Меню
Яндекс.Метрика

Глава 117. Инфекции, вызванные легионеллами

Это острые респираторные инфекции, вызываемые бактериями, относящимися к роду Legionella. Типичным представителем рода является L. pneumophila. Пневмония, вызываемая этим микроорганизмом, носит название болезни легионеров и служит прототипом всех инфекций, вызываемых представителями этой группы. В совокупности эти инфекции часто относят к легионеллезам. В то время как различные виды рода Legionella значительно отличаются друг от друга по своим микробиологическим характеристикам, многочисленные разнообразные формы легионеллеза несущественно отличаются от болезни легионеров и других клинических проявлений инфекции, вызванной L. pneumophile. Следовательно, многое из того, что мы знаем относительно легионеллеза, исходит из сведений, полученных о болезни легионеров.

Историческая справка

В июле 1976 г. в Филадельфии была зарегистрирована вспышка тяжелого респираторного заболевания, поразившего преимущественно делегатов съезда Американского Легиона. Первичное исследование не позволило установить какую-либо известную инфекционную или токсическую этиологию заболевания, и поэтому были предприняты всесторонние целенаправленные поиски этиологии и причины вспышки. По мере проведения исследований стало очевидным, что но крайней мере 220 случаев пневмонии, 34 из которых были смертельными, развились из общего источника аэрогенной инфекции, которая присутствовала в течение нескольких дней внутри и в непосредственной близости снаружи одной из гостиниц, в которой размещались делегаты. Было доказано, что инфекционным агентом оказалась ранее неизвестная грамотрицательная бактерия, получившая название Legioneila pneumophila.

Серологическими исследованиями было показано, что этот же микроорганизм (или антигенно родственные ему виды) явились причиной и других вспышек респираторных заболеваний. Одна из таких вспышек отмечалась среди обслуживающего персонала во время собрания Членов тайного братства, происходившего в 1974 г. в той же филадельфийской гостинице. Было также установлено, что L. pneumophila служила причиной вспышки внутрибольничной инфекции, развившейся в форме пневмонии в 1965 г. в одной из психиатрических лечебниц Вашингтона. Во время этой вспышки заболело более 80 пациентов, причем у 14 из них заболевание закончилось смертью. Более ранняя вспышка болезни легионеров, которую удалось идентифицировать, произошла в 1957 г. среди работников предприятия по упаковке мяса в г. Остине штата Миннесота. Заболели 78 человек, двое больных умерли.

Вторую форму заболевания, вызываемого L. pneumophila, идентифицировали, когда было установлено, что причиной эпидемии непневмонического, гриппоподобного заболевания, имевшей место в 1968 г. среди служащих и посетителей здания окружного отдела здравоохранения в Понтиаке (Мичиган), послужил именно этот возбудитель.

Использование методов, разработанных для выделения и изучения свойств L. pneumophila, привело к распознаванию ряда родственных микроорганизмов, некоторые из которых способны вызывать заболевания у человека. В 1978 и 1979 г. две вспышки внутрибольничных пневмоний в лечебных учреждениях Питсбурга (Пенсильвания) и Шарлотсвилла (Вирджиния) были отнесены за счет возбудителя, первоначально выделенного в Питсбурге из легочной ткани одного из больных. Этот микроорганизм получил название возбудитель питсбургской пневмонии. Однако впоследствии было показано, что фенотипически он аналогичен L. pneumophila, но генетически отличается от нее. Этот микроорганизм был назван Legionella micdadei в честь Joseph McDade, впервые выделившего L. pneumophila.

В последующем была установлена связь между группой риккетсиоподобных бактерий, впервые выделенных десятилетия назад, и вновь выявленным родом Legionella. Многие из этих микроорганизмов напоминают L. pneumophila фенотипически, но являются атипичными по антигенному составу и генетическим особенностям. Первоначально эти микроорганизмы были отнесены к атипичным легионеллоподобным организмам, но в настоящее время распределены по отдельным видам рода Legionella. В настоящее время насчитывается 22 различных вида легионелл, включающих 35 серотипов (табл. 117-1).

Этиология

Легионеллы — грамотрицательн ые аэ робные палочковидные бактерии. В клиническом материале имеют вид палочек длиной 0,5 мкм, тогда как на искусственных питательных средах приобретают разнообразную морфологию, включая даже нитевидные формы значительной длины. Большинство видов подвижны и имеют один или два полярно расположенных жгутика, которые оказались антигенно-идентичными у всех видов.

Легионеллы предъявляют многочисленные требования к составу и рН питательной среды.

Таблица 117-1.Известные виды и серотипы Legionella

Да

L. erythra

1

Нет

Да

Наиболее подходящая среда для их выделения из клинического материала — это содержащий древесный уголь агар на дрожжевом экстракте, обогащенный альфа-кетоглютаратом (BCYE-альфа). BCYE-arap — очень богатая питательная среда, которая, однако, не является селективной для легионелл. На этой среде способны расти многие виды бактерии и грибов, в частности Coccidioides immitis. Добавление к среде BCYE-альфа цефамандола, полимиксина и анисомицина превращает среду в полуселективную, которая может быть использована для выделения по крайней мере некоторых видов легионелл из загрязненного патологического материала, например, мокроты. Биохимические различия легионелл несущественны и не могут служить основанием для идентификации различных видов возбудителя. Когда число известных видов было невелико, их удавалось быстро классифицировать с помощью серологических реакций с конъюгатами антител, приготовленными к определенным известным видам легионелл. Среди первых десяти идентифицированных видов перекрестные серологические реакции были очень незначительными и не мешали продукции относительно специфических реагентов. Однако несколько видов, описанных позднее, дают выраженные перекрестные реакции с другими, и, до сих пор еще не получены специфические антисывороткн для серологической идентификации всех видов рода Legionella.

В настоящее время идентификация вновь выделенных легионелл на видовом уровне требует изучения гомологичности ДНК. Именно на основании таких исследований легионеллы были сгруппированы в 22 известных в настоящее время вида. Их классификация в роду Legionella основывается на фенотипическом сходстве.

Экология и эпидемиология

Заболевание распространено во всем мире. Легионеллы — вездесущие микроорганизмы, которые, как оказалось, составляют часть микробной флоры многих естественных и искусственных водных экологических систем. Они были выделены из разнообразных водоемов от альпийских озер до горячих ключей Йеллоустонского национального парка.

Экологическими нишами микроорганизмов, имеющих наибольшее клиническое значение, являются теплые влажные участки санитарно-технического оборудования (в частности, системы водоснабжения) больших зданий, особенно гостиниц и больниц. Легионеллы были обнаружены в испарительных охладителях больших систем воздушных кондиционеров, и аэрозоли из этих охладительных установок могут переносить микроорганизмы на значительные расстояния прежде, чем они попадут в организм чувствительного к инфекции субъекта. Контаминированные воздушные кондиционирующие системы считают причиной вспышек болезни легионеров в Филадельфии и понтийской лихорадки в Мичигане, а также многих внутрибольничных вспышек болезни легионеров, примером которых служат эпидемии в Берлингтоне, Вермонте и Мемфисе (Теннесси).

Источником этих микроорганизмов могут быть также распределительные системы питьевой воды. Легионеллы могут успешно размножаться в системах горячего водоснабжения зданий. В ассоциации с другими видами бактерий легионеллы растут и размножаются в отстое резервуаров с горячей водой, откуда по системам водоснабжения они могут распространяться в больницы, отели, частные дома. Вода, проходя через контаминированные воронки душа и водопроводные краны, создает бактериальн ые аэ розоли.

Источником инфекции могут служить также медицинское оборудование и лечебные процедуры с использованием необеззаражекной водопроводной воды. Так, L. micdadei были выделены из ультразвуковых распылителей и комнатных увлажнителей воздуха. Вспышки инфекции также связывают с контаминированными горячими ваннами.

Простое присутствие легионелл в водораспределительной системе не всегда приводит к развитию заболеваний среди лиц, потенциально подвергающихся воздействию инфекции. Причины этого еще непонятны, но одна из гипотез заключается в том, что не все штаммы легионелл обладают одинаковой вирулентностью. Вирулентность в свою очередь определяется наличием плазмид.

Инфекция, по-видимому, распространяется через дыхательные пути. При болезни легионеров инкубационный период обычно составляет от 2 до 10 дней. Несмотря на то что легионеллы были обнаружены в мокроте больных, передача инфекции от человека человеку не установлена. Наибольшее внимание привлекают вспышки болезни, вовлекающие большое число людей и развивающиеся при заражении из одного источника, однако ежегодно наблюдаются также сотни спорадических случаев легионеллеза. Заболеваемость может повышаться летом, но затем быстро снижается; инфекция наблюдается на протяжении всего года.

Хотя есть сообщения о заболеваемости болезнью легионеров детей, большинство случаев инфекции отмечается у лиц среднего и пожилого возраста. Курильщики сигарет и люди, страдающие тяжелыми общими заболеваниями, такими как хроническая почечная недостаточность, злокачественные заболевания и иммуносупрессия, более чувствительны к инфекции. Смертность от болезни легионеров, которая сама по себе является тяжелым заболеванием, требующим госпитализации, составляет около 15%; среди лиц с иммуносупрессией она может превышать 50%.

С помощью реакции непрямых флюоресцирующих антител установлено, что в США менее 5% практически здоровых людей имеют титр антител к L. pneumophila порядка 1:128 и выше. Однако некоторые исследования, проведенные в ограниченных географических зонах, показали, что у 15—25% населения этих областей имеются аналогичные серологические доказательства наличия значительной экспозиции L. pneumophila или антигеннородственным микроорганизмам. Это позволяет предположить, что в некоторых районах инфекция может быть эндемической.

Патологические изменения и патогенез

Большинство патологических изменений, вызываемых легионеллами, связано с поражением легких. Наиболее полно изучена симптоматика, характеризующая болезнь легионеров, она отражает также явления, наблюдаемые при инфекциях, вызываемых другими микроорганизмами этого рода. Явные признаки поражения доли легкого почти всегда свидетельствуют о наличии сливной пневмонии. Наиболее характерные микроскопические признаки — это массивная экссудация напоминающей белок жидкости и воспалительных клеток в просвет альвеол. В большинстве случаев клеточный компонент экссудата состоит из смеси полиморфно-ядерных нейтрофилов и макрофагов. Отличительным признаком этой пневмонии является интенсивный лизис воспалительных клеток с накоплением ядерного детрита и фибрина. Альвеолярные перегородки отечны и инфильтрированы воспалительными клетками; гиалиновые мембраны обнаруживаются примерно в 50% случаев. Воспалительный процесс поражает, как правило, терминальные бронхиолы, тогда как бронхиолы более крупного размера и бронхи остаются интактными. Ни одно из этих патологических изменений не является патогномоничным для поражения легких, вызванного легионеллами, но гистологические изменения достаточно характерны для того, чтобы предположить такой диагноз.

Как правило, легионеллы выявляют в воспалительном экссудате с помощью окраски по Dieterle или теста прямой иммунофлюоресценции. Другие методы дают менее надежные результаты, хотя L. micdadei можно обнаружить в тканях с помощью окраски на кислотоустойчивость. Было установлено, что микроорганизмы располагаются внутриклеточно, и увеличение их количества сопровождается лизисом воспалительных клеток.

О патогенезе легионеллеза известно мало. Тот факт, что курильщики сигарет более чувствительны к инфекции, чем некурящие люди, позволяет предположить, что определенную роль в развитии болезни может играть нарушение функции альвеолярных макрофагов. Экспериментальные исследования показали, что легионеллы могут переживать и пролиферировать в нормальных макрофагах и других клетках, что является весьма важной патогенетической особенностью. Массивный лизис воспалительных клеток и отек интерстициальной ткани указывают на возможность продуцирования токсина возбудителем. Такой микробный токсин может вызывать некоторые клинические симптомы, характерные для этой инфекции.

Читать далее: Клинические проявления инфекции, вызванные легионеллами