивость к средствам антибиотико- и химиотерапии, невозможность контроля с помощью средств иммунопрофилактики, восприимчивость переболевших к повторному инфицированию этими же возбудителями, пути передачи, исключающиеконтроль над распространением возбудителей с помощью ограничительных мероприятий и воздействий в окружающей среде, т. е., отбора микроорганизмов, использующих вторую стратегию паразитизма.

Пандемическая тенденция. Представленная на рис. 64 эволюционная модель показывает, что каждый пандемический процесс, наблюдавшийся в последние шесть столетий, не походил на предыдущий и не повторялся в последующих.

Рис. 64. Эволюционная модель пандемий инфекционных болезней (Supotnitskii, 1995)

Во-первых, бактериальный возбудитель пандемий (чума) был сменен сначала вирусным с относительно консервативным ДНК-геномом (натуральная оспа), а затем с мутирующими с более высокой частотой РНК-геномами (грипп, ВИЧ/СПИД). Этот процесс сопровождался изменением механизмов передачи паразитов. Трансмиссивный и воздушно-капельный механизмы (чума) вытеснены воздушно-капельным (оспа, грипп), затем половым и гематогенным (ВИЧ), как значительно менее зависящими от влияния факторов внешней среды. Одновременно меняются мишени, и повышается специфичность поражающего действия пандемически распространяющихся возбудителей. Высоковирулентные возбудители пандемических болезней (оспа и чума), использующие первую стратегию паразитизма, сначала заменяются на менее вирулентный, но способный непрерывно изменять антигенную структуру возбудитель (грипп), а затем на использующий вторую стратегию, а поэтому воспринимаемый как маловирулентный, ВИЧ.

Во-вторых, в ходе смены пандемических возбудителей последовательно уменьшались объективные возможности человеческого общества по ограничению их распространения в собственных популяциях. В конце XX века наиболее «побежденным» выглядит возбудитель чумы. Осуществление карантинных мероприятий, иммунопрофилактики, неспецифической экстренной профилактики и лечения антибактериальными препаратами привело к вытеснению возбудителя чумы из человеческого общества и к его параллельному существованию (консервации) в другой экологической нише. Считается «побежденным» и возбудитель натуральной оспы, хотя вакцинопрофилактика и карантинные мероприятия до настоящего времени остаются единственными средствами для предотвращения его распространения в человеческом обществе. Значительно ограничены возможности изоляционных мероприятий, вакцинопрофилактики и химиотерапии при контроле над гриппом. Что касается ВИЧ, то у человечества нет инструментов, ограничивающих его распространение.

В-третьих, в конце XX века глобальное селективное давление на микроорганизмы-паразиты способствует отбору и пандемическому распространению тех их видов, которые сохраняют себя путем интегрирования с геномом человека.

* * *

Homo sapiens, выделившиеся в отдельный вид значительно позже, чем другие гоминиды, заселяли территории, где они были либо единственными представителями данного семейства, либо условия их существования исключали постоянные контакты с другими гоминидами. Быстро формирующаяся и постоянно усложняющаяся социальная организация вида сначала способствовала, а затем противостояла возникновению инфекций, вызываемых микроорганизмами, использующими первую стратегию паразитизма. Эти инфекции характеризуются острым течением, коротким инкубационным периодом, контагиозностью и выраженным протективным иммунным ответом. Вызывающие их микроорганизмы, как правило, «забрасывались» в человеческое общество из других биоценозов. Некоторые из них оказались способными вызывать инфекционные болезни пандемического характера. Ответная реакция вида Homo sapiens приобретала все более сложный социальный характер и была направлена на распознавание таких микроорганизмов и их вытеснение из собственных популяций. Благодаря использованию карантинных мероприятий, методов иммунопрофилактики, антибиотико- и химиотерапии, пока удалось свести к минимуму возможность появления масштабных эпидемических процессов этого типа.

Вместе с тем увеличение численности вида Homo sapiens без селективного отбора и расширение его ареала, неизбежно вели к проникновению в его популяции паразитов, использующих другую стратегию паразитизма. В некоторых африканских регионах вид Homo sapiens снова оказался «краевым участком» ареала ретровирусов более древних гоминид и стал осваиваться теми их разновидностями, которые имели наибольшие адаптационные возможности. Этот процесс постепенно приобрел характер пандемии.

 

Глава 3.2. СПИД

Появление ВИЧ. Особенности пандемии ВИЧ. Неизвестные виды ВИЧ.

Распространение среди людей «неконтагиозного» ВИЧ — возбудителя СПИДа, произошло на фоне успехов в борьбе с инфекционными болезнями и, причем столь стремительно, что невольно приходишь к выводу о существовании очень серьезных оснований для этого процесса.

Появление возбудителя СПИДа. На основе анализа нуклеотидных последовательностей ретровирусов, выдвинуто несколько взаимоисключающих гипотез о возможных сроках формирования вируса, возбудителя СПИДа. Данные, полученные В. Mager (1987), позволили ему предположить, что ВИЧ, как патогенный для человека паразитический микроорганизм, сформировался в Африке сравнительно недавно — в 1950-е гг. D. Xuminer и соавт. (1987) сделали ретроспективный анализ медицинской литературы и выявили 14 случаев инфекционных болезней, описанных до 1981 г, которые соответствовали критериям, предложенным для СПИДа. Но география выявленных ими случаев болезни не ограничивалась Центральной Африкой, а включала США, Канаду, Великобританию, Израиль, Бельгию и некоторые другие страны. Наиболее же «старый» случай наблюдался в 1953 г. в США [Xuminer D. et al., 1987]. Его основным проявлением была цитомегаловирусная пневмония, обычно возникающая только на девятый год течения болезни [Милдз Дж., Мазур Г., 1990]. Следовательно, инфицирование людей ВИЧ было возможным уже в середине 1940-х гг. — во время миграционных волн Второй мировой войны, что противоречит датировке появления эпидемического варианта ВИЧ, сделанной В. Mager (1987). Отсюда можно сделать еще один вывод — если ВИЧ и начал мутировать только в 50-е годы XX столетия, то это не объясняет малую эпидемическую значимость вируса в предшествующие годы. Слишком простым выглядит объяснение возникновения пандемии СПИДа перемещением в африканские города, фабричные поселки и рудники избыточного мужского населения из деревень, предложенное N.M. Ampel (1991). По своей сути оно подразумевает те же механизмы распространения инфекционной болезни, которые наблюдаются при вспышках чумы и туляремии в годы высокой численности грызунов. В течение нескольких столетий из Африки были вывезены миллионы рабов. Приобрети тогда среди них СПИД характер массовой болезни, он был бы неизбежно описан в виде отдельных патологических синдромов, снижающих качество «товара».

Более вероятно длительное существование какого-то мощного фактора, сдерживавшего широкомасштабное распространение ВИЧ из эндемических регионов. Устранение этого фактора привело к формированию столь крупных популяций ВИЧ-инфицированного населения в неэндемичных по данному вирусу регионах мира, что возбудитель потерял связь со своим первичным резервуаром. Однако обратимся к данным других исследователей.

Высокий уровень инфицированности населения к югу от Сахары позволил Р. Андерсону и Р. Мейю (1992) предположить, что ВИЧ там существует уже давно. В отличие от В. Mager (1987), по результатам анализа молекулярной структуры вируса они определяют этот срок в 100–200 лет и более. Он согласуется с наблюдениями D. Xuminer и соавт. (1987). Но тогда, что же способствовало ускорению мутирования и распространения ВИЧ в 60-е и 70-е гг. XX столетия?

Ответ на этот вопрос мы видим в следующем явлении. Начало обоих процессов по времени отчетливо совпадает с резким снижением заболеваемости населения региона натуральной оспой. В отличие от Северной Африки, Европы и Американского континента, оспа и СПИД в странах к югу от Сахары были не заносными, а являлись эндемическими болезнями [Андерсон P.M., Мей P.M., 1992; Шувалова Е.П., 1973]. И население именно тех стран, где сейчас повсеместно распространен ВИЧ, к началу 1960-х гг. было поражено вирусом натуральной оспы в значительно большей степени, чем в других регионах Африки [Бароян О.В., 1967; Шувалова Е.П., 1973]. В этих условиях люди, больные СПИДом, не могли долго существовать. Эндемический вирус натуральной оспы обрывал цепочки, по которым распространялся эндемический для данного региона ВИЧ. В результате ВИЧ не имел возможности эволюционировать, его законсервированные в более древних гоминидах варианты ничем не успевали проявляться у людей на фоне других массовых инфекций (рис. 65).

Рис. 65. Совпадение ареалов ВНО и ВИЧ в центральных районах Африки. Ареал, где сегодня особенно сильно распространен СПИД ( карта А ; Андерсон Р., Мей. Р., 1992), аккуратно располагается на территориях, ранее «занятых» натуральной оспой ( карта В ; Eradication de la variole…, 1968). Участники Всемирной ассамблеи здравоохранения, которая вынесла в 1966 г. решение об интенсификации программы ликвидации натуральной оспы во всем мире, не могли себе даже представить, что через 20 лет именно в тех регионах Африки, где у них был наибольший успех, образуется самая крупная иммунодефицитная «популяция» вида Homo sapiens. Co средины 1990-х гг. в ареале СПИДа на севере Заира отмечено возрастание количества людей, инфицированных вирусом оспы обезьян и повышение контагиозности этого вируса до показателей ВНО. При этом генетически вирус оспы обезьян за 20 лет не изменился. Повысилась восприимчивость к нему людей, проживающих в регионе [Cohen J., 1997].

Противооспенная иммунизация, длительно проводимая скарификационным методом (т. е. нанесением вакцины на царапины!) в районах, для которых ВИЧ и вирус натуральной оспы были эндемичны, и последовавшее за этим сокращение заболеваемости населения натуральной оспой, одновременно способствовали продлению жизни людей — больных СПИДом.

Отсутствие же селективного давления на ВИЧ, а также подавление в развитых странах с помощью вакцинопрофилактики и антибиотико(химио)терапии других возможных конкурентов ВИЧ — возбудителей быстрых инфекций (использующих первую стратегию паразитизма), благоприятствовали распространению в человеческих популяциях штаммов вируса, вызвавших в конце XX столетия пандемию СПИДа.

А теперь посмотрим, кого же мы все-таки победили в 1970-х гг.? Наиболее тяжелые эпидемии натуральной оспы отмечены в XVII и XVIII веках. Тогда наличие иммунного населения, т. е. тех, кто переболел оспой, не сдерживало развитие новых эпидемий. По истечении определенного срока подрастало новое восприимчивое к оспе поколение. Люди старшего возраста постепенно утрачивали иммунитет, приобретенный ими в детстве, и циркуляция вируса не прекращалась. Результативность и безопасность вакцины Дженнера оспаривались не только его современниками. На протяжении всего XIX столетия находились ученые, аргументировано отрицавшие целесообразность массовой противооспенной вакцинации. Но так как с начала XIX столетия смертность в очагах натуральной оспы постепенно шла на убыль, доверие к вакцине возрастало. К концу XIX столетия в ее эффективности уже почти (!) никто не сомневался.

Ликвидация натуральной оспы в 1960-1970-х гг. в странах, находящихся к югу и юго-востоку от Сахары, происходила на фоне широко распространившихся менее опасных штаммов вируса (типа minor). Вызываемые такими штаммами оспоподобные болезни под разными названиями (аластрим, санага, самоа и др.) были известны ранее, однако длительное время они не были преобладающими. Выполненные несколько лет назад молекулярно-генетические исследования вирусов, выделенных в последних очагах натуральной оспы, показали, что геномы менее вирулентных для людей штаммов отличаются от геномов высоковирулентных возбудителей натуральной оспы увеличением размеров инвертированных терминальных повторов (ITR). В тоже время основная часть генома вируса остается неизмененной (табл. 31).

Таблица 31

Характеристика вирусов, выделенных в последних очагах натуральной оспы

Изолят (страна), год выделения | Тип | Смертельные исходы, % | Размер ITR, пары оснований

Harvey (Англия), 1944 | major | 27,3 | 518

Bangladesh (Бангладеш), 1975 | major | 18,5 | 725

Congo (Конго), 1970 | major | 9,6 | 793

Somalia (Сомали), 1977 | minor | 0,4 | 1051

R. Massung и соавт., 1995.

Эти данные свидетельствуют о каком-то самостоятельном процессе — приспособительном мутировании самого вируса в направлении образования маловирулентных штаммов, не проявляющих себя вспышками болезни, сопровождающихся массовой гибелью людей. Считающийся последним очаг оспы, ликвидированный в 1977 г. в Сомали, был вызван штаммом типа minor. Смертность в очаге не превышала 0,4 %. И если быть строгим в терминах, то эта болезнь уже не была натуральной оспой, а представляла собой оспоподобное заболевание — аластрим. Следовательно, возбудитель натуральной оспы был «побежден» тогда, когда он, как это уже не раз было в прошлом, по каким-то непонятным для нас причинам уходил сам.

Заметим, что аналогичное явление — «самопроизвольное» снижение вирулентности и контагиозности, и «уход» из человеческих популяций, подмечено исследователями для многих других, весьма смертоносных в прошлом возбудителей инфекционных болезней (сифилиса, проказы и др.). Но против них никогда не осуществлялись программы глобальной иммунизации.

Так для кого же освободил место вирус натуральной оспы в глобальном масштабе?

Особенности пандемии ВИЧ.

Распространение ВИЧ не требует высокой плотности населения, поддерживающей непрерывность пандемий, вызываемых возбудителями оспы или гриппа. Растянутость пандемического процесса по времени (в нашем его ощущении) в данном случае не формирует устойчивой популяции, а увеличивает ее инфицированность. Длительность носительства (опять же в нашем ощущении времени) и отсутствие стойкого постинфекционного иммунитета, компенсируют низкую инфекционность самого вируса и отсутствие его массивного выделения в окружающую среду с заражением большого числа людей. Инфицированный человек становится заразным для других людей довольно быстро. По некоторым данным, переливание крови от зараженного лица уже через 1–2 недели после предполагаемого заражения, приводит к развитию инфекционного процесса у реципиента. Заболевшие не изолируются и вследствие развившейся деменции могут не воспринимать критично свое состояние, оставаясь источником возбудителя до конца жизни. Неинфицированная часть населения из-за законодательных ограничений не может избегать контактов с такими больными и полностью зависит от их доброй воли. Дети, родившиеся от ВИЧ-инфицированных матерей, как правило, тоже инфицированы либо инфицируются позже, во время ухода и кормления. Эффективные карантинные мероприятия при этой болезни невозможны из-за ее длительного инкубационного периода (в нашем ощущении времени). Контролировать распространение инфекции средствами иммунопрофилактики вряд ли когда удастся. Вирус существует в организме больного в двух формах — РНК-содержащей и ДНК-содержащей. Последняя встроена в геном хозяина и не имеет антигенов, доступных для иммуноглобулинов. Кроме того, работы по созданию средств и методов лечения и профилактики болезни наталкиваются на отсутствие соответствующих экспериментальных моделей. Увеличению инфицированности населения способствует и паллиативный характер лечения больных СПИДом. Продление их жизни без полного излечения, а только за счет удлинения инкубационного и симптоматического периодов болезни увеличивает резервуар возбудителя и ведет к тому, что скорость его распространения все более опережает смертность от него. Как и в средние века: «Ничего не могли с ней поделать догадливость и предусмотрительность человеческая…».

Неизвестные виды ВИЧ.

На 8-й Международной конференции по проблеме СПИДа (1992) наибольшее внимание привлекло сообщение о пациентах с прогрессирующей супрессией иммунной системы при отсутствии у них ВИЧ-1 и ВИЧ-2. Полагают, что новый вирус передается легче, чем вирус, вызывающий СПИД [Baum R., 1992]. Любопытно и то, что сообщения о так называемой идиопатической СД 4 лимфопении («ВИЧ отрицательный СПИД») в последующие годы появились в США [Ramirer J. A. et al., 1994], в Германии [Neukirch В., Kremer G. J., 1995], в Испании [Sancher R. et al., 1994]. Распространение этого, пока необъяснимого заболевания, все больше приобретает параллельный «ВИЧ положительному СПИДу» характер. Так же есть сообщение о том, что причина аутоиммунной болезни человека, называемой синдромом Шегрена, является инфицирование ретровирусом, антигенно сходным с ВИЧ [Carri R. et al., 1992].

Патогенные ретровирусы распространяются в последние годы и среди домашних животных. Глобальное значение приобретает инфекционное заболевание висна-меди, поражающее овец. У вируса висны и ВИЧ общий предок [Букринская А. Г., Жданов В. М., 1991]. До 7 % крупного рогатого скота в развитых странах уже поражено бычьим вирусом иммунодефицита [Федоров Ю. Н., Верховский О. А., 1996].

* * *

Характер вызываемых ретровирусами эпидемических процессов как нельзя лучше соответствует направленности селективного отбора паразитических видов в условиях жесткого давления на микроорганизмы, использующие первую стратегию паразитирования. В отличие от других эндогенных транспозиционных элементов генома человека (например, ретротранспозонов), ретровирусы способны к цитоплазматической репликации. Поэтому они размножаются быстрее, чем популяция хозяина, и, следовательно, при наличии механизма передачи способны заразить ее всю на протяжении смены какого-то количества поколений. Продолжительность этого процесса с эволюционной точки зрения никакого значения не имеет. Человечество уже неоднократно встречалось с ВИЧ и подобными вирусами, однако, вызванные ими эпидемии самоограничивались существующими в природе механизмами.

 

Глава 3.3. После СПИДа

Возбудитель, способный «заменить» ВИЧ. Метка Господа. Генетические метки прошлых пандемий СПИДа. Глобальный пандемический цикл.

Дальнейшее развитие пандемии СПИДа порождает две взаимоисключающие пандемические тенденции:

1. ВИЧ является только одним из представителей лентиовирусов, вызвавших в XX веке обширные эпидемические процессы в популяциях людей и домашних животных. Между представителями данного семейства вирусов также возможна конкуренция за территорию своего обитания, в результате которой в их экологической нише останется лишь наиболее приспособленный вид (в эволюционной биологии этот процесс называется поиском оптимального фенотипа). Кроме того, конкуренция возможна между ретровирусами и другими мобильными «обитателями» хромосом приматов, а также между другими микроорганизмами (отдельные ДНК-вирусы, микоплазмы и др.), использующими вторую стратегию паразитизма.

2. Распространение ВИЧ/СПИДа, лейкозов, сывороточных гепатитов, широкое использование в клинической практике цитостатиков и иммунодепрессантов в совокупности ведут к постепенному снижению иммунной защиты у миллионов компактно проживающих представителей вида Homo sapiens и создают условия для проникновения, а потом и его «заселения» новыми микроорганизмами-паразитами. Кроме того, в этих условиях значительно облегчится отбор и формирование высокоспециализированных эпидемических вариантов среди микроорганизмов, ранее таковыми не считавшимися. Поэтому, при достижении иммунодефицитными популяциями определенного порогового уровня или слияния их в одну, достаточно крупную (глобальную?) популяцию, весьма вероятно возникновение эпидемий, вызываемых «побежденными» и «контролируемыми» микроорганизмами, использующими первую стратегию паразитизма, а также их близкородственными видами и совершенно неожиданными для здравоохранения развитых стран возбудителями.

Развитию обеих тенденций способствует широкое использование в XX веке для борьбы с инфекционными болезнями средств иммунопрофилактики и антибиотико(химио)терапии. Способствуя (в краткосрочной перспективе) победам над отдельными инфекционными болезнями, одновременно они создают условия для эволюционного отбора видов, паразитирующих в новых условиях. Возможности технологий, используемых для дальнейшего совершенствования таких средств не безграничны, и неизбежно будут исчерпаны. В результате станет невозможным создание лечебных и профилактических препаратов, позволяющих сдерживать развитие запущенных ими же эпидемических процессов.

Возбудитель, способный «заменить» ВИЧ. Внутренняя логика и преемственность приведенных в эволюционной модели пандемий событий (см. рис. 64), позволяют предположить, что следующая пандемия («после СПИДа») будет вызвана микроорганизмом, использующим третью стратегию паразитизма. Такой паразит не только внедряется в геном хозяина и становится генетическим паразитом, но и активно разрушает его участки или отдельные гены, важные для жизнедеятельности человека (табл. 32).

Таблица 32

Возможные свойства паразита, способного вытеснить ВИЧ [24]

Характер инфекционного процесса (по сравнению с ВИЧ) | Решение определенных эволюционных задач | Социальные факторы, способствующие появлению возбудителя

Кроме полового и гематогенного, основным механизмом передачи паразита станет наследственный | Паразит обретает «бессмертие» и будет существовать столько же, сколько вид Н. sapiens. При этом значительно снижается риск его «не передачи» половым или гематогенным путем либо гибели в результате внезапного вымирания всей иммунодефицитной популяции из-за какой-то быстрой контагиозной инфекции | Профилактические мероприятия, связанные с ранним выявлением СПИДа; выбраковка партий крови, содержащих ВИЧ; ограничение возможностей инфицирования при инъекциях и половых контактах

Увеличение возможности паразита по интеграции в различные участки генома человека, а также увеличение числа сайтов интеграции | Вытеснение ВИЧ из его «экологической ниши», расширение своей собственной | Использование технологии генотерапии для лечения и профилактики СПИДа, плюс те же факторы, которые способствуют проникновению в человеческую популяцию ВИЧ

Кроме присоединения (или вместо нее) вторичной инфекции, разрушение отдельных генов, нарушение регуляции метаболических процессов, неопластические изменения и другая патология, связанная с вмешательством в работу генома человека | Сохранение способности к персистированию паразита в условиях противодействия репарационной и других подобных систем хозяина, рассматривающих его как вредную мутацию (блокирование репарационных механизмов макроорганизма, конкуренция с генами — трансактиваторами ВИЧ, перемещение по геному с захватом участков ДНК, интеграция в гомеозисные гены, решение задачи собственного «бессмертия» на уровне клеток отдельной ткани и др.) | Сохранение генетически дефектных (инфицированных) особей, максимальное продление сроков их жизни с возможностью репродукции, отсутствие контроля со стороны общества за размножением их потомства

Способность вирусов разрушать гены при интеграции в геномы эукариот, явление известное [Филдс Б. и др., 1989]. Однако в данной ситуации этот процесс будет следствием конкурентной борьбы ретровирусов за влияние над геномом, как между собой, так и с теми мобильными элементами хромосом, которые, возможно, играют роль «защитных экранов» генома от таких паразитов. Преимуществом будет обладать паразит, способный к более эффективной интеграции и противодействию защитным системам хозяина. Увеличение же числа сайтов интеграции, блокирование репарационных систем макроорганизма, конкуренция с генами-трансактиваторами (трансрегуляторами) ВИЧ, перемещение по геному с захватом участков ДНК, интеграция в гомеозисные гены (регуляторные гены высшего порядка, управляющие работой других генов), приведут к возникновению патологии, которая далеко не сразу будет воспринята учеными как инфекционная.

Учитывая то, что ВИЧ интегрируется с геномом человека, можно предположить, что именно в рамках технологий, используемых для генотерапии, удастся разработать эффективные подходы к лечению и профилактике СПИДа. Но когда какие-то участки генома человека, являющиеся сайтами для интеграции ВИЧ, либо геном самого вируса станут мишенями для генотерапевтов, возникнут условия для прямого селективного давления на популяции ретровирусов. В свою очередь сами ретровирусы не являются однородными и содержат различные варианты даже одних и тех же возбудителей. Из этих вариантов, «выдавленных» из традиционных для них участков генома, может начаться формирование патогенов, интегрирующихся с участками генома, которые какое-то время будут недоступны для генотерапевтов, например, в гомеозисные гены. Нарушение функции последних равноценно разрушению больших участков генома. Возможно появление ретровирусов, не имеющих определенных сайтов интеграции или (наихудший для данной ситуации вариант), не проявившихся в первом поколении их новых хозяев.

Из существующих возбудителей инфекционных болезней такую пандемию может вызвать малоизвестная (или неизвестная еще) разновидность онковирусов, принадлежащая к семейству ретровирусов и попавшая каким-то образом в человеческую популяцию из животного резервуара (например, в результате опытов по трансплантации органов и тканей; использования вакцин, приготовленных из культур клеток животных и др.), либо образовавшаяся в результате рекомбинации вирусов, освоивших одну экологическую нишу (например, имеющих общие сайты интеграции в геноме) и по выше указанным причинам, получившая селективные преимущества перед ВИЧ.

Что касается особенностей новой пандемической ситуации, то хотелось бы обратить внимание на тот факт, что и интеграция ВИЧ с геном человека не проходит для последнего бесследно. Уже в первом описании заболевания СПИДом отмечена большая смертность больных от опухолей, в частности, от рака эндотелия сосудов, что в какой-то мере служит косвенным подтверждением избирательного поражения ВИЧ отдельных генов человека. Имеются прямые экспериментальные подтверждения этого факта. Показано, что введение мышам регуляторного гена tat ВИЧ вызывает у них патологическое состояние, напоминающее саркому Капоши [Cichutek К., 1992]. На основании вышеизложенного можно сделать предположение, что процесс формирования подобного возбудителя уже начался в подсемействе лентиовирусов, хотя у болезни, вызываемой наиболее распространенным в настоящее время их представителем, совершенно иной патогенез.

Клинические проявления новой болезни представить довольно трудно. Ими могут быть быстро прогрессирующие неоплазии, иммунодефициты, мышечная дистрофия, демиелинизация, отложения бета-амилоидных белков, психические нарушения, дефекты развития и другие поражения генетического характера. Если исходить из того, что новый возбудитель будет способен осваивать экологические ниши вытесняемого им ВИЧ, то наиболее вероятна патология, связанная с дефектами ДНК Т-лимфоцитов, эндотелиоцитов кровеносных и лимфатических сосудов, эпителиальных клеток кожи, астроцитов и нейронов мозга.

Инфекционистам клинические проявления болезни могут напоминать СПИД. Но им не удастся подтвердить диагноз фактом обнаружения антител к ВИЧ-1 или ВИЧ-2 и добиться улучшения состояния больного обычно применяемым азидотимидином. Инкубационный период, по-видимому, будет превышать таковой у ВИЧ/СПИДа. К механизмам переноса нового возбудителя может добавиться еще один — наследственный.

Такой путь передачи вирусов не является для высших животных чем-то новым. Предполагается, что генетическим путем от матери к потомству через эмбрион передается вирус лейкоза мышей Гросса и Биттнеровский агент карциномы молочных желез [Букринская А. Г., Жданов В. М., 1991]. Отсюда возможная длительность пандемического процесса — от нескольких десятилетий и, вполне вероятно, до столетий, а при активном использовании технологий генотерапии и формировании трансгенных популяций людей — частичное стирание различий между патологией наследственной и инфекционной. Сформируется новая модель пандемического процесса, когда возбудитель болезни будет способен передаваться между людьми, не попадая в окружающую среду. Отдаленным последствием пандемического распространения такого паразита станет формирование обширных популяций генетически обреченных людей.

Приведенные выше данные одновременно свидетельствуют и о возможности существования механизма случайного (т. е. не обусловленного резким ухудшением условий обитания) самоуничтожения любого эукариотического вида, действующего на генетическом уровне.

Метка Господа. Еще в XIX столетии известный русский богослов А. П. Лопухин (1887) заметил, что в древнем Египте предание о потопе изменено было в том смысле, что «нечестивый род человеческий наказан был язвой, истребившей его весь, за исключением немногих лиц, сделавшихся родоначальниками нового человечества». Наличие водных путей по притокам Нила из района современной Уганды, эндемичного как по ВИЧ, так и по опасным для людей осповирусам, позволяют отнестись к этому древнему мифу серьезно. СПИД имеет все признаки давно сформировавшейся болезни. Учитывая способность ВИЧ распространяться при невысокой плотности населения, можно предположить, что в первобытный период нашей истории инфицирование им людей было значительно большим, чем сейчас, и ВИЧ был мощным, длительно действующим фактором, сдерживавшим размножение вида Homo sapiens (аналогичное явление сегодня обнаруживают в стадах некоторых приматов).

Однако ВИЧ открывал ворота для проникновения в популяции вида Homo sapiens возбудителей, называемых сегодня «оппортунистическими». Среди таких микроорганизмов могли оказаться неспециализированные предковые формы многих из тех, кого сейчас мы считаем строгими антропонозами, т. е. вызывающими болезнь только у людей. Объясним это на примере возможного формирования возбудителя натуральной оспы.

Задолго до появления вируса натуральной оспы, в результате эволюционной дивергенции в семействе Poxviridae произошло обособление отдельных видов в разных экологических нишах. Это снимало конкуренцию между подвидами и вело к образованию неконкурирующих между собой видов, при относительно небольшой генотипической дифференциации между ними. Малочисленность и разбросанность популяций диких животных позволяли распространяться среди них возбудителям, вызывающим оспенные инфекции с длительным заразным периодом, наличием носительства и хроническим течением болезни. Проникнув случайным образом в популяцию вида Homo sapiens, микроорганизм либо не вызывал специфической болезни, либо не мог серьезным образом конкурировать в эпидемических цепочках с другими патогенными микроорганизмами человека. Иная ситуация могла наблюдаться в достаточно крупных иммунодефицитных сообществах людей (рис. 66).

Рис. 66. Схематическое изображение возможного механизма формирования узкой специализации у возбудителя натуральной оспы и его отрыва от исходного природного резервуара.

G. Werner и соавт. (1968), еще до обнаружения ВИЧ, провели ряд интересных экспериментов, показавших, что у иммунодефицитных особей возможно значительное снижение специфичности заражения поксвирусами. По их данным у облученных кроликов вирус вакцины (ортопоксвирус, используемый для иммунизации против вируса натуральной оспы) вызывал острую болезнь. У облученных крыс, обычно абсолютно невосприимчивых к вирусу этромелии (вирус оспы мышей), инфицирование этим вирусом вызывало острую инфекцию с 30 % смертностью. Аналогичное явление могло наблюдаться и среди иммунодефицитных людей, только с той поправкой, что инфекционные процессы происходили при жесткой конкуренции между несколькими видами ортопоксвирусов, чьи экологические потребности оказались сходными. Полиморфизации вирусов, накоплению их специализированных дегенеративных форм, способствовало отсутствие селективного давления со стороны иммунной системы. В эпидемических цепочках, образовавшихся в социально организованных и плотных «популяциях» людей, большую возможность сохраниться имели подтипы возбудителей, вызывающих болезнь с острым течением и массивным выделением вируса в окружающую среду. Одновременно, пассированием через особи с различной степенью иммунодефицитности, происходил отбор более вирулентных производных. В жесткую конкуренцию с поксвирусами могли вступить более древние возбудители эктодермозов, например, из семейства Herpesviridae, также способные к контактной передаче. В этой борьбе победил вирус, передающийся между людьми воздушно-капельным путем и имеющий относительно длительный инкубационный период. Последнее свойство позволило ему, инфицируя подрастающее восприимчивое поколение, сохраняться тысячи лет в относительно малочисленных и приобретших постэпидемический иммунитет популяциях.

Образование в процессе эволюции вируса натуральной оспы из циркулирующих в популяциях диких животных менее специализированных осповирусов, разумеется, было случайным событием. Однако он оказался идеальным антагонистом возбудителей медленных инфекций, вызывающих развитие иммунодефицитных состояний. Инкубационный период оспы достигает 17 сут и поэтому болезнь распространяется медленно, но благодаря высокой контагиозности возбудителя — по принципу «из дома в дом», поражает многих.

В отличие от ВИЧ, вирус натуральной оспы менее опасен, он не вызывает 100 % гибели заболевших людей и не образует столь длинных (ограниченных лишь количеством человеческих особей) эпидемических цепочек. Постепенное и повсеместное истребление ВНО носителей ретровирусов среди людей, оборвало их эпидемические цепочки. Это способствовало увеличению продолжительности жизни и репродуктивного периода человека. Отсюда, видимо, идет и происхождение древнеегипетского мифа, произвольно истолкованного Лопухиным как свидетельство о потопе; и представление об оспе у всех народов, сталкивавшихся с ней, как об «очистительной болезни»; а также почитание Бога Оспы отдельными племенами, расселение которых в Центральной Африке происходило в античное время и позже (рис. 67).

Рис. 67. Бог оспы Сопоне. Бог оспы Сопоне — один из наиболее почитаемых богов у нигерийского племени йоруба [Девис М., 1980]

На протяжении истории человечества оспа появлялась и исчезала неоднократно (см. рис. 21). По завершению последней великой оспенной пандемии в конце XVII столетия, во всем мире трудно было найти взрослого человека без оспенных отметин на лице. В те годы оспины рассматривались как в своем роде «метка Господа», даровавшего этому человеку жизнь. Английский историк Маколей писал про те времена: «Моровая язва или чума была более смертельна, чем оспа, но зато она посещала наши берега лишь однажды или дважды на памяти людей, тогда как оспа неотступно пребывала между нами, наполняя кладбища покойниками, терзая постоянно страхом всех тех, которые еще не болели ею, оставляя на лицах людей, жизнь которых она пощадила, безобразные знаки, как клеймо своего могущества» (цит. по К.В. Рыжову, 1999). Начало же последнего периода экспоненциального роста численности человечества, многие ученые хронологически относят на конец XVII столетия, т. е. на окончание последней великой оспенной пандемии.

Генетические метки прошлых пандемий СПИДа. Выше мы уже отметили, что повышенную частоту встречаемости 32 bр делеций гена CCR5 в популяциях людей, можно рассматривать как своеобразный генетический шрам, оставленный прошлыми эпидемиями СПИДа. Но африканцы, контактирующие с природным резервуаром ВИЧ, находящимся среди африканских приматов, оказывается, менее знакомы со СПИДом, чем европейцы! Это заставляет усомниться в правильности распространенных представлений о месте происхождения негроидной расы. Частота распределения аллелей гена CCR5 свидетельствует о том, что люди черной расы пришли в тропическую Африку сравнительно недавно и с севера, предки же современных европейцев контактировали с ВИЧ очень длительное время. Однако где и когда это произошло?

В какой-то мере ответ на этот вопрос дает отсутствие следов цивилизаций в регионе Африки южнее Сахары. Считается, что центральная и восточная Африка являются очагами зарождения человечества, однако каких либо следов материальной культуры, появившихся там ранее I в. н. э., южнее Сахары не находят [см. работу Бонгард-Левиной Г.М., 1989]. В европейских популяциях людей ВИЧ присутствовал еще с тех времен, когда разрозненные и малочисленные праевропейские племена шли за отступающими ледниками на север Европы. Из-за небольшой численности и рассеянности они были менее уязвимы для возбудителей острых контагиозных инфекций (т. е. использующих стратегию паразитизма первого типа), в том числе и ВНО. Однако эпидемические цепочки ВИЧ и подобных вирусов среди европейцев поддерживались сравнительно долго, возможно до античных и, даже до сокрушительных раннесредневековых эпидемий контагиозных болезней, собирательно называемых тогда «чумой». До эпидемий контагиозных болезней продолжительность жизни «первобытных» европейцев редко превышала 30 лет, как сегодня негров в пораженной ВИЧ Уганде.

Формирование первых государств в истории человеческой цивилизации (V–IV тысячелетие до н. э.), происходило именно вдоль путей естественного распространения ВНО из регионов Центральной Африки (долина Нила, Ближний Восток, Месопотамия). Люди негроидной расы, пришедшие в Центральную Африку с севера уже после образования там ВНО, подвергались его селективному давлению на протяжении нескольких тысяч лет. И это давление продолжалось до проведения полной противооспенной иммунизации населения региона. Эпидемические цепочки, тянущиеся к людям от резервуаров ВИЧ в популяциях приматов, весь этот период были блокированы ВНО. Поэтому африканцы не имеют мутантных аллелей гена CCR5 и более чувствительны к ВИЧ, чем европейцы.

Глобальный пандемический цикл. На рис. 68 представлена модель глобального многовекового цикла быстрых и медленных инфекций.

Рис. 68. Схема глобального многовекового цикла быстрых и медленных инфекций

По мере увеличения численности иммунодефицитных людей в популяции, наибольшие преимущества в эпидемических цепочках получают возбудители контагиозных инфекций. Цикл заканчивается масштабными, трудно контролируемыми эпидемиями контагиозных инфекций, вызываемыми возбудителями с коротким инкубационным периодом (в нашем восприятии времени) и массированным выделением возбудителя в окружающую среду. Такие эпидемии могут охватывать отдельные регионы и страны, вызывать огромные опустошения и тянуться, периодически затихая, десятилетиями. Затем они прекращаются и численность населения быстро растет.

Глобальное распространение туберкулеза является проявлением такого цикла для ситуации, когда плотность иммунодефицитной составляющей достаточна для образования устойчивых эпидемических цепочек контагиозных инфекций с длительным течением (туберкулез, проказа), но еще не достигла «критической массы» необходимой для появления контагиозных инфекций с коротким инкубационным периодом (в нашем восприятии времени). Однако такая ситуация уже складывается на севере Заира, где плотность ВИЧ-инфицированного населения достигает 10 %. Эндемичный для этих мест возбудитель оспы обезьян начал передаваться не только от обезьян к людям, но и между людьми (рис. 69).

Рис. 69. Оспа обезьян у жителя Заира. Обнаруженный еще в 1970-м г. в Заире мальчик, заболевший оспой обезьян. Тогда, на фоне побед над ВНО, эти случаи казались досадным недоразумением. Считалось, что оспа обезьян малоконтагиозна и большой опасности не представляет. Однако позже, вопреки всем своим прежним заявлениям о прекращении глобальной иммунизации против оспы, ВОЗ возобновила иммунизацию населения тропических регионов Африки, и не афишируя продолжала ее до средины 1990-х гг., когда из-за резко возросшего числа ВИЧ-инфицированных людей, иммунизация стала невозможна [Cohen J., 1997]. Т. е. ситуация по оспе, теперь уже не важно по какой — оспы обезьян или натуральной, в регионах Африки, эндемичных по ВИЧ, постепенно становится неуправляемой.

По мере совершенствования средств борьбы с возбудителями инфекционных болезней, цикл становится все более растянутым, но последствия пандемий все более губительными.

В небольшой заирской деревушке, в районе Котако-Комба, оспой обезьян заболело 42 жителя из 346, трое из них погибло. Установлен больной, ставший источником каскада передач вируса 8 человекам, что уже сопоставимо с контагиозностью ВНО. Все заболевшие ранее не были иммунизированы против ВНО [Mukinda V. et al., 1997].

* * *

В отсутствие селективного давления со стороны иммунной системы человека происходит полиморфизация популяции ВИЧ и ВИЧ-подобных вирусов, проникновение других ретровирусов, что ведет к конкуренции между ними, их отдельными подтипами, эндогенными ретровирусами и другими мобильными элементами человеческого генома. Конечной задачей такой конкуренции ретровирусов и ретроэлементов между собой является усиление влияния на геном хозяина. Поэтому можно предполагать, что дальнейшее развитие пандемии СПИДа приведет к появлению новой инфекционной патологии, связанной с избирательным поражением жизненно важных участков генома человека.

При достижении иммунодефицитной составляющей человеческого общества пока еще не известной «критической массы», ситуация может неожиданно разрешиться глобальной эпидемической катастрофой, по типу наблюдавшихся в средние века (к сожалению, для человечества это более благоприятный вариант развития событий).

Обе тенденции проявляют себя тем, что идет малозаметный процесс формирования возбудителей, обладающих новым патогенным потенциалом. Масштабное проникновение новых и возвращение «старых» возбудителей инфекционных болезней в человеческое общество станет возможным тогда, когда будут исчерпаны возможности технологий, используемых для создания новых средств иммунопрофилактики, антибиотико- и химиотерапии. Видимо этот механизм является естественным регулятором пандемий, вызываемых ВИЧ и другими микроорганизмами, использующими вторую и третью стратегии паразитизма.

 

Термины и определения

Аллели — варианты одного и того же гена, расположенные на гомологичных хромосомах; определяют полиморфизм любого вида по тому или иному признаку.

Антропонозы — группа инфекционных (паразитарных) болезней, резервуаром возбудителей которых является только организм человека.

Антиген — структурно чужеродное для данного конкретного организма вещество, способное вызывать иммунный ответ.

Антигенпрезентирующие клетки — высокоспециализированные клетки, способные к поглощению и переработке антигена, а также представлению пептидных антигенных фрагментов на клеточной поверхности в комплексе с молекулами I или II классов МНС; основные антигенпрезентирующие клетки: макрофаги, дендритные клетки, В-лимфоциты.

Антигены группы крови — поверхностные молекулы эритроцитов, которые обнаруживаются антителами от индивидуума, не имеющего данного антигена; антигены одной группы контролируются аллельными генами; главные антигены представлены группой крови АВО и Rh-системой.

Апоптоз — программированная клеточная смерть как нормальный физиологический процесс, сопровождающийся деградацией ядерной ДНК, дегенерацией ядра и последующим фагоцитозом погибшей клетки.

Аутоантитела — антитела, специфичные к собственным антигенам индивидуума.

Аутоиммунитет — явление разрушения собственных клеток и тканей организма аутоантителами или Т-клетками, примированными к собственным антигенам.

В-система иммунитета — система органов, клеток и эффекторных молекул, осуществляющих гуморальную форму иммунного реагирования; центральным (первичным) “органом” системы является костный мозг — основное место генерации В-лимфоцитов; клеточный состав системы включает В-клетки различной степени зрелости, вплоть до заключительной клеточной формы в гистогенезе этих клеток — плазмоцита, активно синтезирующего и секретирующего специфические антитела; эффекторные молекулы системы представлены пятью классами иммуноглобулинов: IgM, IgG, IgA, IgE и IgD.

Вакцина — препарат ослабленного или убитого инфекционного агента (вируса, бактерии и т. п.) или отдельных компонентов, несущих антигенные детерминанты и способные вызывать образование иммунитета (невосприимчивости) к данной инфекции у привитых объектов.

Вирус иммунодефицита человека (ВИЧ) — инфекционный агент, вызывающий развитие синдрома приобретенного иммунодефицита человека (СПИД); ВИЧ является ретровирусом семейства лентивирусов, селективно инфицирующим CD4 Т-клетки, что приводит к их постепенному истощению.

Воспаление — реакция организма на тканевое повреждение, инфекцию; характеризуется повышением проницаемости сосудов, накоплением жидкости и клеток в месте инфекции или физического повреждения.

Вспышка эпидемическая — кратковременный подъем заболеваемости инфекционной (паразитарной) болезнью в ограниченной группе населения (коллектив, населенный пункт), заболевания в которой связаны между собой общим источником возбудителя или общим путем (фактором) его передачи.

Ген — участок молекулы ДНК, кодирующий структуру какого-либо клеточного биополимера (белок, РНК) или определенную регуляторную функцию.

Геном — совокупность генов или хромосом организма.

Гуморальный иммунный ответ — специфический иммунный ответ, обусловленный антителами.

Дегенерация — возникновение в процессе эволюции группы более простого строения особей, чем было характерно для предков.

Делеция — удаление последовательности пар нуклеотидов, входящих в некодирующую (интронную) часть ДНК, расположенную между кодирующими последовательностями.

Дивергенция — разделение в процессе эволюции единого таксона на два или несколько.

Динамика эпидемического процесса — изменение интенсивности передачи возбудителя, выражающееся в изменении инфекционной (паразитарной) заболеваемости (носительства) во времени (по месяцам, годам и другим периодам); среди животных — динамика эпизоотического процесса.

Древо жизни — отражение эволюционного пути развития группы, ее филогенеза, в виде дерева с ветвями.

Естественный отбор — выживание и оставление потомства более приспособленными в данных условиях особями; избирательное сохранение и передача следующему поколению определенных генных комплексов.

Зоонозы (зооантропонозы) — группа инфекционных (паразитарных) болезней, резервуаром возбудителей которых являются животные, но к которым восприимчив и человек.

Иммунитет — способ защиты организма от всех антигенно чужеродных веществ как экзогенной, так и эндогенной природы; фактор стабильности онтогенеза.

Иммунитет неспецифический (врожденный) — представляет систему предсуществующих защитных реакций организма, присущих данному виду как наследственно обусловленное свойство.

Интегрины (LFA-1) — адгезивные гетеродимерные белки клеточной поверхности; принимают участие в межклеточных взаимодействиях и взаимодействии клеток с матриксом; выполняют важную роль в контактной связи лимфоцитов с антигенпрезентирующими клетками и при миграции лимфоцитов и лейкоцитов в ткани.

Интерлейкины (IL) — цитокины, продуцируемые лимфоцитами, макрофагами, натуральными киллерами, другими клетками; основная функция — регуляция иммунитета.

Интрон — часть гена, переписывающаяся в РНК, но затем из нее удаляемая ферментативным путем при образовании зрелой мРНК; эта часть не кодирует белок.

Интерфероны (IF) — цитокины, подавляющие внутриклеточное размножение вирусов; интерферон- a и интерферон- b продуцируются лейкоцитами, фибробластами, другими клетками; интерферон- g — продукт CD 4 Т-клеток воспаления, CD8 Т-клеток, натуральных киллеров; IF активируют макрофаги.

Инфекционный процесс — процесс взаимодействия организмов возбудителя и хозяина (человека, животного), проявляющийся клинически выраженным заболеванием или носительством.

Киллерные Т-клетки — общее название для Т-лимфоцитов, способных к разрушению чужеродных клеток; основные киллерные клетки — цитотоксические CD8 T- лимфоциты.

Коадаптация — взаимное приспособление разных видов в процессе коэволюции.

Конвергенция — одна из основных форм филогенеза, выражающаяся в возникновении у представителей разных групп сходных (аналогичных) признаков, вызванных приспособлением к сходным условиям.

Контагиозность — способность инфекционных болезней распространяться путем передачи возбудителя от больных людей (животных) здоровым при непосредственном контакте.

Корецептор — белок клеточной поверхности. усиливающий взаимодействие антигенного рецептора с антигеном и принимающий участие в передаче сигнала внутрь клетки; CD4 и CD8 — корецепторы CD4 и CD8 T-клеток, соответственно; CD19 — корецептор В-клеток.

Коэволюция — эволюционные взаимодействия организмов разных видов, не обменивающихся генетической информацией, но тесно связанных экологически (например, хищник-жертва, паразит-хозяин).

Лейкемия — неограниченная пролиферация злокачественных белых клеток крови; может быть лимфоцитарной, миелоцитарной, моноцитарной.

Лейкоцитоз — увеличение количества лейкоцитов в крови; обычно наблюдается при инфекционном процессе.

Лейкоциты — общее обозначение белых клеток крови, включающих лимфоциты, полиморфноядерные клетки, моноциты.

Лимфокины — цитокины, продуцируемые лимфоцитами.

Лимфоциты В (В-клетки) — один из двух классов лимфоцитов, компоненты В-системы иммунитета, осуществляющей гуморальную форму иммунного ответа; основной признак В-клеток — наличие поверхностного антигенраспознающего иммуноглобулинового рецептора (sIg); при антигенной активации, В-клетки дифференцируются в плазмоциты, продуцирующие антитела той специфичности, которой обладал антигенраспознающий рецептор.

Лимфоциты Т (Т-клетки) — один из классов лимфоцитов, в становлении которого ведущая роль принадлежит тимусу; главные участники Т-системы иммунитета, осуществляющей клеточную форму иммунной защиты; основной признак Т-клеток — наличие Т-клеточного антигенраспознающего гетеродимерного рецептора (ТКР), ассоциированного с однодоменными С3 белками, а также маркера (антигена) Thy-1 9 (у мышей).

Макрофаги — большие мононуклеарные клетки, широко представлены в тканях организма; производные костномозговых предшественников; играют критическую роль в развитии иммунитета; в неспецифическом врожденном иммунитете выполняют роль фагоцитирующих клеток с киллерной активностью, а также основных участников воспалительной реакции; активированные макрофаги способны уничтожить некоторые формы опухолевых клеток; в специфическом адоптивном иммунитете выполняют роль антигенпрезентитирующих клеток и продуцируют группу цитокинов (монокинов) — эндогенных реуляторов иммунного ответа.

Необратимость эволюции — невозможность повторения в процессе эволюции состояния, уже осуществленного в ряду предковых форм.

Носительство (бактерионосительство, вирусоносительство, паразитоносительство и т. д.) — сохранение в организме человека или животного и выделение в окружающую среду возбудителя инфекционной (паразитарной) болезни без клинически выраженного проявления болезни.

Очаг природный — наименьшая часть одного или нескольких географических ландшафтов, где циркуляция возбудителя между животными способна осуществляться неопределенно долго без необходимости заноса его извне.

Очаг эпидемический — (очаг инфекционный или паразитарной болезни) — место нахождения источника возбудителя с окружающей его территорией в тех пределах, в которых этот источник способен передавать возбудителя здоровым людям в данной конкретной обстановке; то же очаг эпизоотический, только в отношении животных.

Паразитизм — использование каким-либо организмом другого организма в качестве источника питания и среды обитания.

Параллелизм — независимое развитие в процессе эволюции сходных признаков у родственных групп.

Плазмида — кольцевая молекула ДНК, автономно от хромосомы реплицирующаяся в клетке.

Полигения — наличие нескольких неаллельных, обычно близкосцепленных генов, белковые продукты которых выполняют сходные функции.

Полиморфизм — наличие у вида нескольких аллельных форм одного и того же гена.

Прогресс — совершенствование и усложнение организмов в процессе эволюции.

Прокариоты — вирусы, бактерии, которые в отличие от эукариот не имеют ядра.

Регресс — упрощение организмов в процессе эволюции.

Резервуар возбудителя инфекции — совокупность биотических и абиотических объектов, являющихся средой естественной жизнедеятельности паразитического вида и обеспечивающих существование его в природе.

Ретровирусы — РНК-содержащие вирусы, имеющие в своем составе фермент обратную транскриптазу, копирующий РНК в ДНК.

Ретротранспозоны — транспозоны (см. ниже), механизм транспозиции которых полностью совпадает с частью жизненного цикла ретровируса, однако они лишены функциональной белковой оболочки и могут перемещаться лишь внутри какой-нибудь одной клетки и быть переданы ее потомкам.

Рецептор — белок на поверхности клетки, связывающий сигнальную молекулу и инициирующий ответ.

Сепсис (септицимия ) — форма инфекционного процесса, при которой возбудитель инфекции после преодоления защитных барьеров и проникновения в организм размножается в крови и распространяется во все органы и ткани.

Синдром обнаженных лимфоцитов — иммунодефицитное состояние, при котором молекулы II класса МНС не экспрессируются на клетках; пациенты с данной формой иммунодефицита имеют незначительное количество CD4 Т-клеток.

Синдром приобретенного иммунодефицита (СПИД) — инфекционная болезнь, вызываемая вирусом иммунодефицита человека и сопровождающаяся резким снижением содержания CD4 Т-клеток.

Синдром DiGeorge — иммунодефицитное состояние, контролируемое рецессивным геном; характеризуется аплазией тимуса, отсутствие Т-клеток.

Синдром Wiskott-Aldrich — иммунодефицитное состояние, характеризующееся дефектом в продукции антител к полисахаридам; пациенты с данной формой иммунодефицита чувствительны к инфекциям, вызываемым пиогенными бактериями.

Специализация — направление эволюции группы, выражающееся в приспособлении ее к очень узким условиям существования.

Транспозоны — мобильные последовательности ДНК, которые не образуют вирусных частиц и не могут покинуть клетку.

Т-система иммунитета — система органов, клеток, эффекторных и регуляторных молекул, обеспечивающих клеточную форму иммунного реагирования; система включает тимус — место дифференцировки костномозговых предшественников Т-клеток (пре-Т-клеток), различные функционирующие субпопуляции собственно Т-клеток (хелперные CD4 Т-клетки, CD4 Т-клетки воспаления, цитотоксические и супрессорные CD8 Т-клетки), эффекторные, антигенраспознающие рецепторы, группу цитокинов, продуцируемых Т-клетками; основная функция связана с цитотоксическим разрушением генетически отличающихся клеток и тканей (чужеродных трансплантатов, опухолевых и вирустрансформированных клеток), а также с участием в регуляции клеточного и гуморального иммунного ответа.

Фагоцитоз — захват и внутриклеточное переваривание корпускулярного материала (бактерий, чужеродных и собственных отмирающих клеток, инертных частиц, таких как липосомы, китайская тушь и др.) основными клетками, способными к активному фагоцитозу, являются макрофаги, нейтрофилы.

Фенотип — свойства организма, зависящие от его генотипа и факторов окружающей среды.

Филогенез — путь эволюционного развития данной группы.

Хелперные CD4 T — клетки (Т Н 2) — субпопуляция Т-клеток, оказывающая помощь В-клеткам в продукции антител

Хемокины — низкомолекулярные цитокины, принимающие участие в миграции и активации фагоцитирующих клеток и лимфоцитов; играют центральную роль в воспалительном ответе.

Цитокины — эндогенные белковые регуляторы, принимающие участие в наиболее эффективном проявлении иммунного ответа; цитоксины, продуцируемые лимоцитами, часто называют лимфокинами; адресное действие цитокинов обеспечивается наличием соответствующих цитокиновых рецепторов на клетках-мишенях.

Цитотоксические Т-лимфоциты (ЦТЛ; CD8 Т-клетки) — клетки, способные убивать другие клетки, к антигенам которых они примированы; при специфическом клеточном иммунитете киллерным действием обладает главным образом субпопуляция зрелых CD 8 Т-клеток; цитотоксическое действие этих клеток на клетки-мишени, экспрессирующие чужеродный антиген, рестриктировано по генам I класса МНС.

Экзон — часть гена, кодирующая участок структуры его продукта (белка, РНК) в ходе экспрессии гена экзоны образуют зрелую информационную РНК.

Эндотоксины — бактериальные токсины, которые выделяются только при повреждении клетки в отличие от экзотоксинов, продуцируемых бактериальной клеткой во внешнюю среду в условиях нормы.

Эндоцитоз — реакция клеток, направленная на поглощение и переваривание растворимых макромолекулярных соединений, а также чужеродных или структурно измененных собственных клеток; термин является обобщающим для двух близких, но, тем не менее, самостоятельных процессов — пиноцитоза и фагоцитоза.

Экспрессия гена — реализация генетической информации, закодированной в последовательности нуклеотидов молекулы ДНК; состоит из двух основных стадий — транскрипции и трансляции.

Эпидемия — массовое поражение всего населения или отдельных его контингентов инфекционной (паразитарной) болезнью.

Эпидемический (эпизоотический) процесс — процесс возникновения и распространения среди населения (животных) специфических инфекционных состояний (клинически выраженной инфекционной болезни или бессимптомного носительства).

Эпизоотия — массовое поражение животных одного или разных видов инфекционной (паразитарной) болезнью.

Эпитоп (антигенная детерминанта) — участок антигена, распознаваемый антителами; эпитоп, ассоциированный с молекулами I и II классов распознается Т-клеточным рецептором.

Эукариоты — животные и растения, клетки которых в отличие от прокариот содержат ядро с мембраной и хромосомами.

 

Каталог возбудителей инфекционных болезней, имеющих тенденцию к распостранению

Материалы этого приложения подготовлены по данным Комитета по проблемам возникновения микробных болезней Института медицины Национальной академии наук США (Lederberg J., Shope R., Oaks S., 1992).

НОВЫЕ БАКТЕРИИ, РИККЕТСИИ И ХЛАМИДИИ

Aeromonas

Болезнь и симптомы

Аэромонадный гастроэнтерит

— острая диарея, продолжающаяся несколько дней

— боль в животе

рвота, лихорадка, может иметь место стул с кровью

Целлюлиты, раневая инфекция и септицемия

— септицемия чаще встречается у предрасположенных пациентов

Диагноз

— идентификация микроорганизмов в фекалиях или раневых секретах пациента

Инфекционные агенты

— Aeromonas hidrophila, A.veronii (биовариант sobria), A.caviae; другие виды Aeromonas (A.jandaei, A.trota, A.schubertii и A.veronii (биовариант veronii)) также были ассоциированы с болезнями человека; природной средой обитания бактерий Aeromonas являются вода и почва

Способ передачи

— прием контаминированной возбудителями воды

— проникновение возбудителей в организм через поврежденную кожу

Распространение

— присутствие возбудителей в клинических изолятах было задокументировано в

— обоих Америках, Азии, Европе и Австралии

— распространены во всем мире

Инкубационный период

— неопределен; наиболее вероятно, что он составляет от 12 часов до нескольких суток

— возбудители могут персистировать в желудочно-кишечном тракте неделями и даже месяцами

Лечение

— антибиотики: триметоприм-сульфометоксазол, хинолоны, аминогликозиды и

— тетрациклины

Профилактика и контроль

— правильная обработка питьевой воды и мониторинг за колодезной водой

— предостережение индивидуумов от контактов с водными животными

Факторы, объясняющие распространение возбудителей

— предрасположенность (например, иммуносупрессия)

— улучшение технологий детекции и идентификации

— возрастание информированности о патогенных свойствах аэромонад

Borrelia burgdorferi

Болезнь Лайма

Болезнь и симптомы

— характерные кожные поражения (мигрирующая эритема) в участках укусов клещей, которые проявляются как кожные папулы и расширяются, приобретая вид кольца, по крайней мере диаметром в 5 см

— утомляемость, головная боль, неподвижность, боли в мышцах, лимфоаденопатия

— неврологические (от 10 до 15 % пациентов) и сердечные (от 6 до 10 % пациентов) нарушения, продолжающиеся недели и месяцы

— от нескольких месяцев до нескольких лет после своего начала сохраняются опухоли и боли в крупных суставах (артриты Лайма)

Диагноз

— основан на клинических находках и серологических тестах

— тесты плохо стандартизованы и нечувствительны в течение первых нескольких недель инфекции

Инфекционный агент

— Borrelia burgdorferi — бактерия-спирохета

Способ передачи

— укусы иксодовых клещей: трансмиссия возбудителя неосуществиться, если клещ будет кормиться меньше нескольких часов

— дикие грызуны (особенно белолапые мыши) и белохвостые олени поддерживают трансмиссивный цикл; клещи поддерживаются на оленях для своей репродукции, а от мышей они инфицируются B. burgdorferi

— отсутствуют доказательства передачи возбудителя от человека к человеку

— документально подтверждена трансплацентарная трансмиссия

Распространение

— распространена в США, Китае, Европе, Канаде, Японии, Австралии

Инкубационный период

— Мигрирующая эритема появляется в период от 3 до 32 сут. После укуса клеща

Лечение

— оральные антибиотики (тетрациклин, доксициклин, амоксициллин, эритромицин) в течение 10–32 сут.

— При развитии неврологических расстройств используют высокие дозы введенных внутривенно пенициллина или цефтриаксона

Профилактика и контроль

— избегать области с инфицированными клещами; закрывать одеждой участки тела через которые вероятно проникновение клещей; использовать верхнюю одежду, покрытую клещевым репелентом

— устранение природных хозяев возбудителя (мышей и оленей)

Факторы, объясняющие распространение возбудителей

— возобновление лесонасаждений и последующее размножение оленей

— строительство жилья в лесистых районах

Campylobacter jejuni

Кампилобактериоз, кампилобактеризный энтерит

Болезнь и симптомы

— абдоминальная боль, диарея, лихорадка

— обычно болезнь длиться от 2 до 5 дней

— может иметь место более длительное течение, а также рецидивы болезни

— во многих случаях инфекция протекает бессимптомно

Диагноз

— идентификация микроорганизма в стуле

Инфекционный агент

— бактерия Campylobacter jejuni

— с отдельными болезнями ассоциирую другие представители рода Campylobacter

Способ передачи

— использование контаминированной пищи, воды или молока

— фекально-оральное распространение от инфицированных лиц и животных

Распространение

— распространен во всем мире

— микроорганизм имеет огромный резервуар среди животных

Инкубационный период и заразительность

— составляет от 2 до 5 дней

Лечение

— регидратация и замещение электролитов

— в отдельных случаях применяется антибиотикотерапия, хотя она редко укорачивает продолжительность проявления симптомов болезни

Профилактика и контроль

— хлорирование воды

— правильное приготовление пищи (в частности, птицы) и пастеризация молока

— мытье рук после контакта с животными

Факторы, объясняющие распространение возбудителей

— улучшившееся распознание микроорганизма

— увеличение в последние годы потребления домашней птицы

Chlamydia pneumonia (TWAR штамм)

TWAR-инфекция, TWAR-пневмония

Болезнь и симптомы

— лихорадка, миалгии, кашель, боли в горле, синуситы

— болезнь обычно протекает мягко, но может медленно возвращаться; кашель длится более двух недель

Диагноз

— изоляция микроорганизма из гортани и мокроты

Инфекционный агент

— хламидия Chlamydia pneumonia (TWAR)

— название штамма является производным обозначений двух изолятов, TW-183 из Тайваня и AR-39 от больного с острой респираторной инфекцией (acute respiratory)

Способ передачи

— от человека к человеку; однако для этого необходима ингаляция инфективных организмов

— возможно через прямой контакт с секретами инфицированных людей

Распространение

— вероятно во всем мире

— основное количество случаев имело место в Северной Америке, Азии и в Европе

Инкубационный период и заразительность

— от 1 до 4 недель

— период контагиозности неизвестен, но предполагается, что он длителен

Лечение

— антибиотики: тетрациклин и эритромицин

Профилактика и контроль

— рекомендуется избегать перенаселенных квартир

Факторы, объясняющие распространение возбудителей

— улучшение диагностики

Chlamydia trachomatis

Генитальный хламидиоз

Болезнь и симптомы

— уретриты у мужчин, цервициты у женщин (непрозрачные выделения, зуд, жжение при мочеиспускании)

— инфекция может иметь асимптоматическое течение

— результатом хронической инфекции у женщин могут быть бесплодие и внематочная беременность

Диагноз

— идентификация микроорганизма в интрауретральных или эндоцервикальных мазках

Инфекционный агент

— бактерия Chlamydia trachomatis

Способ передачи

— половой

Распространение

— во всем мире; в последние два десятилетия отмечается увеличение выявляемых случаев инфекции в Соединенных Штатах, Канаде, Европе и Австралии

Инкубационный период и заразительность

— инкубационный период определен неточно, вероятно он составляет от 7 до 14 дней или больше

— период заразительности больных хламидиозом неизвестен

Лечение

— оральные антибиотики: тетрациклин, доксициклин или хинолоны

Профилактика и контроль

— использование презерватива при половом контакте

— профилактическое лечение сексуальных партнеров

Факторы, объясняющие распространение возбудителей

— вероятно увеличение сексуальной активности

Clostridium difficile

Колиты Clostridium difficile

Болезнь и симптомы

— антибиотико-ассоциированные колиты

— псевдомембранозные колиты

— жидкая диарея, кровяная диарея, абдоминальная боль

Диагноз

— детекция токсина C. Difficile в стуле

— визуальное обнаружение при ректоскопии псевдомебран в прямой кишке

Инфекционный агент

— токсин-продуцирующая бактерия Clostridium difficile

Способ передачи

— фекально-оральный

— получение микроорганизма из внешней среды

Распространение

— во всем мире

— приблизительно 3 % взрослых здоровых людей содержат микроорганизм в кишечнике

Инкубационный период и заразительность

— обычно колиты данного типа начинаются во время лечения антибиотиками или через короткое время после окончания лечения (изменение микрофлоры кишечника по воздействием антибиотиков позволяет размножаться C.difficile и продуцировать токсин)

Лечение

— если возможно, прекратить лечение антибиотиками

— антибактериальные агенты: метронидазол, ванкомицин, бацитрацин

Профилактика и контроль

— избегать необоснованного применения антибиотиков

Факторы, объясняющие распространение возбудителей

— иммуносупрессия

— улучшение диагностики

Ehrlichia chaffeensis

Эрлихиоз

Болезнь и симптомы

— лихорадка, недомогание, головная боль, лимфоаденопатия, анорексия

— лихорадка длиться обычно 2 недели

— иногда менингиты

Диагноз

— затруднен; несколько лабораторий имеют суррогатный антиген E. canis для иммунофлюоресцентной серологии

Инфекционный агент

— риккетсия Ehrlichia chaffeensis

— резервуар неизвестен

Способ передачи

— клещ; однако точно вид клеща-переносчика пока не установлен (возможно это широко распространенный вид Amblyomma americanum)

— передача от человека к человеку недоказана

— хотя отдельные типы эрлихий могут быть перенесены к собакам коричневым собачьим клещём, не было получено никаких подтверждений, что собаки являются резервуаром возбудителя болезни у человека

Распространение

— южные и средне-атлантические Соединенные Штаты

Инкубационный период

— неизвестен: возможно от 1 до 3 недель

Лечение

— оральные антибиотики: тетрациклин

Профилактика и контроль

— избегать области с инфицированными клещами; закрывать одеждой участки тела через которые вероятно проникновение клещей; использовать верхнюю одежду, покрытую клещевым репелентом

Факторы, объясняющие распространение возбудителей

— микроорганизм, вероятно, недавно распознан

— возможно увеличение его резервуара и популяций переносчиков

Escherichia coli O157:H7

Болезнь и симптомы

— Геморрагические колиты; гемолитический уремический синдром

Диагноз

— идентификация антител к серотипу О157:Н7

Инфекционный агент

— бактерия Escherichia coli O157:H7

— один штамм “ЕНЕС” (enterohemorrhagic E.coli)

— ЕНЕС-бактерии продуцируют сильные цитотоксины, названные шигаподобными токсинами 1 и 2 типа

— предполагается, что крупнорогатый скот является резервуаром ЕНЕС

Способ передачи

— контаминированная пища: обычно это плохо приготовленное говяжье мясо и сырое молоко

Распространение

— вероятно во всем мире

— большинство случаев имели место в Северной Америке и Европе

Инкубационный период

— от 12 до 60 часов

Лечение

— оральное замещение электролитов и воды (если это необходимо, то и внутри венное)

Профилактика и контроль

— правильная обработка мяса

— мытье рук

— удаление нечистот и обработка воды

Факторы, объясняющие распространение возбудителей

— вероятно это связано с переносом бактериофагом в обычную кишечную палочку гена шигаподобного токсина

Haemophilus influenzae, биогруппа aegyptis

Бразильская пурпурная лихорадка

Болезнь и симптомы

— раздражение конъюнктивы глаза, затем отек века, фотофобия

— высокая температура держится в течение 3–5 дней после развития конъюнктивита, появляется тошнота и розовая сыпь

— количество смертельных случаев достигает 70 %,смерть наступает быстро — после развития системных симптомов

— болезнь впервые распознана в 1984 г.

Диагноз

— микроскопическое исследование бактериальных культур конъюнктивальных выделений

— обнаружение микроорганизма в крови

Инфекционный агент

— бактерия Haemophilus influenzae, биогруппа aegyptis

Способ передачи

— контакт с конъюнктивальными и респираторными секретами инфицированных лиц

Распространение

— почти все случаи бразильской пурпурной лихорадки отмечены в южных районах Бразилии (большинство случаев имели место у маленьких детей)

— один случай описан в Австралии

Инкубационный период и заразительность

— инкубационный период неизвестен

— болезнь заразительна в течение всего острого периода

Лечение

— высокие дозы антибиотиков внутривенно: ампициллин, хлорамфеникол

Профилактика и контроль

— быстрое начало лечения заболевших и лиц, бывших с ними в контакте

— избежание экспозиции с выделениями из глаз

Факторы, объясняющие распространение возбудителей

— возможно вследствие мутации произошло увеличение вирулентности Haemophilus influenzae.

Helicobacter pylori

Болезнь и симптомы

— диспепсия, абдоминальная боль

— хроническая инфекция может привести к пептической язве и раку желудка

Диагноз

— обнаружение антител в крови с помощью ELISA

— биопсия и культуральное исследование

Инфекционный агент

— бактерия Helicobacter pylori

Способ передачи

— неизвестен; отдельные исследователи предполагают зоонозное происхождение

Распространение

— во всем мире

Инкубационный период и заразительность

— неизвестны

Профилактика и контроль

— неизвестны

Факторы, объясняющие распространение возбудителей

— улучшение диагностики.

Legionella pneumophila

Легионеллез, лихорадка Понтиак

Болезнь и симптомы

— первые симптомы включают недомогание, головную боль, миалгии, лихорадку, озноб и кашель

— температура нарастает быстро, в течение одних суток, и может предшествовать развитию легочных симптомов

— у 25 … 75 % больных наблюдается изменение психического состояния

— осложнения включают почечную недостаточность, легочные абсцессы и экстрапульмонарную инфекцию

— лихорадка Понтиак может собой представлять реакцию на ингаляцию легионеллезного антигена, а не бактериальную инвазию; пациенты выздоравливают в течение от 2 до 3 дней без лечения

Диагноз

— выделение микроорганизма на специальной среде

— обнаружение микроорганизма с помощью прямого иммунофлюоресцентного окрашивания в тканях или секретах респираторного тракта

Инфекционный агент

— бактерия Legionella pneumophila

Способ передачи

— посредством аэрозоля, образованного различными аэрозолирующими устройствами

— непосредственная передача от человека к человеку не доказана

Распространение

— задокументированы серьезные вспышки легионеллезной пневмонии в Северной Америке, Европе, Азии и Австралии

— возбудитель также идентифицирован в Южной Америке и Африке

Инкубационный период

— от 2 до 10 суток при легионеллезе

— от 5 до 66 часов при лихорадке Понтиак

Лечение

— при легионеллезе используются антибиотики: рифампицин и эритромицин

Профилактика и контроль

— осушебние охлаждающих башен в тех случаях когда их не используют

— гиперхлорирование и повышение температуры горячей воды позволяет частично уменьшить риск водяных вспышек болезни

Факторы, объясняющие распространение возбудителей

— распознание эпидемической ситуации

Listeria monocytogenes

Листериоз

Болезнь и симптомы

— обычно проявляется менингоэнцефалитоми/или септицемией (предшествуют лихорадка, головная боль и рвота)

— могут иметь место делирий, шок и кома

— болезнь очень опасна для беременных женщин: инфицирование плода приводит к его гибели

— развитию инфекции способствует иммуносупрессивное состояние

— плод и новорожденные дети очень чувствительны к инфекции

Диагноз

— выделение микроорганизма из крови или цереброспинальной жидкости

Инфекционный агент бактерия Listeria monocytogenes Способ передачи

— прием контаминированной пищи (в частности, плохо прогретых хотдогов, недоваренной птицы, различных мягких сыров; покупка холодных закусок, хранившихся на прилавках)

— прямой контакт с микроорганизмом или почвой, контаминированной фекалиями инфицированных животных

— ингаляционное инфицирование

Распространение

— во всем мире

Инкубационный период и заразительность

— инкубационный период крайне вариабелен (от 2 до 70 суток)

— заразительность на протяжении всего периода инфекции

Лечение

— антибиотики: пенициллин, ампициллин, котримоксазол

Профилактика и контроль

— беременным женщинам рекомендуется избегать определенной пищи (см. выше)

— соблюдение технологии приготовление пищевых продуктов

— пастеризация молока

Факторы, объясняющие распространение возбудителей

— возрастание информированности о патогенных свойствах листерий, улучшение диагностики и отчетности

Mycobacterium tuberculosis

Туберкулез

Болезнь и симптомы

— кашель, потеря веса, ночной пот, умеренная лихорадка

— общими симптомами являются кровохарканье и боли в груди

— экстрапульмонарный туберкулез может дать симптомы, характерные для поражения других органов, например, таких как почки, печень и ЦНС

Диагноз

— идентификация туберкулезных бактерий в мокроте

— характерные изменения на рентгенограммах грудной клетки

Инфекционный агент

— микобактерия Mycobacterium tuberculosis

Способ передачи

— ингаляция капелек, содержащих бактерии (способны оставаться суспендированными в воздухе более 2 часов)

Распространение

— во всем мире ежегодно до 8 млн. человек заболевают туберкулезом и около трех миллионов умирает от этой болезни

— по существующим оценкам до 50 % людей во всем мире (2 млрд. человек) инфицировано возбудителем туберкулеза (клинические и субклинические формы)

Инкубационный период и заразительность

— от 4 до 12 недель

— болезнь заразительна на протяжении всего периода, пока возбудитель выделяется вместе с мокротой

Лечение

— химиотерапия, включающая комбинацию антибактериальных препаратов (особенно изониазид и рифампицин) в течение 6 … 12 месяцев

Профилактика и контроль

— лечение больных с острой инфекцией

— строгая изоляция больных с активной легочной инфекцией

— превентивная антибиотикотерапия лиц, находившихся в контакте с больными туберкулезом

Факторы, объясняющие распространение возбудителей

— увеличение иммуносупрессированных популяций

Staphylococcus aureus (и синдром токсического шока)

Синдром токсического шока

Болезнь и симптомы

— хотя симптомы инфекции, вызванной S. aureus, варьируют в очень широком диапазоне (от отдельных пустул до септицемии и даже смерти), синдром токсического шока (TSS) мы рассматриваем как появившуюся инфекционную болезнь

— TSS начинается неожиданно: с высокой температуры, рвоты, профузного поноса, миалгии, гипотензии и, в отдельных случаях, шока

— в острой фазе болезни на ладонях и подошвах появляется ожогоподобная сыпь, часто заканчивающаяся десквамацией

— у больных могут иметь место дезориентация и нарушение сознания

Диагноз

— изоляция золотистого стафилококка из влагалища или абсцессов

Инфекционный агент

— бактерия Staphylococcus aureus

Способ передачи

— возникновение TSS ассоциируется с использованием суперабсорбирующих тампонов, длительным использование противозачаточных колпачков и кесаревым сечением

— случаи TSS, описанные у мужчин, были связаны с локальными проявлениями инфекции — абсцессами и постхирургическими гнойными осложнениями

— передачи возбудителя непосредственно от человека к человеку не отмечено

Распространение

— спорадические случаи отмечены во всем мире

Инкубационный период

— неизвестен

Лечение

— замещение утраченной жидкости и электролитов

— внутривенное введение антибиотиков

Профилактика и контроль

— минимальное использование абсорбирующих тампонов

— необходимо точнее устанавливать факторы, связанные с неменструальным развитием TSS

Факторы, объясняющие распространение возбудителей

— использование суперабсорбирующих тампонов

Streptococcus pyogenes (группа А)

Болезнь и симптомы

— большинство распространенных случаев инфекции, вызванных стрептококком группы А, характеризуются воспалением в горле и кожными поражениями

— эти бактерии также являются причиной скарлатины, ревматической и родильной лихорадок, септицемии, раневых инфекций и пневмонии

— в редких случаях стрептококки группы А вызывают сепсис и стрептококковый синдром токсического шока (который может привести к смертельному исходу)

Диагноз

— идентификация антигена стрептококка группы А в фарингеальных секретах

Инфекционный агент

— бактерия Streptococcus pyogenes (группа А)

Способ передачи

— прямой или интимный контакт с инфицированным человеком

— вспышки стрептококковых поражений гортани были связаны с приемом контаминированной пищи

Распространение

— во всем мире

Инкубационный период и заразительность

— от 1 до 3 дней

— если используется антибиотикотерапия, заразительный период не превышает 1–2 дней

— без лечения, особенно в тех случаях, когда имеют место гнойные выделения, заразительный период может продолжаться от нескольких недель, до нескольких месяцев

Лечение

— антибиотики: пенициллин

Профилактика и контроль

— в отдельных случаях показано профилактическое лечение пенициллином лиц, бывших в контакте

— необходимо избегать рукопожатий с лицами с респираторными или кожными инфекциями

Факторы, объясняющие распространение возбудителей

— вероятно изменение вирулентности отдельных стрептококков этой группы привело к смертельным исходам болезни

Vibrio cholerae

Холера

Болезнь и симптомы

— неожиданно начинающийся водянистый профузный понос, приводящий к глубокой дегитратации

— прогрессирование болезни способно привести к шоку в течение 4 –12 часов

— в некоторых случаях смерть наступала через несколько часов

Диагноз

— выделение микроорганизма из стула или ректального тампона

Инфекционный агент

— бактерии Vibrio cholerae серогруппы О1, биотипы cholerae и Эль Тор

Способ передачи

— употребление воды, контаминированной фекалиями инфицированных людей (микроорганизм быстро гибнет под воздействием хлора, но может долго сохраняться в кубиках льда, в соленой и минеральной воде)

— употребление пищи помытой контаминированной водой

Распространение

— спорадические эпидемии, самая последняя началась в Южной Америке в 1991 году

— болезнь эндемична для Южной Азии

Инкубационный период и заразительность

— от нескольких часов до 5 дней; обычно от 2 до 3 дней

— непосредственная передача от человека к человеку имеет очень маленькое значение в регионах с хорошими санитарными условиями

Лечение

— замещение жидкости и электролитов (оральная регитратационная терапия — ORT)

— антибиотики убивают холерный вибрион и сокращают продолжительность болезни, однако они имеют второстепенное, в сравнении с регидратационной терапией, значение

Профилактика и контроль

— разработанные вакцины обеспечиваю неполную защиту (50 %) на непродолжительное время (от 3 до 6 месяцев) и не имеют практического значения в эпидемическом контроле

— избегать употребления контаминированной пищи и воды, а также сырых и недоваренных крабов и моллюсков, собранных в потенциально контаминированной воде

Факторы, объясняющие распространение возбудителей

— нарушение санитарных мероприятий, защищающих запасы воды

Vibrio vulnificus

Болезнь и симптомы

— симптомы варьируют: от целлюлитов, до фатальной бактериемии, ассоциированной с развитием хронических язв кожи

— инфекции мягких тканей и септицемия развиваются при проникновении микроорганизма через кожу

— случайно микроорганизм может оказаться связанным с диаререй

Диагноз

— Выделение микроорганизма из крови и кожных поражений

Инфекционный агент

— бактерия Vibrio vulnificus

Способ передачи

— контакт раневых поверхностей с водой или морепродуктами, содержащими микроорганизм

— прием в пищу иммунокомпромисными лицами и особенно больными с хроническим циррозом контаминированной воды или пищи (обычно недоваренных морепродуктов)

— от человека к человеку не передается

Распространение

— вероятно является частью нормальной морской флоры в странах с жарким климатом

Инкубационный период

— от 10 до 20 часов

Лечение

— антибиотикотерапия

— хирургический дренаж в случае инфицирования мягких тканей

— поддерживающее лечение при диарейных проявлениях болезни (например, оральное замещение жидкости)

Профилактика и контроль

— избегать экспозиции открытых раневых поверхностей к морской воде

— избегать употребления сырых или недоваренных морепродуктов

Факторы, объясняющие распространение возбудителей

— улучшение диагностики

ВИРУСЫ

Агент бычьей спонгиформной энцефалопатии

Бычья спонгиформная энцефалопатия (BSE) у крупнорогатого скота

Болезнь и симптомы

— прогрессирующая неврологическая болезнь, нетвердая походка

— BSE-агент обнаруживается не во всех случаях болезни у людей

Диагноз

— гистология ткани мозга

— эпидемиологические характеристики

— серологические тесты отсутствуют

Инфекционный агент

— BSE-агент является вирусоподобным агентом, сходным с прионом скреппи овец

Способ передачи

— вероятно прием в пищу крупно-рогатым скотом плохо дезинфицированных потрохов овец

Распространение

— эпидемия в Англии в 1990 году; случаи во Франции и Швеции

Инкубационный период и заразительность

— неизвестны

Лечение

— отсутствует

Профилактика и контроль

— уничтожение больных животных

— ограничение на использование в фармацевтике бычьей сыворотки и клеток, включая производство вакцин

— изменение в процессах переработки животного сырья, повышение эффективности контроля

Факторы, объясняющие распространение возбудителей

— нарушения в технологиях переработки животного сырья

Вирусы калифорнийской серогруппы (энцефалиты: калифорнийский, Ла Кросс, коньёна Джаместона)

Болезни и симптомы

— непродолжительные острые вирусные болезни, протекающие с вовлечением головного и спинного мозга, менингиальных оболочек

— многие инфекции протекают бессимптомно; отдельные инфекции имеют острое начало, проявляются головной болью, высокой температурой, ступором, дезориентацией, тремором, спазмами и комой

Диагноз

— по антителам в крови спинномозговой жидкости

Инфекционный агент

— вирусы калифорнийской серогруппы: Ла Кросс, канъёна Джаместона

— вирус калифорнийского энцефалита и вирус зайцев снегоступов

Способ передачи

— укусы инфицированных москитов

— непосредственно от человека к человеку не передается

Распространение

— Соединенные Штаты, Канада, страны СНГ

— случаи болезни обычно бывают в средних широтах летом и ранней осенью

Инкубационный период

— обычно от 5 до 15 суток

Лечение

— только поддерживающая терапия

Профилактика и контроль

— избежание укусов москитами

— контроль над москитами (ликвидация мест их размножения)

Факторы, объясняющие распространение возбудителей

— уничтожение лесов

— плохой контроль за переносчиками

— возрастание человеческой активности в эндемичных регионах

— брошенные автомобильные покрышки как источник размножения москитов

Вирус Чикунгунья

Лихорадка Чикунгунья

Болезнь и симптомы

— внезапное начало лихорадки, головная боль, миалгии

— боли в суставах, артриты, геморрагии

— болезнь течет остро и самоограничивается

Диагноз

— выделение вируса из крови больного

Инфекционный агент

— вирус Чикунгкнья — одноцепочечный РНК-вирус

Способ передачи

— укусы инфицированных москитов Aedes

— прямая передача от человека к человеку не возможна

Распространение

— преимущественно в Африке, Южной Азии, на Филиппинах

Инкубационный период

— от 3 до 12 суток

Лечение

— только поддерживающее

Профилактика и контроль

— контроль за москитами в эндемичных очагах

— проходит проверку живая ослабленная вакцина

Факторы, объясняющие распространение возбудителей

— неизвестны

Вирус Конго-Крымской геморрагической лихорадки

Конго-Крымская геморрагическая лихорадка

Болезнь и симптомы

— острое начало лихорадки, головная боль, озноб, фотофобия, миалгии, абдоминальные боли

— тошнота, рвота, могут иметь место диарея, общая сыпь

— гибель заболевших к общему их числу приблизительно составляет 25:1, где первая цифра — общее число заболевших

— очень тяжело протекает и часто заканчивается смертью болезнь беременных женщин

Диагноз

— изоляция вируса из церебро-спинальной жидкости, крови и других тканей

Инфекционный агент

— вирус Конго-Крымской лихорадки — РНК-вирус

Способ передачи

— укусы инфицированных клещей

— контакт с кровью и секретами/экскретами инфицированных людей и животных

— вирус может распространяться в аэрозоле

Распространение

— Восточная Европа, Центральная и Восточная Азия, Ближний Восток, Суб-Сахара и Южная Африка

Инкубационный период и заразительность

— от 3 до 5 суток

— кровь инфицированных лиц содержит высокие концентрации вируса от 8 до 10 сут.

Лечение

— поддерживающее

— может помочь рибавирин

Профилактика и контроль

— строгая изоляция инфицированных пациентов

— избежание контактов с инфицированными клещами, людьми и животными

— в СНГ используется убитая вакцина, но ее эффективность неизвестна

Факторы, объясняющие распространение возбудителей

— ослабление эффективности контроля за распространением клещей

— ослабление эффективности карантина животных

Вирус Денге

Гемморрагическа лихорадка Денге(DNF)/Денге шоковый синдром (DSS)

Болезнь и симптомы

— неожиданно острое начало, головная боль, боли в мышцах и суставах

— тошнота, рвота, абдоминальные боли, может иметь место сыпь

— лихорадка обычно длиться от 3 до 7 суток, конвалесцентное состояние может быть длительным

— начальные фазы DNF/DSS могут быть такими, как описано выше, но за ними следует геморрагические проявления: кровотечение из множества участков и сосудистый коллапс

Диагноз

— изоляция вируса из крови

— серологические исследования

Инфекционный агент

— Вирус Денге, серотипы 1–4 (все серотипы способны вызывать болезнь)

Способ передачи

— укусы инфицированных москитов Aedes aegypti или Aedes albopictus

— непосредственная передача от человека к человеку невозможна

Распространение

— эпидемичен и эндемичен в тропических и субтропических областях Африки, Америки, Азии, Океании и Австралии

— широко распространен в Карибском бассейне

Инкубационный период и заразительность

— от 3 до 14 суток, в среднем 7 — 10 суток

— болезнь не передается от человека к человеку, больной может быть инфективным для москитов за день до окончания лихорадочного периода (5 …7 дни)

Лечение

— только поддерживающее

Профилактика и контроль

— контроль численности москитов

— вакцины не разработаны

Факторы, объясняющие распространение возбудителей

— снижение эффективности контроля за москитами

— увеличение урбанизации в тропиках

— увеличение воздушных перевозок

Филовирусы

Болезнь и симптомы

— неожиданное начало лихорадки, головная боль, боли в суставах и мышцах, вслед за этим язвы в гортани, диарея, боли в животе, рвота, сыпь

— после 3 … 5 суток лихорадки появляются геморрагические высыпания

— смертельные случаи при лихорадке Марбург достигают 25 %, для лихорадки Эбола в пределах 50 … 90 %

Диагноз

— изоляция вирусов из крови и других тканей и жидкостей

— серологическое выявление антител

Инфекционный агент

— вирус Эбола

— вирус Марбург

Способ передачи

— тесный контакт с инфицированными людьми, кровью, тканями, секретами или экскретами

— наблюдали трансплацентарную и венерическую передачу

— контакт с инфицированными животными-переносчиками (приматами)

Распространение

— лихорадка Эбола: эпидемии имеют место в Судане и Заире; вирус может быть эндемичен для других районов Африки; обезьяны, инфицированные Эбола-подобным вирусом были импортированы в Соединенные Штаты из Филиппин в 1989 г. (случаев заболевания тогда людей не было выявлено)

— лихорадка Марбург: разбросанные случаи среди людей в центральной, восточной и южной Африке; случаи, описанные в Германии, были результатом контакта с материалом из африканских зеленых макак, импортированных из Уганды

Инкубационный период и заразительность

— для обоих вирусов от 5 до 10 суток

— оба вируса могут персистировать у людей до 2 месяцев

Лечение

— только поддерживающее

Профилактика и контроль

— избежание контакта с инфицированными людьми или их кровью и другими тканями и жидкостями

— строгая изоляция инфицированных людей

Факторы, объясняющие распространение возбудителей

— поставки воздушным путем вирус-инфицированных обезьян из развивающихся стран

Хантавирусы

Геморргическая лихорадка с ренальным синдромом

Болезнь и симптомы

— острое начало лихорадка, головная боль и миалгии; абдоминальные боли, рвота и диарея

— появление петехий (заполненных кровью пятен) на нёбе

— при некоторых формах болезни, первоначальный лихорадочный период может сопровождаться гипотензией и геморрагиями во многих участках тела

— большинство переболевших сохраняют нормальную функцию почек

— большинство тяжелых случаев вызывает вирус Хантаан

Диагноз

— обнаружение специфических антител с помощью ИФА и ЭЛИЗА.

Инфекционный агент

— хантавирусы — группа РНК-вирусов

— существуют отдельные субтипы, каждый из которых связан с отдельным видом грызуна-резервуара

Способ передачи

— контакт с инфицированным материалом (фекалии, моча, слюна, ткани

и др.)

— контакт обычно осуществляется посредством аэрозоля

— задокументирована трансплацентарная трансмиссия; передача от человека к человеку не наблюдалась

Распространение

— хантавирусы найдены на всех континентах

— эндемические и эпидемические болезни в Китае, Корее в СНГ

— вирус Хантаан широко распространен в восточной Азии

— вирус Puumala распространен в Скандинавии и Восточной Европе

Инкубационный период

— от 4 до 42 суток; в среднем от 12 до 16 суток

Лечение

— только поддерживающая терапия

— недавно было показано, что рибаверин может укорачивать продолжительность болезни и уменьшать смертность

Профилактика и контроль

— контроль за грызунами

Факторы, объясняющие распространение возбудителей

— проникновение людей в экологические ниши вирусов

Вирус гепатита В

Гепатит В

Болезнь и симптомы

— болезнь начинается незаметно, с анорексии и абдоминальных болей

— одновременно проявляется сыпь и артралгии, часто развивается желтуха

— хроническая инфекция ведет к циррозу печени

Диагноз

— по повышению уровня отдельных почечных ферментов

— серологические антительные тесты (RIA, ELISA)

Инфекционный агент

— вирус гепатита В — двухцепочечный ДНК-вирус

Способ передачи

— вирус проникает в организм человека через повреждения кожных покровов или через слизистые поверхности

— передача через контаминированные иглы, трансфузии крови или продуктов на ее основе, половой контакт

— трансплацентарная передача

Распространение

— во всем мире

Инкубационный период и заразительность

— от 45 до 180 суток, в среднем от 60 до 90 суток

— кровь, взятая от больного, может быть инфективна еще за несколько недель до развития первых симптомов, она инфективна на протяжении всего острого клинического периода болезни

— хронические носители

Лечение

— только поддерживающее

Профилактика и контроль

— иммунизация вакциной против гепатита В

— тестирование крови доноров

Факторы, объясняющие распространение возбудителей

— возможно, увеличение сексуальной активности м и увеличения случаев внутривенного введения лекарств

Вирус гепатита С

Классический гепатит “ни А, ни В”

Болезнь и симптомы

— незаметное начало, сопровождающееся анорексией, тошнотой, рвотой и желтухой

— течение сходно с таковым у гепатита В, только более длительное

— четкая тенденция к переходу в хронический гепатит, который может иметь асимптоматическое течение

— большинство известных случаев являются пострансфузионными гепатитами

Диагноз

— диагноз ставят путем исключения гепатитов А,И, и дельта, а также других причин повреждения печени

— пригодных для клинического использования тестов крови, не существует

Инфекционный агент

— достоверно инфекционный агент не установлен

— предполагается, что им может оказаться флавивирус

Способ передачи

— подкожная экспозиция с к контаминированным производным крови и плазмы

— роль половой активности в передаче вируса достоверно не установлена

Распространение

— во всем мире

— наиболее часто встречается среди лиц, подвергнутых гемодиализу, гемофиликов, медицинских работников и лекарственных наркоманов

Инкубационный период и заразительность

— от 20 до 90 суток, в среднем 50 суток

— заразительный период начинается через одну неделю после экспозиции вирусом и переходит в хроническую стадию болезни

Лечение

— существующие антивирусные препараты малоэффективны

— интерферон может оказаться полезным для лечения хронических носителей

Профилактика и контроль

— вакцины не разработаны

— мониторинг запасов крови в отношении анти-HCV и повышения уровней печеночных ферментов

— пастеризация концентратов факторов свертываемости

Факторы, объясняющие распространение возбудителей

— применение технологий молекулярной вирусологии для идентификации этиологических агентов

— давно известный синдром, описанный заново

Агент, вызывающий гепатит Е

Гепатит Е

также известен как эпидемический гепатит “не А, не В”; передаваемый водным путем гепатит “не А, не В”; энтерально передаваемы гепатит “не А, не В”

Болезнь и симптомы

— начинается неожиданно, первых симптомы: лихорадка, недомогание, тошнота, анорексия

— продолжительность болезни варьирует от 7 до 14 суток при среднетяжелых формах, и до нескольких месяцев при тяжелом течении

— не обнаружено случаев перехода в хроническую форму

Диагноз

— печеночные функциональные тесты

— исключение другой этиологии гепатитов с помощью серологических тестов и прежде всего гепатита А

Инфекционный агент

— вирус окончательно не охарактеризован

— в фекалиях больных людей были охарактеризованы вирус-подобные частицы

Способ передачи

— употребление контаминированной воды (большинство вспышек связано с употреблением воды, контаминированной фекалиями)

— фекально-оральная передача

Распространение

— может быть распространен во всем мире

— основное количество вспышек описано в Азии, Африке. СНГ и Мехико

Инкубационный период и заразительность

— от 30 до 40 суток

— период заразительности неизвестен, возможно он такой же как у вируса гепатита А

Лечение

— только поддерживающее

Профилактика и контроль

— осуществление программ по санитарному контролю, тщательное мытье рук после дефекации и перед употреблением пищи

Факторы, объясняющие распространение возбудителей

— агент и болезнь были заново распознаны

Человеческий герпесвирус 6

Болезнь и симптомы

— начинается внезапно с лихорадки (длительность лихорадки от 3 до 5 суток)

— макулопапулезная сыпь (exanthem subitum/roseola infantum), которая появляется сначала на туловище, а потом распространяется по всему телу

— приступы лихорадки были описаны лишь в очень немногих случаях

Диагноз

— серология

Инфекционный агент

— человеческий герпесвирус-6

Способ передачи

— неизвестен

Распространение

— распространен в США и Японии повсеместно (антитела находят боле чем у 90 % людей)

— болезнь обычно встречается у детей младше 4-х лет

— случаи болезни обычно происходят вспышками

Инкубационный период и заразительность

— инкубационный период 10 суток

Лечение

— только поддерживающее

Профилактика и контроль

— нет

Факторы, объясняющие распространение возбудителя

— заново распознан

Вирус иммунодефицита человека (ВИЧ), типы 1 и 2

ВИЧ-заболевание; синдром приобретенного иммунодефицита (СПИД); СПИД-связанный комплекс

Болезнь и симптомы

— клинические особенности инфекции коррелируют со степенью иммунологической дисфункции — от бессимптомной к прогрессированию и смерти

— проявления болезни могут включать включать любые органные системы организма

— первоначальные симптомы: лихорадка, потеря веса, диарея, утомляемость, кашель, лимфоаденопатия, оральный тризм и повреждения кожи (СПИД-связанный комплекс)

— отдельные оппортунистические инфекции и злокачественные опухоли очень часто оказываются общими для больных и поэтому их рассматривают в качестве специфических индикаторов ВИЧ-инфекции, включая туберкулез и другие микобактериальные инфекции; Pneumocystis carinii пневмония; хронический криптоспоридиоз; токсоплазмоз центральной нервной системы; кандидоз эзофагиального или нижнего отдела легочного тракта; диссеминированный криптококкоз; цитомегаловирусная инфекция ЦНС, легких, глаз, кишечника; диссеминированная распространение герпеса простого; саркома Капоши, первичная В-клеточная лимфома, лимфома не-Ходкинса

— часто выявляют атипичные клинические находки (например, увеличивается число случаев экстрапульмонарного туберкулеза)

Диагноз

— серологические тесты на антитела к ВИЧ

— выделение вируса

Инфекционный агент

— вирус иммунодефицита человека, типы 1 и 2 (ретровирусы)

— типы 1 и 2 серологически и географически отличаются друг от друга, однако они имеют сходные эпидемиологические и патологические характеристики

— резервуаром вируса является человек

Способ передачи

— сексуальная экспозиция к инфицированным лицам

— экспозиция к крови или продуктам из неё полученным (трансфузии или общие иглы), или тканям (трансплантации) инфицированных людей

— передача от матери к плоду

— обычные бытовые контакты с ВИЧ-инфицированными не несут в себе угрозы передачи возбудителя

Распространение

— во всем мире

— на январь 1992 г. в США насчитывалось более 200 000 лиц, больных СПИДом; приблизительно около 1 млн. лиц были бессимптомными носителями ВИЧ

— на июнь 1990 г. во всем мире насчитывалось от 8 до 10 млн. человек, инфицированных ВИЧ

— ВИЧ-2 эндемичен только в Восточной Африке, хотя отдельные случаи встречаются в Европе, Северной, Южной Америке и в других частях Африки

— первые случаи были сгруппированы между мужчинами-гомосексуалистами, внутривенными наркоманами, проститутками и реципиентами трансфузий

— структура заболеваемости изменилась за 10 лет: уменьшилось количество инфицированных внутривенным введением лекарств, больше стало выявляться случаев инфицирования среди гетеросексуалов и трансплацентарной трансмиссии

Инкубационный период и заразительность

— вирус после инфицирования может быть обнаружен в крови за период от дня до месяца

— перед проявлением первых признаков болезни может пройти от нескольких месяцев до нескольких лет (у приблизительно половины ВИЧ-инфицированных, не получавших антивирусную терапию, СПИД развивается в течение 10 лет от момента инфицирования)

— заразительный период неизвестен, но предполагается, что он может начинаться сразу после начала ВИЧ-инфекции и продолжаться всю жизнь больного

Лечение

— раннее распознание и лечение поддающихся инфекций и неоплазм

— в США используются три разрешенных FDA антиВИЧ-препарата: зидовудин (zidovudin, AZT), дидеоксиинозин (dideoxyinosine, так же известный как VIDEX или ddI), и дидеоксицитодин (dideoxycytodine, также известный как HIVID или ddC; обычно используют в комбинации с AZT); эти агенты не излечивают ВИЧ-инфекцию, замедляют ее прогрессирование

Профилактика и контроль

— скрининг крови (и других тканей) доноров

— избегать половых сношений (вагинальных, анальных, оральных) с лицами, про которых известно или есть подозрения, что они инфицированы ВИЧ

— использовать латексные презервативы или спермицид для уменьшения риска половой передачи

— соблюдение безопасности медицинскими работниками при манипуляциях, использовании и замене игл и других острых инструментов, и ношение латексных перчаток в тех случаях, когда предполагается контакт с жидкостями тела любого пациента

Факторы, объясняющие распространение возбудителей

— урбанизация

— изменение стиля жизни и нравов

— увеличения практики внутривенного введения наркотиков

— международные перевозки

— медицинские технологии (трансфузии)

Человеческий папилломавирус (HPV)

Болезнь и симптомы

— различные поражения мембран кожи и слизистых, бородавки на коже, в гортани, вокруг половых органов и ануса

— HPV вовлечен в этиологию цервикального рака (особенно HPV типов 16 и 18)

Диагноз

— обычно основывается на внешнем виде поражений

— в отдельных случаях необходимо иссечение ткани и ее гистологическое исследование

Инфекционный агент

— человеческий папиломавирус (на сегодняшний день идентифицировано, по крайней мере, 60 типов)

Способ передачи

— обычно через прямой контакт

— посредством самозаражения (например, срезанием бритвой) и через контакт с контаминированными поверхностями

— генитальные бородавки могут передаваться при половом контакте

— вирус может быть передан от матери к младенцу во время родов

Распространение

— во всем мире

Инкубационный период и заразительность

— от 1 до 20 месяцев; в среднем от 2 до 3 месяцев

— заразительный период неизвестен, но вероятно он не меньше того периода, в течение которого существуют видимые поражения

Лечение

— замораживание бородавок жидким азотом

— применение для удаления бородавок салициловой кислоты или подофиллина

— для эффективного лечения генитальных бородавок может быть использован интерферон

— для лечения ларингеальных и цервикальных бородавок бывает достаточно их хирургического удаления

Профилактика и контроль

— избежание прямого контакта с поражениями

— использование презерватива при половом сношении

Факторы, объясняющие распространение возбудителей

— возможно, увеличение половой активности

Человеческий парвовирус В19

Инфекционная эритема

Болезнь и симптомы

— классическая инфекция у детей характеризуется эритемой щек и сыпью на конечностях

— у взрослых болезнь имеет более тяжелое течение, с лихорадкой и артритами, которые могут длиться от нескольких месяцев, до нескольких лет

— многие случаи апластических кризов у больных с хроническими гемолитическими анемиями

Диагноз

— основывается на клинических данных, может быть подтвержден тестированием антител

Инфекционный агент

— человеческий парвовирус В19 — одноцепочечный ДНК-вирус

Способ передачи

— наиболее часто в результате контакта с респираторными секретами

— также передается трансплацентарно и через кровь (продукты из крови)

Распространение

— во всем мире; обычное для детей

Инкубационный период и заразительность

— от 4 до 20 суток проходит до развития сыпи

— вероятно, после начала сыпи больные не заразительны; иммунокомпромиссные лица с хронической инфекцией могут быть заразными несколько лет после инфицирования

Лечение

— только поддерживающее

Профилактика и контроль

— госпитализированные больные с транзиентным апластическим кризом должны быть изолированы

— мыть руки после контакта с пациентом

Факторы, объясняющие распространение возбудителей

— распространяющийся вирус, только недавно привлекший повышенное внимание

— как гематогенная инфекция, он может стать серьезной проблемой для иммуносупрессированных людей и создать угрозу запасам крови

Вирус человеческой Т-клеточной лейкемии (HTLV), типы 1 и 2

Детская Т-клеточная лейкемия/лимфома (ATLL); хроническая прогрессирующаямиелопатия; тропический спастический парапарез (TSP)

Болезнь и симптомы

— лимфоаденопатия, гепатомегалия, спленомегалия, лимфоматозный менингит

— кожные повреждения (генерализованная эритродерма, папулез, макулопапуларная сыпь)

— могут иметь место лихорадка и абдоминальные симптомы

— часто описывают артриты

— болезнь может протекать в различных формах — от подострой до быстро приводящей к смерти (средняя продолжительность жизни заболевших ATLL 8 месяцев)

Диагноз

— выделение вируса из крови

— выявление антител

Инфекционный агент

— вирус лейкемии человеческих Т-клеток

— вирус первого типа является причиной возникновения лейкемии и лимфомы

— вирус второго типа первоначально был выделен в двух случаях волосатоклеточной лейкемии (однако причинно-следственная связь между этим вирусом и лейкемией не доказана)

Способ передачи

— от человека к человеку передается через кровь (трансфузии и уколы иглами) и через половой контакт

— возможна трансплацентарная передача

Распространение

— вирус обнаружен на всех континентах

— групповые случаи HTLV-1 инфекции выявляются на островах Карибского бассейна, в юго-восточной Японии, в отдельных районах Центральной и Южной Америки, в Африке, в Италии и в южных штатах США

— HTLV-2 наиболее часто находят у внутривенных наркоманов

Инкубационный период и заразительность

— может достигать от нескольких лет до более чем 20 лет

— заразительность неизвестна

Лечение

— результаты химиотерапии ATLL плохие

— в отдельных случаях бывают полезными кортикостероиды

Профилактика и контроль

— избегать сексуальных контактов и контактов с кровью инфицированных лиц

— скрининг донорской крови на вирусы обоих типов

Факторы, объясняющие распространение возбудителей

— медицинские технологии (трансфузии)

— возможно, увеличение внутривенного введение наркотиков

Вирус гриппа А

Дрейфовый грипп, пандемический грипп

Болезнь и симптомы

— начинается остро с лихорадки, миалгии, кашля, головной боли и обильного пота

— общими симптомами являются обильные назальные выделения, боли в горле и хриплый голос

— лихорадка может длиться от 1 до 5 суток; респираторные симптомы и недомогание могут продолжаться от 7 до 14 суток

— в отдельных случаях болезнь сопровождается осложнениями, такими как пневмония

— инфекция может приводить к смертельным исходам, особенно у лиц пожилого возраста, у лиц с хроническими сердечными, легочными, почечными, метаболическими болезнями, а также у иммунодефицитных

— из-за того, что популяция не иммунна к пандемическому штамму, пандемический грипп имеет более тяжелое течение

Диагноз

— наиболее распространена постановка диагноза по эпидемиологическим характеристикам

— выделение вируса из респираторного тракта

— выявление вирусного антигена в респираторных секретах

Инфекционный агент

— вирус гриппа А — РНК-вирус, подверженный частым мутациям

— изолированный вирус был описан по характеристикам гемагглютинина (H) и нейраминидазных антигенов: тип А включает три субтипа (H1N1, H2H2, H3N2)

— появление полностью нового субтипа (антигенного шифта) происходит с нерегулярными интервалами и обычно приводит к пандемии гриппа

— небольшие антигенные изменения (антигенный дрейф) несут ответственность за ежегодные эпидемии и местные вспышки

Способ передачи

— воздушное распространение в плотных популяциях людей, находящихся в закрытых помещениях

— трансмиссия так же может быть осуществлена посредством прямого контакта со слизью инфицированных людей (вирус гриппа может сохраняться часами в высохшей слизи)

— передача вируса от животных к человеку демонстрируется очень редко

Распространение

— во всем мире

— в умеренных регионах вспышки гриппа имеют место в холодный период года

— в тропических регионах грипп встречается на протяжении всего года

Инкубационный период и заразительность

— от 1 до 2 суток

— заразительный период, вероятно, от 3 до 5 суток с момента появления первых симптомов

Лечение

— амантадин и ремантадин; если их начать применять рано, то удается сократить период проявления клинических признаков гриппа А

Профилактика и контроль

— иммунизация (вакцина малоэффективна при иммунизации пожилых и иммуносупрессированных людей, а также лиц с хронической почечной недостаточностью)

— для отдельных лиц рекомендуется профилактика амантадином (например, с повышенным риском осложнений после иммунизации)

Факторы, объясняющие распространение возбудителей

— антигенный дрейф, приводящий к небольшим изменениям вируса

— значительные мутации вируса (антигенный шифт), являющиеся результатом реассортации вируса в организме людей и животных.

Вирус японского энцефалита

Японский энцефалит

Болезнь и симптомы

выраженность клинических симптомов различна, от стертых форм до фатального исхода

— мягкая форма болезни проявляется лихорадкой, головной болью и миалгиями

— тяжелая форма болезни проявляется высокой температурой, тошнотой, рвотой, изменением сознания

— могут иметь место гипертермия, приступы, параличи и кома

— конвалесценция продолжительна; до 80 % лиц, перенесших болезнь, страдают неврологическими расстройствами

— смертность достигает 10 % (у маленьких детей и лиц старше 65 лет, до 40 %)

Диагноз

— изоляция вируса (или антител) к нему из цереброспинальной жидкости или крови

Инфекционный агент

— вирус японского энцефалита

— свиньи являются важным амплифицирующим хозяином вируса

Способ передачи

— укусы инфицированных москитов

— доказана возможность трансплантационной передачи

— непосредственна передача от человека к человеку невозможна

Распространение

— широко распространен в восточной и южной Азии, в восточных районах СНГ, на островах Тихого океана

Инкубационный период и заразительность

— от 6 до 8 суток

Лечение

— только поддерживающее

Профилактика и контроль

— контроль за распространением москитов

— в Японии широко используется убитая вакцина (по результатам клинических испытаний ее эффективность достигает 95 %)

— живые ослабленные вакцины используются в Китае

Факторы, объясняющие распространение возбудителей

— изменение сельскохозяйственной практики, приведшее к размножению москитов

Вирус Ласса

Лихорадка Ласса

Болезнь и симптомы

— постепенное развивающаяся лихорадка, недомогание, головная боль, головокружение и воспаление гортани

— обычно тошнота, рвота, диарея

— в некоторых случаях гипотензия, шок

— продолжительность болезни от 7 до 31 суток, в среднем 12 суток

Диагноз

— выделение вируса из крови, мочи или смывов гортани

— серологические тесты

Инфекционный агент

— вирус Ласса — аренавирус, названный так по названию города в Нигерии

Способ передачи

— контакты с экскрементами инфицированных грызунов на поверхностях постелей, полов или в их проникновение в организм человека с пищей

— трансмиссия вируса может иметь место в результате контакта с кровью, секретами или экскретами инфицированных лиц

— возможна трансплацентарная передача возбудителя

Распространение

— Широко распространен в Восточной Африке, особенно в Нигерии, Съерра Леоне и Либерии

Инкубационный период и заразительность

— инкубационный период от 8 до 14 суток

— передача болезни возможна от человека к человеку в течении острого лихорадочного периода, когда вирус присутствует в гортани

Лечение

— антивирусные агенты: рибавирин

— может понадобиться механическая вентиляция легких и почечный диализ

Профилактика и контроль

— избегать контактов с грызунами и инфицированными людьми

— строгая изоляция инфицированных лиц

Факторы, объясняющие распространение возбудителей

— неизвестны

Вирус кори

Корь

Болезнь и симптомы

— лихорадка, конъюнктивиты, острый насморк, кашель, пятна Коплика (Koplic) на буккальных слизистых

— пятнистые высыпания красного цвета, начинающиеся на лбу и шее; позднее они распространяются по туловищу и конечностям

Диагноз

— обычно по клиническим и эпидемиологическим данным

Инфекционный агент

— вирус кори

Способ передачи

— воздушно-капельная передача

— прямой контакт с назальными секретами и секретами верхних дыхательных путей

Распространение

— во всем мире

— случаются в популяциях с высоким уровнем иммунизации

Инкубационный период и заразительность

— от 10 до 14 суток

— инфекционный вирус присутствует с 5-х суток инкубационного периода, до 4-х суток после появления первых высыпаний

— корь является одной из самых заразительных болезней (вирус может сохраняться в ядрах капель более двух часов)

Лечение

— нет

Профилактика и контроль

— иммунизация живой противокоревой вакциной

— дети не должны ходить в школу, по крайней мере, не менее чем четыре дня после появления сыпи

Факторы, объясняющие распространение возбудителей

— ухудшение инфраструктуры здравоохранения, поддерживающей иммунизацию

Норвалк и Норвалк-подобные агенты

Гастроэнтериты, эпидемическая диарея

Болезнь и симптомы

— рвота, диарея, головная боль, субфебрильная температура в течение 2…3 суток

— болезнь часто возникает как вспышка среди людей всех возрастных групп

Диагноз

— идентификация агента в стуле с помощью электронной микроскопии и/или иммунологических тестов (RIA или ELISA)

Инфекционный агент

— Норвалк и Норвалк-подобные агенты

Способ передачи

— наиболее вероятна фекально-оральная передача возбудителя

— возможна и аэрогенная передача с аэрозолированными рвотными массами

— среди сомнительных способов передачи питье воды, плавание в воде, употребление плохо проваренной пищи (моллюски, салаты)

Распространение

— во всем мире

— в развивающихся странах болезни более подвержены дети; в США болеют люди всех возрастов

Инкубационный период и заразительность

— типичный инкубационный период составляет от 1 до 2 суток

— болезнь длится до двух суток после прекращения диареи

Лечение

— только поддерживающее (например, оральное введение замещающей жидкости)

Профилактика и контроль

— эффективные меры профилактики не определены

— по возможности избегать лиц, которые могут быть носителями

Факторы, объясняющие распространение возбудителей

— увеличение распознавания

Вирус бешенства

Бешенство

Болезнь и симптомы

— обычно это болезнь животных; чувствительны к возбудителю все теплокровные млекопитающие

— острый энцефаломиелит

— лихорадка, недомогание, миалгия, рвота, возбуждение или гидрофобия в ответ на попытки глотать

первоначальные симптомы сменяются гипервентиляцией, афазией, параличами

— может возникнуть сердечная аритмия и кома

Диагноз

— изоляция и идентификация вируса бешенства в слюне, спинно-мозговой жидкости, моче, мозге и в других тканях

Инфекционный агент

— вирус бешенства

— собаки образуют наиболее значимый резервуар возбудителя; в отдельных регионах резервуаром могут оказаться летучие мыши-вампиры, мангусты, волки, еноты и др.

Способ передачи

— укусы (повреждающие кожу) инфицированным хозяином; наиболее опасны укусы в близи головы, лица и укусы конечностей

— экспозиция слизистых слюной инфицированного животного

Распространение

— во всем мире; ежегодно от бешенства во всем мире умирает до 30 000 человек (в основном, в развивающихся странах)

Инкубационный период и заразительность

— от 1 до 2 месяцев

— период заразительности для животных начинается за неделю до появления первых клинических признаков и продолжается в течение всей болезни

Лечение

— начинать немедленно с промывания места укуса

— для предотвращения инфекции введение вокруг раны и внутримышечно антирабического глобулина (RIG), внутримышечное введение вакцины

— только поддерживающее лечение; более 90 % людей с симптомами этой инфекции погибают

Профилактика и контроль

— заблаговременная иммунизация по показаниям отдельных людей

— вакцинация собак и кошек

— изоляция и уничтожение инфицированных животных

Факторы, объясняющие распространение возбудителей

— изменения в резервуарах

— отсутствие программ по контролю за бешенством

Вирус лихорадки долины Рифт

Лихорадка долины Рифт

Болезнь и симптомы

— острое начало лихорадки, сильные головные боли, миалгии и артралгии

— осложнения включают желтуху и геморрагии

— могут иметь место ретинит и энцефалит

— у некоторых перенесших болезнь лиц, остаются неврологические последствия и кратковременно возникают нарушения зрения

— у животных — энзоотический гепатит

Диагноз

— выделение из крови вируса

— обнаружение вирусных антител в спинно-мозговой жидкости или сыворотке

Инфекционный агент

— Вирус лихорадки долины Рифт

Способ передачи

— укус инфицированного москита

— контакт с инфицированными животными или их тканями

— возможна передача возбудителя через непастеризованное молоко

— прямая передача от человека к человеку невозможна

Распространение

широко распространено в Африке; впервые была описана в Кении, в долине Рифт

Инкубационный период

— от 3 до 5 суток

Лечение

— только поддерживающее

Профилактика и контроль

— для иммунизации лиц с высоким риском инфицирования, пригодна инактивированная вакцина

— разрабатывается ослабленная живая вакцина

— иммунизация животных

— контроль за москитами

Факторы, объясняющие распространение возбудителей

— завоз инфицированных москитов и/или животных

— создание путем строительства дамб и систем ирригации мест, удобных для размножения москитов

Вирус Росс Ривер

Лихорадка Рос Ривер

Болезнь и симптомы

— само ограничивающаяся болезнь, характеризующаяся артритами (запястья, колена, голеностопного сустава и других мелких суставов конечностей), которые могут продолжаться от нескольких дне до нескольких месяцев

— обычно, после развития артритов, появляется макулопапулезная сыпь на туловище и конечностях; сыпь разрешается в течение 7 — 10 суток

— болезнь часто сопровождается лихорадкой, длящейся 6–7 суток

в 25 % случаев ревматические симптомы продолжаются до одного года и более

Диагноз

— выделение вируса из сыворотки

— обнаружение антител к вирусу в сыворотке

Инфекционный агент

— вирус Рос Ривер

Способ передачи

— укусы инфицированных москитов

— возможна трансплацентарная передача

— прямая передача от человека к человеку невозможна

— наиболее вероятным резервуаром вируса является кенгуру

Распространение

— Австралия, Тасмания, Папуа Новая Гвинея, Индонезия

Инкубационный период

— от 3 до 11 суток

Лечение

— только поддерживающее

Профилактика и контроль

— контроль за распространением москитов

Факторы, объясняющие распространение возбудителей

— завоз инфицированных москитов и/или путешествия инфицированных людей

— создание путем строительства дамб и систем ирригации мест, удобных для размножения москитов

Ротавирусы

Ротавирусные энтериты

Болезнь и симптомы

— значительно варьируют — от асимптоматических до тяжелых и даже фатальных гастроэнтеритов; вирус группы А преобладает у младенцев и маленьких детей, вирус группы В у старших детей и взрослых

— водная диарея, тошнота, субфебрильная температура и дегидратация

— болезнь обычно продолжается от 3 до 10 суток

Диагноз

— идентификация вируса в стуле с помощью иммунологических методов (ELISA), электронной микроскопии или изоляция в культуре ткани

Инфекционный агент

— один из трех групп ротавирусов (А,В или С); наиболее часто вызывает инфекцию у людей вирус группы А

Способ передачи

— преимущественно фекально-оральный

— также может иметь место фекально-респираторная передача

Распространение

— во всем мире

Инкубационный период и заразительность

— от 1 до 2 суток

Лечение

— только поддерживающее (например, введение замещающей жидкости)

Профилактика и контроль

— эффективные меры профилактики болезни не разработаны

— избегать контактов маленьких детей с лицами, страдающими острыми энтеритами

— пассивная иммунизация оральным иммуноглобулином эффективно защищает от инфицирования небольшими количествами вируса

— на различных стадиях разработки находится несколько энтеральных вакцин

Факторы, объясняющие распространение возбудителей

— увеличение распознания

Вирус венесуэльского лошадиного энцефалита

Венесуэльский лошадиный энцефалит

Болезнь и симптомы

— начинается внезапно, с лихорадки, озноба, сильными головными болями, тошнотой и рвотой

— могут иметь место фарингиты и эритема лица

— в отдельных случаях болезнь может сопровождаться симптомами поражения нервной системы (ступор, кома, спастический паралич)

— в большинстве случаев болезнь имеет мягкое течение; симптомы наблюдаются в течение 3 … 7 суток

Диагноз

— обнаружение в крови VEE или антител к нему

— одновременно учитывается эпидемический фон

Инфекционный агент

— вирус венесуэльского энцефалита лошадей

— вирус поддерживается грызунами

— трансмиссионный цикл включает лошадей, которые являются основным источником вируса для инфицирования москитов

Способ передачи

— укусы инфицированных москитов

— возможна трансплацентарная передача вируса и ингаляционное инфицирование персонала в лабораториях

— непосредственно от человека к человеку вирус не передается

— нет доказательств аэрозольной передачи вируса от лошадей людям

Распространение

— болезнь энзоотична и эпизоотична в тропической Южной Америке, Центральной Америке, Карибском бассейне, юге Северной Америки и Мехико

Инкубационный период

— от 2 до 5 суток

Лечение

— только поддерживающее

Профилактика и контроль

— контроль за распространением москитов

— для защиты лабораторного персонала и других лиц с повышенным риском инфицирования VEE, может быть использована живая ослабленная вакцины

— убитая инактивированная вакцина предназначается для использования в тех случаях, когда живая вакцина будет неэффективна

— контроль с помощью вакцинации инфекции у лошадей

Факторы, объясняющие распространение возбудителей

— распространение вируса на новые регионы с помощью инфицированных москитов и лошадей

Вирус желтой лихорадки

Желтая лихорадка

Болезнь и симптомы

— клинические симптомы варьируют от неявных до фатальных

— характерны острое начало, лихорадка, озноб, головная боль, мышечные боли, тошнота и рвота

— при прогрессировании болезни появляется желтуха, геморрагические осложнения, почечная недостаточность

— пульс, вопреки высокой температуре, может быть медленным

— случаи летальных исходов среди людей постоянно проживающих в эндемичном регионе, не превышают 5 %; эта величина может превышать 50 % для людей из неэндемичных регионов и при эпидемиях

— выздоровление медленное

Диагноз

— выделение вируса из крови

— обнаружение вирусного антигена в крови или ткани печени (ELISA)

Инфекционный агент

— вирус желтой лихорадки

Способ передачи

— укусы инфицированных москитов

— прямая передача от человека к человеку невозможна

Распространение

— болезнь эндемична в Африке, Южной и Центральной Америке

— возможности для вспышек болезни существуют и в других регионах, где имеются москиты-переносчики

Инкубационный период

— от 3 до 14 суток; обычно 1 … 6 суток

— кровь людей инфекционна для москитов в течение 3 … 5 суток после начала болезни

Лечение

— только поддерживающее

Профилактика и контроль

— живая вирусная вакцина, приготовленная из куриных эмбрионов, безопасно и высоко эффективна (более чем 95 % вакцинированных, приобретают иммунитет к возбудителю инфекции в течение 7 … 10 суток; иммунитет сохраняется, по крайней мере, в течение 10 лет)

— контроль за москитами

Факторы, объясняющие распространение возбудителей

— снижение эффективности контроля за москитами

— прекращение широкомасштабной иммунизации

— урбанизация в тропиках

— увеличение воздушных перевозок

ПОЯВИВШИЕСЯ ПРОТОЗОА, ГЕЛЬМИНТЫ И ГРИБЫ

Анизакис

Анизакиаз, болезнь селедочного глиста, болезнь трескового глиста

Болезнь и симптомы

— сильные эпигастральные боли, тошнота, рвота, лихорадка

— возможны обструкция, изъязвления и кровотечения в гастроэнтеральном тракте

Диагноз

— обнаружение 2 … 3 см личинок, проникших в ротоглоточное пространство

— визуальное обнаружение личинок при гастроскопии

Инфекционный агент

— личиночные нематоды семейства Anisakidae — паразитов, общих для морских млекопитающих и рыб

Способ передачи

— прием в пищу личинок, находящихся в сырой или недоваренной рыбе, кальмарах или осьминогах (личинки очень трудно заметить в рыбьем мясе, они бесцветны и плотно скручены)

— передача непосредственно от человека к человеку, невозможна

Распространение

— большинство случаев описано в Японии

— спорадические случаи имеют место в Северной и Южной Америке, Европе, Азии и в южном полушарии

— потенциально, инфицированная рыба может быть поставлена в любой регион планеты

Инкубационный период

— прикрепление личинки к стенке желудка происходит в течение 1 … 12 часов; от 7 до 14 суток уходит на прикрепление личинки к стенке кишечника

Лечение

— эндоскопическое удаление личинок

— для удаления повреждений кишечника, может потребоваться хирургическое лечение

Профилактика и контроль

— прогревание морской рыбы при температуре 140 F в течение 10 мин или ее замораживание при температуре — 4 F, по крайней мере, в течение 5 суток

Факторы, объясняющие распространение возбудителей

— увеличение популярности рыбных диет в США и в других странах

Бабезия

Бабезиоз

Болезнь и симптомы

— лихорадка, утомление, озноб и длительная гемолитическая анемия (от нескольких дней до нескольких месяцев)

Диагноз

— красные кровянные тельца содержат паразиты

Инфекционный агент

— Babesia microti — протозойный паразит, принадлежащий к семейству Babesia

— переносчиками являются нимфы иксодовых клещей (переносятся оленьими мышами); взрослые клещи живут на оленях

Способ передачи

— укусы нимф иксодовых клещей

— непосредственной передачи от человека к человеку, нет

— описан случайный перенос бабезий в результате гемотрансфузии

Распространение

— широко распространен в местах обитания клещей

— большинство случаев зафиксировано в северо-восточных штатах США

— случаи болезни описаны во Франции и в некоторых других европейских странах

Инкубационный период

— варьирует: от 1 недели до 12 месяцев

Лечение

— для большинства пациентов эффективна комбинация антипаразитарных агентов (клиндамицин и хинин)

Профилактика и контроль

— избегать укусов клещей в эндемичных районах

— контроль численности популяций грызунов вокруг мест человеческого проживания

Факторы, объясняющие распространение возбудителей

— возобновление лесов и последующее размножение в них оленей

— строительство жилья в лесистых регионах

Кандида

Кандидиоз

Болезнь и симптомы

грибковая инфекция, обычно протекающая с вовлечением мембран клеток поверхностных слоев кожи и слизистых: оральная молочница, опрелость, вульвовагиниты, паронихия или онихомикозы

— в пищеводе, гастроинцестинальном тракте и мочевом пузыре могут сформироваться язвы

— диссеминация с кровью может привести к повреждению многих других органов (почки, печень, селезенка, легкие, эндокард, глаз или мозг)

Диагноз

— микроскопическое обнаружение грибковых клеток в инфицированных тканях или жидкостях человеческого тела

— грибковая культура

Инфекционный агент

— Candida — вид гриба

Способ передачи

— контакт с секретами и экскретами рта, кожи, влагалища инфицированных лиц, либо с их фекалиями

— передача от матери к ребенку во время родов

— эндогенное распространение

— инфицирование посредством введенных в уретру или под кожу катетеров

Распространение

— во всем мире

— грибы (C.albicans) часто являются элементом нормальной микрофлоры человека

Инкубационный период и заразительность

— сильно варьирует

— инфекция вероятно передается тогда, когда имеется какое-то повреждение

Лечение

— местные антигрибковые агенты: имидазол, нистатин

— при пероральном приеме эффективны таблетки с клотримазолом или нистатиновая суспензия

— оральный прием кетаконидазола эффективен для лечения инфицированной кожи, слизистых рта, пищевода, влагалища

Профилактика и контроль

— выявление и лечение инфицированных людей до того как болезнь перейдет в диссеминированную форму

— для предотвращения неонатального инфицирования, целесообразно выявлять и лечить вагинальные кандидозы в третьем триместре беременности

— устранение причин, лежащих в основе инфицирования (например, удаление внутривенного катетера)

Факторы, объясняющие распространение возбудителей

— иммуносупрессия

— медицинские инструменты (катетеры)

— использование антибиотиков

Криптококк

Криптококкоз

Болезнь и симптомы

— грибковая инфекция, обычно проявляющаяся в виде подострого или хронического менингита

— могут иметь место угревидные повреждения, язвы на коже или подкожные опухоле-подобные массы

— может иметь место инфекция почек, легких, костей, простаты и печени

— нелеченные криптококковые менингиты ведут к смертельным исходам в течение нескольких месяцев

Диагноз

— при микроскопическом исследовании спинномозговой жидкости наблюдаются грибы

— положительные тесты на криптококковый антиген сыворотки и цереброспинальной жидкости

Инфекционный агент

— C.neoformans — гриб из семейства Criptococcus

— эти грибы растут в окружающей среде как сапрофиты (их можно выделить из почвы во многих частях света)

— грибы могут выделены из старых голубиных гнезд или голубиного помета

Способ передачи

— в основном ингалляционно

— также может иметь место передача с водой

— непосредственная передача от человека к человеку или от животных к человеку, невозможна

Распространение

— во всем мире

— инфекция встречается, в основном, у взрослых

— диссеминированный криптококкоз или криптококкоз ЦНС являются индикаторами СПИДа

— инфекция также может иметь место у собак, кошек, лошадей, коров, обезьян и у других животных

Инкубационный период

— неизвестен

Лечение

— антигрибковые агенты: во многих случаях эффективным оказывался амфотерицин В

— лица, инфицированные ВИЧ, очень трудно поддаются лечению

Профилактика и контроль

— тщательное удаление больших скоплений голубиного помета

Факторы, объясняющие распространение возбудителей

— иммуносупрессия

Криптоспоридиум

Криптоспоридоз

Болезнь и симптомы

— паразитическая инфекция эпителиальных клеток гастроинтестинального тракта, желчевыводящих протоков, дыхательных путей людей и других позвоночных (птиц, рыб, рептилий, грызунов, кошек, собак, крупно рогатого скота, овец)

— симптомы инфекции включают водянистую диарею, тошноту, рвоту, недомогание, миалгии и в половине случаев, лихорадку

— болезнь имеет прерывистое течение, однако у иммунокомпетентных лиц температура постепенно снижается и большинство из них выздоравливает в течение 30 суток

— у иммунокомпромиссных лиц болезнь не может кончиться очищением организма от паразитов, она принимает затяжной характер и может кончиться смертью больного

Диагноз

— обнаружение ооцитов в фекальных мазках

— идентификация паразитов в кишечных биоптатах

Инфекционный агент

— Criptosporidium — протозойный паразит

Способ передачи

— фекально-оральная передача посредством загрязненных пальцев, пищи и воды

— была описана передача аэрозолированного организма

Распространение

— во всем мире; организм находили везде где его искали

Инкубационный период и заразительность

— вероятно от одного до двенадцати суток

— ооциты появляются в стуле с началом симптомов и сохраняются в течение нескольких недель после их прекращения

— покинув организм человека, ооциты во влажной среде остаются инфекционными на протяжении 2 … 6 месяцев

Лечение

— замещение жидкости и электролитов

— эффективной специфической терапии нет

Профилактика и контроль

— избегать контактов с экскретами животных

— после контактами с диарейным крупно рогатым скотом и другими животными тщательно мыть руки

— эффективная обработка воды

Факторы, объясняющие распространение возбудителей

— иммуносупрессия

— медицинские инструменты (катетеры)

— использование антибиотиков

Giardia lambliа

Гиардиаз

Болезнь и симптомы

— инфекция верхнего отдела тонкого кишечника

— частая диарея, вздутие, абдоминальные колики, утомление, субфебрильная температура, недомогание, снижение веса

— симптомы обычно проходят через 2 … 3 недели, но хроническая или возвратная диарея могут сохраняться и после этого срока

Диагноз

— обнаружение цист или тропозоитов в фекалиях или тропозоитов в биопсийном материале из тонкого кишечника

Инфекционный агент

— Giardia lamblia — протозойный паразит

Способ передачи

— кишечные цисты в фекалиях контаминируют воду или пищу

— возможна передач цист от инфицированного человека к неинфицированному через рукопожатие

Распространение

— во всем мире; спорадические вспышки и эпидемии

Инкубационный период и заразительность

— от 3 дней до 6 недель; обычно 1 … 3 недели

Лечение

— антипаразитарные препараты: метронидазол, фуразолидин, квинакрин

Профилактика и контроль

— избегать питья необработанных поверхностных вод

— санитарная обработка фекалий

Факторы, объясняющие распространение возбудителей

— инфицирование популяций животных (бобры, собаки)

— способность организмов сохраняться в системах водоснабжения, использующих поверхностную воду

— иммуносупрессия

— международные перевозки

Микроспоридии

Микроспоридиоз

Болезнь и симптомы

— хронические гастроэнтериты, диарея и слабость у ВИЧ-инфицированных

— описаны конъюнктивиты, склериты, диффузная точечная кератопатология, изъязвление роговицы; особенно часто эти симптомы встречаются у больных СПИДом

— другие симптомы могут включать лихорадку, гепатиты, мышечную слабость и неврологические изменения

Диагноз

— необходима электронная микроскопия биопсийного материала

Инфекционный агент

— протозойные паразиты из филума Microspora (включает около 80 родов, из которых, по крайней мере 4, способны вызывать болезни у людей): Encephalitozoon, Enterocytozoon, Nosema и Pleistophora)

— микроспоридии обычно инфицируют животных и только недавно было установлено, что они могут вызывать болезни у людей

Способ передачи

— неизвестен: вероятно прием контаминированной пищи и воды

— споры отдельных видов способны выживать в окружающей среде до 4-х месяцев

Распространение

— во всем мире

— инфекции у людей были описаны в Африке, Европе, Северной и Южной Америке, Азии

— в основном встречается у иммунокомпромиссных больных

Инкубационный период и заразительность

— неизвестен

Лечение

— эффективная терапия не разработана

— у некоторых больных наступало улучшение после применения антипаразитарных препаратов: пиреметамин и метрогидазол

Профилактика и контроль

— неизвестны

Факторы, объясняющие распространение возбудителей

— иммуносупрессия

— паразит распознан заново

Плазмодиум

Малярия

Болезнь и симптомы

— лихорадка, головная боль, тошнота, рвота, диарея, недомогание и миалгии

— в 30… 40 % острых случаев увеличена селезенка и уплотнена печень

— легочная и почечная недостаточность, шок, острая энцефалопатология, легочный и церебральный отеки, кома, в отдельных случаях смерть (особенно при инфицировании P.falciparum)

— продолжительность первого приступа в отсутствие лечения может составлять от 1 недели до месяца или дольше; рецидивы приступов лихорадки могут возникать через нерегулярные промежутки времени в течение 2 … 5 лет

— у хронически инфицированных людей обнаруживают гиперреактивную малярийную спленомегалию и нефротический синдром

— количество смертельных исходов у нелеченных детей и неиммунных взрослых превышает 10 %

Диагноз

— при исследовании мазков крови обнаружение характерных, расположенных внутри эритроцитов, паразитов

Инфекционный агент

— Plasmodium falciparum, P.vivax, P.ovale и P.malariae

— протозойные паразиты с бесполовым циклом у людей и половым циклом у в москитах

Способ передачи

— укусы инфицированных москитов

— прямая передача от человека к человеку невозможна

— возможна передача возбудителя через трансфузии и трансплантации

Распространение

— малярия существует почти в 100 тропических и субтропических странах

— болезнь встречается в Африке, Азии, Мехико, Центральной и Южной Америке, Карибском бассейне и в отдельных регионах СНГ

— во всем мире инфицировано от 200 до 300 млн человек, ежегодно от малярии гибнет от 2 до 3 млн человек (большинство из них вызвано Plasmodium falciparum)

— хлоридин-резистентные штаммы P. falciparum описаны в эндемичных районах Африки, Азии и Америки; ожидается продолжение распространения резистентных штаммов

Инкубационный период

— от 10 до 30 суток, в зависимости от штамма

— переданная в результате трансфузии бесполовая форма паразита может оставаться в циркулирующей крови (для P.malariae — это более чем 40 лет)

Лечение

— если не ожидается резистентный штамм P. falciparum, то препаратом выбора является хлоридин

— для резистентных штаммов P. falciparum используются комбинации: хинин + тетрациклин, пиреметамин и сульфадиазин/клиндамицин или мефлоквин

— были описаны штаммы P. falciparum, резистентные ко всем антималярийным препаратам; в этих случаях необходима комбинированная терапия и повторение курсов лечения

Профилактика и контроль

— контроль за москитами

— химиопрофилактический режим

Факторы, объясняющие распространение возбудителей

— урбанизация

— изменение биологии паразита

— изменения в окружающей среде

— лекарственная резистентность

— воздушные перевозки

Pneumocystis carinii

Пневмония Pneumocystiscarini, пневмоцистозная пневмония

Болезнь и симптомы

— прогрессирующие отдышка, учащенное дыхание, цианоз

— пневмония у маленьких детей, хронических и иммунодефицитных больных часто приводит к фатальному исходу

Диагноз

— обнаружение организма в бронхиальном секрете и биоптате легочной ткани

— нет удовлетворительных культуральных методов или серологических тестов, пригодных для рутинного использования

Инфекционный агент

— Pneumocystis carinii — протозойный паразит, генетический сходный с грибами

Способ передачи

— как передается между людьми, неизвестно (в опытах на крысах показана возможность аэрогенного инфицирования)

— широко распространены субклинические формы инфекции

Распространение

— во всем мире

— болезнь поражает 60 % ВИЧ-инфицированных

Инкубационный период и заразительность

— неизвестен; симптомы обычно появляются через 1 … 2 месяца после начала иммуносупрессии

— период заразительности неизвестен

Лечение

— котримоксазол, пентамидин

Профилактика и контроль

— у иммуносупрессированных лиц для профилактики используется котримоксазол

Факторы, объясняющие распространение возбудителей

— иммуносупрессия

Strongyloides stercoralis

Стронгилоидиаз

Болезнь и симптомы

— в участках проникновения паразита через кожу преходящая сыпь

— при прохождении паразита через легкие могут развиваться кашель и отдышка

— при проникновении взрослого паразита через слизистую кишечника могут развиваться абдоминальные симптомы

— абдоминальные боли, диарея, тошнота могут носить хронический характер и постоянно возвращаться

— у иммунокомпромиссных больных инфекция может диссеминировать и приводить к смерти

Диагноз

— обнаружение личинок в стуле и дуоденальных аспиратах

Инфекционный агент

— Strongyloides stercoralis — нематода

— личинки проникают через кожу, проникают в кровеносные сосуды, путешествуют к легким, мигрируют через легочное дерево в глотку, откуда они проникают в гастроэнтеральный тракт (где особи женского пола откладывают яйца)

Способ передачи

— инфективные личинки проникают через кожу и слизистые поверхности (обычно из контаминированной фекалиями почвы)

— свободно живущие формы паразита могут существовать в почве годами

— передача личинок может произойти и через орально-анальные половые контакты

Распространение

— во всем мире; большинство случаев фиксируются в тропических и субтропических областях

Инкубационный период и заразительность

— личинки могут быть найдены в стуле через 2 … 3 недели после экспозиции

— заразительность сохраняется так долго, как долго гельминт живет в кишечнике

Лечение

— антипаразитарные агенты: тиабендазол, альбендазол, ивермектин

Профилактика и контроль

— избегать контактов кожи с почвой в эндемичных районах

— санитарная обработка фекалий

Факторы, объясняющие распространение возбудителей

— иммуносупрессия

— международные перевозки

Токсоплазма

Токсоплазмоз

Болезнь и симптомы

— системная протозойная болезнь, часто имитирующая острое мононуклеозо-подбную болезнь (недомогание, миалгии, лихорадка)

— у иммунокомпромиссных лиц болезнь имеет тенденцию к переходу в тяжелую форму, включающую развитие пневмонитов, миокардитов, менингоэнцефалитов, гепатитов, хориоретинитов и их комбинаций

— врожденный токсоплазмоз может проявляться хориоретинитом, лихорадкой, желтухой, сыпью и повреждениями мозга

Диагноз

— основывается на клинических признаках и обнаружении токсоплазм в тканях и жидкостях тела

Инфекционный агент

— Toxoplasma gondii — протозойный паразит

— резервуаром являются домашние кошки

— промежуточные хозяева, это овцы, козы, грызуны, свиньи, крупно рогатый скот, циплята и птица

Способ передачи

— употребление инфицированной ооцитами пищи или их проникновение через ссадины

— трансплацентарная передача

— описана передача посредством гемотрансфузий и трансплантаций органов

— прямой передачи от человека к человеку нет

Распространение

— во всем мире

— серопозитивные лица, в основном, в странах с жарким и влажным климатом

Инкубационный период и заразительность

— от 1 до 3 недель

Лечение

— антипаразитарные агенты: пириметамин + сульфадиазин

— большинству здоровых иммунокомпетентных лиц, лечение не требуется

Профилактика и контроль

— контроль за приготовлением мяса

— ежедневная уборка кошачьих фекалий и избежание контакта с ними

— профилактическое лечение ВИЧ-инфицированных

Факторы, объясняющие распространение возбудителей

— иммуносупрессия

— увеличение количества кошек, содержащихся в качестве домашних животных