1.1 Пневмоцистоз: этиология, патогенез, диагностика, эпидемиология, профилактика

Возбудителем пневмоцистоза является условно-патогенный микроорганизм Р. carinii, который впервые он был описан в 1909 году Chagas К. в Бразилии и в дальнейшем был выделен и идентифицирован многими учеными в различных странах мира (99,103,139,203,204).

Первые описания интерстициальной плазмоклеточной пневмоцистозной пневмонии были сделаны в Европе во время Второй мировой войны; эта патология наблюдалась у детей-сирот, страдавших от истощения. В 50-х годах уже было отмечено несколько эпидемий пневмоцистоза в странах Центральной Европы (Чехословакии, Югославии и Швейцарии).

В 1991 году в мире было зарегистрировано уже более 100 000 случаев пневмоцистоза. В России и странах СНГ эта инфекция до настоящего времени не учитывается официальной статистикой из-за трудности постановки этиологического диагноза только на основании клинических проявлений и недостаточно широкого внедрения лабораторных методов диагностики в практику.

Pneumocystis carinii до конца 80-х годов относили к простейшим, но в 1988 году было сообщение Edman F.C. и соавторов, которые основываясь на молекулярно-биологических исследованиях рибосомальной РНК Р. carinii отнесли этот возбудитель к грибам (141,314). Последние работы, опубликованные рядом авторов, позволяют говорить о принадлежности Р. carinii к дрожжеподобным грибам, сходным с патогенами растений (21,87,139,190). Известно, что Р. саrinii находили практически у всех млекопитающих – лабораторных, домашних и диких животных, поэтому существовало мнение, что возможно аэрогенное заражение людей от больных животных (179,295,324,353).

В последние годы выявлены генетическая и фенотипическая неоднородность вида P. carinii, что вызвало необходимость введения триноминальной номенклатуры, включающей не только название рода и вида, но и название хозяина на латинском языке (Pneumocystis carinii hominis) (196,260,296,337,352).

Pneumocystis carinii hominis передается только от человека к человеку (больного или носителя) и в силу этого пневмоцистоз принято относить к антропонозам (40, 68,240,241,354).

Повторные заболевания людей пневмоцистной пневмонией свидетельствуют о нестойком постинфекционном иммунитете к P. cаrinii.

Pneumocystis cаrinii – внеклеточный эукариот, весь жизненный цикл которого происходит в альвеоле и включает четыре стадии (349): трофозоит, прециста, циста, внутрицистные тельца. Размножение паразита сопровождается появлением большого числа трофозоитов – вегетативной формы Pneumocystis carinii величиной 1-5 мкм, одноядерных с 2 слойной тонкой клеточной мембраной. Прецисты размером около 5 мкм имеют овальную форму и толстостенную 3 слойную стенку, представленную трубчатыми включениями, иногда в прецистах можно определить внутрицистные тельца. Толстостенные цисты величиной 6 – 7 мкм с характерной 3 слойной мембраной содержат четное количество (чаще 8) внутрицистных телец-«спорозоитов». Наличие пневмоцист с максимальным числом спорозоитов свидетельствует об активации возбудителя (212). Полный цикл развития P. саrinii включает две фазы: половую и неполовую. В половой фазе в момент заражения зрелые цисты, попавшие в чувствительный орган, разрываются, высвобождая внутрицистные тельца, часть из которых являются гаплоидами. Они сливаются попарно, образуя трофозоиты, способные развиваться в прецисты и далее в цисты.

При генерализованной форме паразит может определяться и в других органах больного: желудке, кишечнике, лимфоузлах, щитовидной железе, сердце, почках, печени. Известен случай выделения P. саrinii из среднего уха (317,328). Патогенез внелегочной диссеминации пневмоцист объясняется лимфогенным либо гематогенным распространением и, особенно при применении инголяционных лечебных препаратов.

Трансплацентарная передача паразита предполагается на основании обнаружения пневмоцист в плаценте у недоношенных детей первых дней жизни и мертворожденных (176).

Однако, основным путем заражения при пневмоцистозе остается аэрогенный. В семейных очагах, где источниками инфекции являлись родители – здоровые носители возбудителя, их ослабленные дети и заболевали пневмоцистными пневмониями. Описаны внутрибольничные заражения детей от медицинского персонала, являющегося носителями пневмоцист, в отделениях для недоношенных, новорожденных, в детских больницах или домах ребенка (19,24,56,196). Возникновению внутрибольничных вспышек пневмоцистоза способствует перевод детей с явлениями интерстициальной пневмонии без установленного этиологического диагноза из отделений новорожденных в общие палаты стационаров. Распространение пневмоцистной инфекции также может быть связано с нарушением противоэпидемического режима в стационарах; нарушением цикличности заполнения палат и их переуплотнением. Наиболее часто заболевают дети в возрасте 7 – 20 дней в период выраженной физиологической гиппогаммаглобулиномии (42,289).

Клиническая картина пневмоцистоза может быть разнообразной: от бессимптомных форм до манифестных пневмоний (37,44).

В большинстве случаев встречи человека с возбудителем Р. carinii имеет место бессимптомная инфекция, что доказано многими экспериментальными и клиническими исследованиями (28,72,73).

Результаты серологических обследований, проведенных в 1977 году Meuwissen с соавторами, опосредовано подтвердили, что большинство людей перенесло пневмоцистную инфекцию в первые годы жизни, так как более чем у 90% взрослых были определены антитела к P. саrinii, а у детей в возрасте до 4-х лет наличие антител наблюдалось уже в 75% (263).

Пневмоцистная пневмония у лиц с иммунодефицитными состояниями как правило развивается не за счет реактивации латентной инфекции, а за счет P. саrinii, поступившей из экзогенного источника (37, 107). У детей раннего возраста на протяжении заболевания наблюдается все периоды развития инфекционного процесса: инкубационный, продромальный, период нарастания симптомов, разгара заболевания, угасания клинических симптомов и выздоровления, тогда как, у подростков пневмоцистоз может протекать в виде бронхолегочного скоротечного заболевания. У взрослых с иммунодефицитным состоянием болезнь развивается быстро и цикличность ее плохо выражена. Случаи пневмоцистоза возникают на протяжении всего года и в отношении сезонности этого заболевания нет единого мнения и достоверных эпидемиологических наблюдений.

Ряд исследователей (201,202) считают, что сезонность пневмоцистных пневмоний такая же, как и у других воздушно-капельных инфекций. Пик выявления этого заболевания приходится на февраль – апрель (45 – 59%), минимальное количество диагностируется в августе – сентябре (27 – 31%) (24,26).

Данные о периодичности пневмоцистоза также весьма ограничены.

После открытия и изучения ВИЧ-инфекции стало очевидным, что пневмоцистоз относится к так называемым оппортунистическим инфекциям и возникает главным образом у пациентов с иммунодефицитными состояниями (290,291).

Гуморальный иммунитет также имеет важное значение в защите организма от заражения P. саrinii, однако, уровень антител в крови не коррелирует с тяжестью заболевания. Пневмоцистоз часто развивается у недоношенных детей с белковой недостаточностью, при которой нарушается специфический синтез иммуноглобулинов (166).

Экспериментальные исследования на мышах с выраженным иммунодефицитом, зараженных пневмоцистозами показали, что введение специфической гипериммунной сыворотки приводило к снижению числа пневмоцист как на ранней, так и на промежуточной и поздней стадиях заболевания (313).

Наиболее важным, предрасполагающим к пневмоцистному заболеванию фактором является дефект Т-клеточного иммунитета. До начала эпидемии ВИЧ-инфекции случаи пневмоцистной пневмонии регистрировали чаще всего у больных с первичной иммунопатологией, либо со вторичной, вызванной медикаментозной иммуносупрессией (294,304,347). Из 194 случаев пневмоцистной пневмонии, опубликованных СDС (США) в 1967 –1970 гг., 29 были отмечены у детей в возрасте до 1 года, у 83% из которых наблюдалась иммунопатология разного генеза, а также у детей старше 1 года острым лимфобластным лейкозом.

Обследование детей со злокачественными новообразованиями (1251 ребенок) в педиатрическом стационаре в США (1962 – 1971гг.) выявило пнвмоцистную пневмонию у 4,1%, тогда как в группе сравнения (1669 детей без злокачественных образований и иммунодепрессивных состояний) не было отмечено ни одного случая пневмоцистных пневмоний (293).

Пневмоцистоз в настоящее время признан одной из ведущих СПИД-ассоциированных инфекций. Основная масса всех случаев пневмоцистных пневмоний приходится на больных СПИДом (39,41,51,114,205,250,251,284). Паразитологическими методами пневмоцистоз подтверждается у 60% больных СПИДом. Показано, что P.carinii поражает до 70% детей, больных СПИДом.

У большинства больных СПИДом ко времени первого эпизода пневмоцистной пневмонии число СД4⁺ лимфоцитов составляет от 50 до 75 кл/мм³, а в более чем 90% случаев инфекция, вызванная Р. сагinii развивается при количестве СД4⁺ менее 200 кл/мкл³. В этой ситуации без применения медикаментозной профилактики риск развития пневмоцистной пневмонии составляет 8,4%, 18,4%, 33,3% в течение 6,12 и 36 месяцев соответственно (39,85,286,333).

Пневмоцистная пневмония является частым осложнением у больных гемобластозами (49%) и реже (4%) - у больных солидными опухолями (4%), что объясняется двумя существенными факторами, связанными с нару­шениями иммунитета. С одной стороны, для лимфопролиферативных за­болеваний характерно нарушение Т-лимфоцитарного звена иммунитета, а с другой стороны, применение ряда иммуносупрессивных препаратов снижает число Т-хелперов. Использование флюдорабина, подавляющего Т-лимфоциты и, в частности, СД4⁺, часто завершается осложнением пневмоцистной пневмонией. Применение циклоспорина и стероидов больным с трансплантированными органами также приводит к развитию пневмоцистной пневмонии (11,294). Неконтролируемое и необоснованное использование больших доз витамина Д и недостаток витамина С, антибиотикотерапия, а также радио- и рентгенотерапия, проводимые без анализа иммунологического статуса больных, могут активизировать пневмоцистную инфекцию. Достаточно часто выявляется пневмоцистная пневмония у онкологических больных, получающих химиотерапию (293).

У больных алкоголизмом и наркомани­ей также повышен риск заболевания пневмоцистной пневмонией (72).

В экспериментах на собаках, кроликах, крысах, мышах, обезьянах (169,175,295,324). Было показано, что длительное применение кортикостероидов и кормление пищей, бедной солями калия, при отсутствии витамина С способствует активизации латентной пневмоцистной инфекции (72).

Пневмоцистоз широко распространен практически повсеместно, однако наиболее часто пневмоцистную инфекцию выявляли в США, Канаде, странах Западной Европы.

Имеющиеся данные литературы свидетельствуют о том, что во многих странах мира были сделаны попытки изучить степень распространения пневмоцистоза среди населения с помощью различных методов серологического контроля. Доля лиц с антителами к возбудителю пневмоцистоза колебалась в значительных пределах: от 30% до 83%, что зависело от возраста обследованных, состояния их здоровья, региона проживания и методов определения маркеров пневмоцистоза (12,26,40,104,237,263).

Из-за отсутствия стандартных и неинвазийных методов диагностики прижизненный диагноз пневмоцистоза ставился редко. По этой же причине до наших исследований широкая серо-эпидемиологическая оценка иммуноструктуры населения различных регионов России также была не доступна.

Сложность этиологической диагностики пневмоцистоза только на основе клинической картины обосновывает необходимость использования комплекса адекватных лабораторных методов (21).

Паразитологический метод основан на прямом морфологическом выявлении пневмоцист и трофозоитов в биологическом материале (легочной ткани, бронхо-альвеолярном лаваже (БАЛ), индуцированной мокроте (ИМ) (23,92,94,149,238,276,282).

Легочную ткань при жизни получают трансбронхиальной биопсией с помощью бронхоскопа, что позволяет выявить пнвмоцисты в 66 –98%, однако, этот метод забора материала показан далеко не всем больным (326). Другой способ получения материала возможен при открытой биопсии легкого у больных, которым противопоказано проведение трансбронхиальной биопсии при прогрессирующем течении заболевания. Для патологоанатомического исследования в течение первых суток после гибели больного приготавливают мазки-отпечатки легкого или мазки из пенистого содержимого альвеол, внутри которых лежат цисты и трофозоиты. В настоящее время в клиниках стали активно исследовать бронхо-альвеолярный лаваж для выявления цист и трофозоитов (23). Более простым методом получения материала для выявления пневмоцист является забор индуцированной мокроты (281).

Для получения материала от детей раннего возраста возможно использовать прямую ларингоскопию без медикаментозной подготовки или метод воспроизведения кашлевого рефлекса путем надавливания на корень языка с последующим забором слизи с помощью тампона.

Из полученного материала готовят мазки, которые окрашивают различными известными методами такими как : импрегнация метенамин-серебрянным нитратом по Гомори, окраска толуидиновым синим, кристаллическим фиолетовым по Грамму, раствором Шиффа, Гимза (или его модификацией Diff Quik), а также по Романовскому-Гимза (25,54,155,169,232,265,272).

Ряд авторов провели сравнительный анализ методов окраски препаратов для выявления P. carinii и показали, что метод окраски по Diff Quik быстрый и недорогой, который выявляет все стадии цикла развития P. carinii, т.е. трофозоиты, спорозоиты и, в меньшей степени цисты. Недостаток этого метода заключается в том, он дает фоновое окрашивание, особенно в образцах мокроты.

Серебрение по Гомери хоть и считалось «золотым эталоном» (190,234), однако, этот метод не лишен недостатков, занимает много времени, кроме того выявляет только стенки цист.

Модифицированный метод толуидиновым -о- голубым сходен с серебрением и окраской крезилехтвиолетом (25) тем, что выявляет стенки цист и похожие на P. carinii микроорганизмы (155, 238), но окрашивает их в пурпурный цвет. Методика окрашивания более быстрая, чем при серебрении, но в состав красителя входит ряд ядовитых химических веществ, что требует особых мер предосторожности.

Наиболее универсальным для выявления всех форм P. carinii (цист, трофозоитов и спорозоитов) является окраска по методу Романовского – Гимза. Характерным и диагностическим является обнаружение розовых цист, оболочка которых имеет вид прозрачного кольца, а внутри их находятся от 4 до 8 красно-фиолетовых включений. Наличие большого числа трофозоитов говорит об активности инфекционного процесса (212,213).

После получения моноклональных антител к P. carinii за рубежом были разработаны прямой и непрямой методы иммунофлюоресцентного анализа для выявления антигенов P. carinii (95,145,149,160,233,267,278, 308,351,358).

Эти методы обеспечивают быструю идентификацию P. carinii. Mahul B. Amin с соавторами (86), сравнивая методы РИФ на основе моноклональных антител и различные морфологические окраски, показали, что чувствительность методов была следующей: РИФ – 92%, окраска толуидиновым синим – 80%, окраска методом Гимза – 76%.

В середине 90-х годов на основе моноклональных антител были разработаны и стали выпускаться за рубежом коммерческие тест-системы для определения антигена P. carinii фирмами «Диагностик Пастер» (Франция) и «Медак диагностика» (Германия).

В последние годы в ряде работ показана возможность выявления пневмоцист методом ПЦР путем амплификации ДНК паразита с праймерами митохондриальной РНК в серии конечных разведений исследуемых материалов. Количественный метод ПЦР – один из наиболее перспективных методов диагностики пневмоцистной инфекции, особенно у новорожденных, когда трудно получить адекватный материал для других методов исследования. (146,247). Применение ПЦР также может значительно повысить диагностическую чувствительность исследования мокроты и бронхоальвеолярного лаважа (213). Так, в одном из исследований было показано, что чувствительность ПЦР для индуцированной мокроты и крови у пациентов с документированной пневмоцистной пневмонией составила 100% по сравнению с 38-53% при окраске толуидиновым синим и иммунофлюоресцентной реакцией. Хотя этот метод пока не стандартизирован, но его результаты хорошо согласуются с результатами, полученными другими методами (219).

Серологические методы проведения скрининговых исследований в эпидемиологии, а также для диагностики пневмоцистной инфекции при невозможности получения бронхоальвеолярного лаважа или индуцированной мокроты у пациента, имеют большое значение (252,321,326).

Основная сложность при разработке тест-систем для серодиагностики состояла в получении очищенного антигена P. carinii.

Начиная с 1952 года, в Центральной Европе стали проводить серологические обследования больных с интерстициальными плазмоклеточными пневмониями с использованием реакции связывания комплемента (РСК) (91). Наличие специфических антител было выявлено у 75-95% обследованных лиц.

Обследование медицинского персонала в Европейских центрах, где наблюдались вспышки пневмоцистоза, показал, что около 15% были сероположительными, что свидетельствовала о вовлечении медперсонала в эпидемиологический процесс пневмоцистоза.

Позже были сообщения о высоком проценте положительных результатов в РСК в сыворотках детей, больных пневмоцистозом (16, 22). Комплементсвязывающие антитела появились уже в конце второй недели заболевания (233,234,277).

Рядом авторов было показано, что основная сложность при разработке РСК заключалась в том, что использование гипериммунных сывороток, полученных от животных, иммунизированных инфицированной P. carinii легочной тканью, в качестве положительных контролей не давало удовлетворительных результатов. Они пришли к выводу, что необходимо собирать сыворотки от реконвалисцентов (216,277,351).

Другой трудностью было отсутствие необходимых количеств антигена для серологических реакций (347).

Источниками антигена P. carinii практически у всех исследователей были легочная ткань человека, погибшего от пневмоцистоза, либо легкие инфицированных крыс (160,214,354).

Шведский ученый Kerstin E. в 1994 году провел иммунофлюоресцентные исследования, используя в качестве антигена срез легочной ткани человека, погибшего от пневмоцистоза, однако, пришел к выводу о необходимости дополнительной очистки антигена для обеспечения высокой чувствительности и специфичности реакций (237).

Экстрагировать антиген P. carinii из легких человека, полученных при аутопсии, пытались многие исследователи. Barta K. с соавторами экстрагировали антигены 96⁰ этиловым спиртом (91,159). Jroveč (232), Kučera (240, 241), Ikai и другие (213,338) получали антиген методом гомогенизации или замораживания и оттаивания. Ikai высказал предположение, что растворимые антигены, полученные вышеуказанными методами, были трофозоитными (213,339).

J.Watanabe (356) считает, что трофозоиты являются преобладающей формой возбудителя при пневмонии (>99%) и выявление их более важно, чем цист при патологическом процессе. С другой стороны, многие ученые также проводили сбор цист различными методами: в градиенте плотности сахарозы (277), с проназовым усвоением (272) и на миллипоровых фильтрах (213), коллагеназой и гиалуронидазой (84), затем центрифугировали в градиенте плотности Ficoll Hypaque.

Разработанные многими исследователями подходы для экспериментального получения цист, их очистка позволили перейти к отработке лабораторных методов ИФА и РИФ, и оценке их значения в серодиагностике пневмоцистоза. Авторы пришли к выводу, что ИФА является чувствительным методом для выявления специфических антител и антигеномии при диагностике пневмоцистоза (166,174,176).

Другими авторами (240), при сравнении клинических данных и динамики антителообразования сделан вывод, что антитела класса IgM формируются у детей, больных пневмоцистозом, в течение первых недель заболевания, появление антител класса IgG происходит между 4-й и 6-й неделями болезни. IgG-антитела, как правило, определяются в период продолжительной болезни в сыворотках реконвалесцентов, а также людей, перенесших эту болезнь несколько месяцев назад. Об активности течения заболевания можно судить по сероконверсии либо по величине титров антител. Выявление антител в P. carinii класса IgG у детей первого года жизни уже считается диагностическим (166).

Профилактике пневмоцистоза среди населения отводится значительная роль (40,250). Она должна проводиться в нескольких направлениях: санитарно-эпидемиологическом и медикаментозном (2,202,239,292,340, 347).

Санитарно-эпидемиологическая профилактика подразумевает ознакомление практических врачей (педиатров, терапевтов, инфекционистов) с путями передачи этой инфекции, с факторами, влияющими на снижение резистентности населения к P. carinii Как было изложено ранее, под этими факторами подразумевается рентгеновское облучение, иммуносупрессивная терапия, низкобелковое питание и др. (8,166, 294).

В настоящее время предложено осуществлять первичную и вторичную медикаментозную профилактику.

Первичная профилактика призвана предотвратить пневмоцистоз у еще не болевших людей, но находящихся под риском заболевания. Единого мнения ученых по поводу начала первичной профилактики нет, для большинства основным критерием является снижение числа СД4⁺ лимфоцитов ниже 200 в мл³ (253,348), так как пневмоцистная пневмония развивается у взрослых с выраженным иммунодефицитным состоянием.

Вторичная профилактика подразумевает постоянный прием противопневмоцистных препаратов после первичного эпизода пневмоцистной инфекции (148,150,203,222,223,257). Несмотря на то, что уже существуют эффективные лекарства, такие как дапсон, триметопримсульфаметоксизол, пентамидин, разработаны схемы приема этих препаратов, ни один из них не обеспечивает абсолютной эрадикации пневмоцист (116,205,253,261). Поэтому на ряду с этими средствами профилактики должны приниматься меры по борьбе с иммунодефицитным состоянием.

Надежды на вакуцинопрофилактику сомнительны (71,184).

В ближайшие годы не приходится рассчитывать на разработку противопневмосцитной вакцины, и не выработана тактика ее применения (216,221).

Система эпидемиологического надзора за пневмоцистной инфекцией практически отсутствуют, ввиду недостаточной изученности многих вопросов эпидемиологии этой инфекции.