Книга: Медицинская микробиология, иммунология и вирусология

Легионеллы

Легионеллы

Заслуга выделения возбудителя болезни легионеров (легионеллеза) и доказательства его этиологической роли принадлежит сотрудникам Центра по контролю заболеваемости в г. Атланта (США) Дж. Мак-Дейду и С. Шепарду, которым в 1977 г. удалось из легочной ткани умерших от специфической пневмонии людей выделить неизвестный ранее микроб. Открытие нового широко распространенного инфекционного заболевания и еще не известного науке возбудителя само по себе является фактом в достаточной мере сенсационным. Легионеллы отнесены к классу Gammaproteobacteria, выделены в семейство Legionellaceae с двумя родами – Legionella и Tatlockia. В роде Legionella известно около 40 видов, разделенных более чем на 60 серологических групп. Они различаются по пигментообразованию, способности размножаться в определенных питательных средах, продуцировать ?-лактамазу, вызывать аутофлуоресценцию, по наличию оксидазы.

Легионеллез – острое инфекционное заболевание, проявляющееся интоксикацией, лихорадкой, пневмонией, а также поражением дыхательных путей, желудочно-кишечного тракта, почек и центральной нервной системы.

Возбудитель легионеллеза – Legionella pneumophilia – грамотрицательная палочка размерами 0,3 – 0,4 ? 2 – 3 мкм, иногда до 8 – 20 и даже до 50 мкм. Имеются липидные включения. Характерной особенностью легионелл является резко выраженная в ряде случаев заостренность концов их клеток. Они подвижны, несколько жгутиков располагаются полярно, биполярно или перитрихиально; спор и капсул не образуют, склонны к полиморфизму, иногда красятся грамположительно. Размер геномной ДНК легионелл составляет 2,5 · 10³ МД, содержание Г + Ц составляет 39 мол %. Легионеллы – факультативные внутриклеточные паразиты.

Условия культивирования легионелл имеют ряд особенностей. На простых средах они не растут, требуют создания специальных условий. Их можно культивировать на средах с добавлением биологических жидкостей, гемоглобина, пирофосфата железа, изовиталекса; лучше растут в присутствии 5 % СО₂; температурные границы роста 25 – 42 °C, оптимальная температура 35 – 37 °C. Видимые колонии на плотной питательной среде вырастают на 3-и сут., достигают диаметра 3 – 4 мм на 5 – 7-е сут. инкубации при 35 °C. Колонии округлые, выпуклые, сероватого оттенка, блестящие, имеют ровные края. На 4-е сут. колонии легионелл могут иметь пигмент коричневого цвета. Для культивирования легионелл может быть использовано заражение куриных эмбрионов, морских свинок и культур клеток.

Из биохимических свойств легионелл следует отметить способность продуцировать оксидазу, каталазу, ферментировать крахмал, а также гидролизовать желатин и гиппурат натрия. В то же время легионеллы не способны продуцировать уреазу, восстанавливать нитраты в нитриты, ферментировать другие углеводы.

Исследования химического состава легионелл показали ряд особенностей: в клеточной стенке разных штаммов преобладают жирные кислоты с разветвленными цепями, что характерно больше для грамположительных бактерий; и в большом количестве содержится диаминопимелиновая кислота.

Антигенная структура. У легионелл установлено наличие типо– и группоспецифических антигенов. Серогруппы определяют с помощью реакции прямой иммунофлуоресценции.

Факторы патогенности легионелл изучены сравнительно мало. Важнейшими из них являются липополисахаридный эндотоксин, несколько экзоферментов (протеазы), гемолизины, а также токсины. Один из них нарушает окислительные процессы, протекающие в полиморфно-ядерных лейкоцитах при фагоцитозе, летален для куриных эмбрионов, проявляет цитотоксическое действие в разных культурах клеток. Этот токсин представляет собой термостабильный пептид (ТС-токсин) с молекулярной массой 1,3 кД, состоящий из 6 аминокислотных остатков. Обнаружен также термолабильный цитотоксин (ТЛ-токсин), являющийся высокомолекулярным белком, теряющим свои токсические свойства при нагревании до 60 °C. Продукция этого токсина зависит от фазы роста бактериальной популяции, рН среды, температуры и ряда других условий.

Возбудитель вызывает быструю гибель макрофагов, давая основание полагать, что причина ее – не размножение возбудителя в макрофагах, а выход внутриклеточного токсина при разрушении бактериальных клеток. Наличие у легионелл внутриклеточной токсической активности подтверждается результатами, полученными при действии фильтрата разрушенных клеток вирулентной культуры на монослой макрофагов и при заражении им белых мышей.

Длительное инкубирование легионелл на искусственных питательных средах приводит к резкому снижению вирулентности культуры. Штамм, утративший свою вирулентность, может восстановить ее при переменном пассировании через куриные эмбрионы и организм морской свинки. Умеренная вирулентность сохраняется при постоянном пассировании легионелл на куриных эмбрионах.

Эпидемиология. Места естественного обитания легионелл – открытые водоемы. Источник инфекции – вода систем кондиционирования воздуха рециркуляторного типа, душевые установки, ванны для бальнеопроцедур и т. п. Механизм передачи – аспираторный. Большинство вспышек связано с замкнутыми системами охлаждения воды и технологическими циклами, при функционировании которых образуется высокодисперсный аэрозоль, содержащий легионеллы. Заражение возможно при участии в земляных работах. При групповых и спорадических случаях заболевания источником распространения возбудителя могут быть душевые установки, бытовые увлажнители воздуха, медицинское и лабораторное оборудование. Установлен факт внутриклеточного развития легионелл в амебах, обитающих в открытых водоемах и почве, в одной амебе может находиться более 1000 микробных клеток. Благоприятные условия для жизни и размножения легионелл обнаружены в открытых теплых водоемах с сине-зелеными водорослями, показана зависимость их роста от фотосинтетической активности водорослей. К инфекции восприимчивы все возрастные группы населения. Заболевают чаще люди, занятые земляными работами, а также лица, находившиеся в помещениях, где действуют системы кондиционирования воздуха или имеются устройства с указанными выше источниками инфекции. Для эпидемических вспышек характерна сезонность (июль, август, сентябрь), спорадические случаи регистрируются в течение всего года, но чаще летом. Из животных к возбудителю чувствительны крысы, сирийские хомячки, кролики, морские свинки. Наличие антител в сыворотках крови домашних животных и обезьян говорит также о возможном заражении их в естественных условиях.

Легионеллез зарегистрирован практически на всех континентах; первый случай в России описан в 1980 г. С. В. Прозоровским.

Легионеллы длительно сохраняются и размножаются в водной среде, во влажной почве, образуют пленки и осадок на различных поверхностях, паразитируют не только в амебах, но и в других простейших. Они выдерживают температуру до 70 °C, высокие концентрации хлора; чувствительность к другим дезинфицирующим веществам такая же, как и у большинства бактерий, не образующих спор.

Патогенез и клиника. По-видимому, все виды легионелл патогенны для человека, хотя клинические проявления могут быть различными. Ведущим моментом в патогенезе заболевания является токсическое действие возбудителя на организм. В пользу этого свидетельствует синдром общей интоксикации в начале заболевания, а в дальнейшем и характер патологических изменений в легких. Существенную роль в патогенезе играет бактериемия, которая приводит к развитию сосудистых нарушений, образованию участков некроза в печени и лимфатических узлах. Описаны несколько клинических форм заболевания: собственно болезнь легионеров с преобладанием синдрома пневмонии; респираторное заболевание без пневмонии (лихорадка Понтиак); лихорадка Форт-Брагг, сопровождающаяся кожными высыпаниями. При пневмонической форме инкубационный период от 2 до 11 дней, при лихорадке Понтиак – 6 – 24 ч, иногда 11 – 28 дней. Течение может быть субклиническим, легким, средним, тяжелым и крайне тяжелым (молниеносным). Пневмоническая форма обычно протекает тяжело, нарастает дыхательная и сердечно-сосудистая недостаточность, нарушается микроциркуляция, определяется диссеминированный внутрисосудистый синдром с развитием инфаркта или отека легких, инфарктов во внутренних органах, появляются кровотечения, может наступать почечная недостаточность, развивается шок. Летальность при этой форме во время вспышек, по данным различных авторов, варьирует от 8 до 38 %.

По данным американских исследователей, частота случаев легионеллеза в структуре острых пневмоний составляет от 2 до 5 %, а среди атипичных пневмоний неясной этиологии – от 15 до 20 %. Клиническое течение лихорадки Понтиак соответствует типу острой респираторной вирусной инфекции, начало острое, специфическая симптоматика отсутствует. Возможны рецидивы. Летальные исходы не зарегистрированы.

Иммунитет. Сведения об иммунитете при легионеллезе скудны и порою противоречивы. Установлено, что антитела в сыворотке крови появляются к концу 1-й недели заболевания, титр их существенно повышается на 2 – 3-й нед. и достигает максимума спустя 4 – 5 нед. с последующим снижением. Повторные заболевания не известны.

Лабораторная диагностика. Для диагностики легионеллеза используются бактериологический и серологический методы. Серологический метод используется чаще, так как дает более стабильные результаты. Для определения уровня антител в сыворотке крови применяется в основном реакция непрямой иммунофлуоресценции. Диагностически значимым считается титр 1: 128 и выше в одиночной сыворотке (при соответствующей клинической картине) или нарастание титра антител в динамике не менее чем в 4 раза. Используют также РПГА, ИФМ, РСК. Чистая культура из материала от больного (кровь) выделяется с трудом, лучше из трупного материала (легочная ткань, печень, селезенка). Для выделения чистой культуры из сильно загрязненного материала пользуются угольно-дрожжевым агаром с добавлением L-цистеина, пирофосфата железа, полимиксина В и ванкомицина. К ванкомицину легионеллы проявляют полную резистентность, что, по-видимому, является их видовым, а может даже и родовым признаком. Выделение возбудителя от больных возможно также при заражении морских свинок с последующим заражением куриных эмбрионов. В препаратах-мазках легионеллы обнаруживаются при использовании окраски по Гименсу и импрегнацией серебром. Возбудителя можно обнаружить с помощью реакции прямой иммунофлуоресценции в мазках мокроты из зева, в препаратах из экссудатов, из органов и в образцах внешней среды.

Профилактика и лечение. Специфическая профилактика легионеллеза не разработана. Отсутствие данных о контагиозности больных делает нецелесообразной изоляцию лиц, общавшихся с больным, и медицинского персонала. Основные профилактические и противоэпидемические мероприятия носят неспецифический характер и связаны с химической и термической дезинфекцией водных резервуаров, мест возможного обитания легионелл. На промышленных предприятиях, в учреждениях, больницах при наличии замкнутых систем водоснабжения, используемых для кондиционирования воздуха или охлаждения, при обнаружении в них легионелл необходимо ежеквартально проводить дезинфекционные мероприятия с обязательным бактериологическим контролем воды. Основным препаратом для лечения легионеллеза является эритромицин, при тяжелом течении заболевания его сочетают с рифампицином.