Микробиология инфекционных поражений вызванных легионеллами

Легионеллез – сапронозная бактериальная острая инфекционная болезнь с аспирационным механизмом передачи, которая в тяжелых случаях характеризуется лихорадкой, пневмонией, поражением почек и ЦНС.

Возбудитель относится к семейству Legionellaceae, роду Legionella, включающему виды: L. рneumophila, L. bozemanii, L. micdadei, L. dumoffi, L. gormanii и т.д. (рис. 1).

Морфология. Легионеллы – это тонкие Гр(–)-палочки, реже нитевидной формы, достигающие 30 мкм в длину, подвижные. Имеют от одного до двух (реже более) жгутиков. Не образуют спор. Каждая особь имеет внутреннюю и внешнюю мембраны. Имеют внутриклеточные вакуоли и рибосомы. Факультативные внутриклеточные паразиты.

Антигенное строение. Имеют типо- и группоспецифические антигены.

Имеются поверхностные белки, секреторные белки, обладающие антигенными свойствами.

Культуральные свойства. Растут в аэробных условиях. При добавлении 2,5% углекислого газа рост стимулируется. На простой питательной среде роста не дают. Используют среды с добавлением L-цистеина, растворенного в пирофосфате железа с использованием буферного угольно-дрожжевого агара. На твердой питательной среде образуют характерные колонии с коричневым пигментом, вросшие в агар. Хорошо растут в желточном мешке куриного эмбриона, в культуре клеток животных и человека (фибробласты человека). В организме человека они размножаются преимущественно в альвеолярных макрофагах, полиморфно-ядерных нейтрофилах и моноцитах. На твердых средах через 3–5 суток образуются серые стекловидные колонии.

Факторы патогенности:

• способность размножаться внутри макрофагов;
• эндотоксин;
• экзотоксин;
• цитолизин – видоспецифический маркер легионелл.

Резистентность. Легионеллы хорошо растут при 35 ⁰С. Способны образовывать биопленки, что лежит в основе их устойчивости к действию дезинфицирующих средств и факторов внешней среды. В водопроводной воде и водоемах выживают до года, в дистиллированной воде – не менее четырех месяцев.

Устойчивы к действию физических и химических факторов. Чувствительны к большинству дезинфектантов.

Эпидемиология:

• резервуар и источник инфекции – почва;
• пути передачи:
• аэрогенный;
• водный;
• артифициальный;
• естественная восприимчивость людей высокая.

Легионеллезом мужчины болеют чаще, чем женщины. Легионеллезными пневмониями чаще болеют люди среднего и пожилого возраста.

В настоящее время особое значение придается проблеме travel-associated легионеллеза, когда он возникает во время туристических поездок. Известны случаи внутрибольничных вспышек легионеллезной инфекции.

Этиопатогенез. Входными воротами возбудителя L. рneumophila является слизистая оболочка респираторного тракта, в том числе ткань легкого. Поражение различных отделов респираторного тракта и легких зависит от инфицирующей дозы и размеров частиц аэрозолей, в которых находится возбудитель. В организм человека он может также проникать, находясь внутри клеток амеб и других простейших, а также артифициальным путем при хирургических вмешательствах. При высокой инфицирующей дозе наблюдается наиболее тяжело протекающая легионеллезная инфекция – острый альвеолит.

Возбудитель проходит через барьер реснитчатого эпителия. Проникает в бронхи и альвеолы и внедряется в клетки альвеолярного эпителия. Вокруг внедрившихся легионелл наблюдается скопление клеток. В этот период микроорганизмы выявляются в альвеолярных макрофагах, моноцитах, полиморфноядерных нейтрофилах.

Поражение легионеллами легких сопровождается нарушением функции сосудов и процессов микроциркуляции. Внутриклеточные легионеллы могут размножаться с последующим разрушением клеток, что приводит к быстрому прогрессированию патологического процесса. В других случаях легионеллы могут сохраняться в течение длительного времени внутриклеточно в жизнеспособном состоянии, не размножаясь. Фагоцитоз носит незавершенный характер. Эти процессы
объясняют случаи затяжного хронического течения инфекции и возникновения рецидивов.

Процессы диссеминации возбудителя происходят лимфогенно. По септальным лимфатическим узлам возбудитель поступает в кровь и разносится по отдельным органам. Экзотоксин способствует возникновению системных поражений. Поражение ЦНС и клеток почечных канальцев обусловлено токсинемией. Токсическое действие оказывается и на гепатоциты, что приводит к нарушению уровня аминотрансфераз и билирубина.

Роль легионелл в патологии. Легионеллы являются естественными обитателями водоемов, могут выделяться из воздуха и природных водоемов, где часто живут в ассоциации с сине-зелеными водорослями. Легионеллез является примером инфекции, обусловленной активным использованием в промышленности и быту циркулирующих замкнутых водных систем, источников микробного аэрозоля. Эпидемиологическую опасность представляют оросительные системы, дождевальные установки, кондиционеры, душевые головки, аппаратура для искусственной вентиляции легких.

Клинические проявления. Инкубационный период от 2 до 10 суток.

Выделяют следующие клинические формы легионеллеза:

• Болезнь легионеров – тяжелая пневмония;
• Внутрибольничная болезнь легионеров. Наиболее частым возбудителем внутрибольничной болезни легионеров является Legionella micdadei. Клинические проявления – пневмонии с плевральным выпотом, сердечная и почечная недостаточность.
• Респираторная лихорадка Понтиак – инфекционное поражение легких, которое протекает без пневмонии. Для нее типичны проявления, напоминающие гриппоподобный синдром, – озноб, повышение температуры, разбитость, адинамия, головная боль, сухой кашель, респираторные и неврологические расстройства.
• Внереспираторные поражения легочной этиологии, возникающие на фоне иммунодепрессантной терапии и сопутствующих заболеваний.
• Лихорадка «Форт-Брагг» – это острое лихорадочное заболевание, протекающее с образоваем экзантемы.

Микробиологическая диагностика.

Материал для исследования: материал бронхоскопии, биопсии или аутопсии легкого, плевральный экссудат; кровь.

Методы исследования:

• Выделение чистой культуры возбудителя – «золотой стандарт».

Для выделения легионелл используют различные модификации буферного угольно-дрожжевого агара, содержащего L-цистеин, раствори- мый пирофосфат железа и L-кетоглютаровую кислоту (среда ВСYЕа). Рост на этой среде колоний из клинического материала наблюдается на 4–5-е сутки. Максимальное количество видимых колоний вырастает на 8–10-е сутки.

• Серодиагностика.

Наиболее распространенный метод лабораторной диагностики – выявление специфических антител в сыворотке крови больных методом непрямой иммунофлюоресценции.

• Иммуноиндикация – определение растворимого антигена легионелл в моче.

Липополисахаридный антиген выявляют начиная со 2–4-го дня заболевания в моче, где он находится в течение 2–3 недель.

• Выявление возбудителя в клиническом материале с помощью прямой РИФ.

Недостатком в применении этого метода является то, что для забора материала требуются инвазивные процедуры, так как в мокроте возбудитель легионеллеза встречается редко.

• Молекулярно-генетические исследования.

Выявление нуклеиновых кислот возбудителя методом ДНК-зондирования и ПЦР. Полимеразная цепная реакция – позволяет выявить в клиническом материале нуклеиновых кислот легионелл. Для применения метода используют праймеры фрагмента mip-гена или 16 Sr РНК L. рneumophila.

• Метод РНИФ используется для выявления антител.

В качестве антигена используют карпускулярный антиген L. рneumophila. Сыворотку крови больного с подозрением на легионеллез берут в первые дни и на 14–21-й день болезни. В качестве контроля используют положительную сыворотку (титр не менее 1 : 256) и отрицательную сыворотку (титр 1 : 16).

Возможно использование метода РНИФ для иммунодиагностики. Он позволяет обнаружить в клиническом материале антигена в острый период заболевания. Для диагностики используют иммуноглобулины легионеллезные диагностические люминисцирующие, диагностические тест-системы фирмы Cantic System Corp, США.

• Иммунохроматографический метод по специфичности и чувствительности не уступает иммуноферментному.

Для постановки рекомендуется система Binaх, которая ориентирована на диагностику тяжелых пневмоний.

Интерпретация результатов при острой респираторной инфекции (пневмонии).

Диагноз считается подтвержденным в следующих случаях:

• При обнаружении легионелл в отделяемом респираторного тракта, легочной ткани, крови.
• Постановка РНИФ в целях серодиагностики выявило четырехкратное или более нарастание титра специфических антител к L. рneumophila серовара 1 в крови.
• Обнаружение иммуноферментным или иммунохроматографическим методами, при исследовании мочи, растворимых антигенов возбудителя.