10.2.1. Микобактерии туберкулеза

Патогенез и характеристика заболевания

Туберкулез (от латинского слова tuberculum – бугорок) – хроническое системное инфекционное заболевание, поражающее человека, животных, птиц.

В начале XXI века туберкулез вновь стал ведущей инфекционной патологией во всем мире. Ежегодно регистрируется более 9 млн новых случаев туберкулеза, а около 2 млн больных в год погибают от этого заболевания, что уступает лишь ВИЧ-инфекции.

В отсутствие лечения вероятность летального исхода от туберкулеза и его осложнений в течение жизни больного превышает 50%.

Распространенность инфекции гораздо выше. Считается, что около 2 млрд человек в мире инфицированы микобактериями туберкулеза. Тем не менее, для человека характерна высокая естественная резистентность к возбудителю. Лишь у 5-10% первично инфицированных появляются клинические признаки болезни.

Отсюда туберкулез во многом представляет собой социальное заболевание. Развитию болезни способствуют низкий уровень медико-санитарной помощи и санитарной культуры, недостаточный уровень питания, жилищных условий, скученность населения при совместном проживании, усиление миграции из эндемичных по туберкулезу регионов.

Резкое обострение ситуации также связано с продолжающейся пандемией ВИЧ-инфекции. Совместная инфекция ВИЧ и M. tuberculosis приводит к ускоренной гибели больных. Это происходит как из-за подавления реакций клеточного иммунитета с тяжелым течением туберкулеза, так и вследствие усиленной репликации ВИЧ.

Наконец, наибольшую угрозу представляет появление и неуклонное распространение штаммов возбудителей, устойчивых к основным противотуберкулезным средствам. Вероятность успешного лечения таких больных снижается.

Различают множественную (МЛУ) и широкую лекарственную устойчивость (ШЛУ) микобактерий к химиопрепаратам.

При МЛУ возбудитель устойчив к ведущим противотуберкулезным препаратам I ряда – изониазиду и рифампицину.

При ШЛУ возбудитель дополнительно устойчив к фторхинолонам и, как минимум, к одному из трех препаратов II ряда.

Скорость распространения устойчивых штаммов среди населения является более высокой. Ежегодно возникает до 500 тыс новых случаев МЛУ-туберкулеза. В определенных регионах (Южная Африка, отдельные провинции КНР, Индии и области Российской Федерации, страны Восточной Европы) частота МЛУ-туберкулеза превышает 10-20%.

В Республике Беларусь заболеваемость туберкулезом составляет до 44 случаев на 100 тыс населения, что ниже чем в Российской Федерации и Украине. Однако постепенно нарастает доля лиц с лекарственно устойчивым туберкулезом.

Источники инфекции при туберкулезе – больные люди и больные животные (крупный рогатый скот), выделяющие микобактерии.

Пути передачи – чаще воздушно-капельный, реже контактный и алиментарный (через молоко больных животных). Заражению способствует постоянный контакт, проживание с больным туберкулезом.

Наиболее часто встречается туберкулез легких (до 75% случаев), реже – внелегочный туберкулез (мочеполовой системы, костей, лимфоузлов, кишечника, туберкулезный менингит).

Ингалированные бактерии фагоцитируются альвеолярными макрофагами и дендритными клетками и транспортируются в регионарные лимфоузлы. Фагоцитоз носит незавершенный характер, так как факторы вирулентности микобактерий блокируют фаголизосомальное слияние и выделение провоспалительных цитокинов. Кроме того, они могут вызывать апоптоз макрофагов.

Гликолипиды-микозиды усиливают токсическое действие корд-фактора, поражая мембраны митохондрий. Корд-фактор тормозит активность полиморфноядерных фагоцитов.

Иммунное воспаление является ведущим фактором в патогенезе туберкулезной инфекции.

У входных ворот легких в ацинусах развивается первичный аффект, идущие от него лимфатические сосуды и регионарные лимфоузлы воспаляются, формируется первичный туберкулезный комплекс. В ацинусе возникает гранулема в виде бугорка. Этому способствует накопление в очаге молочной кислоты, низкое значение рН, высокая концентрация углекислого газа. В гранулеме накапливается большое количество лимфоидных, плазматических клеток и фибробластов. В центре гранулемы возникают участки творожистого некроза из-за гибели клеток и действия тканевых протеаз. Здесь располагаются возбудители, вокруг них находятся эпителиоидные и гигантские клетки; развивается ГЗТ.

Высокая сенсибилизация организма приводит к токсико-аллергическим реакциям. Клинически этот период сопровождается кашлем, кровохарканьем, снижением массы тела, потливостью, субфебрилитетом или лихорадкой.

Очаговый туберкулез поражает отдельные органы (чаще всего легкие); генерализованные формы инфекции (милиарный туберкулез, туберкулезный менингит, внелегочный туберкулез) протекают наиболее тяжело.

При благоприятном течении инфекции клеточные иммунные реакции останавливают размножение возбудителя. Очаг воспаления уменьшается, подвергается кальцификации и фиброзу, при этом формируются кальцинаты (очаги Гона). Клинические проявления болезни затихают.

Часть бактерий переходит в латентное состояние, и они долгое время персистируют внутриклеточно в макрофагах, клетках эпителия, адипоцитах, окружающих бронхиальные лимфоузлы.

При ослабленном клеточном иммунитете создаются условиия для дальнейшего размножения микобактерий. Подавляется HLA-зависимое представление антигенов, тормозится пролиферация Т-лимфоцитов.

Реактивация возбудителей или повторное инфицирование ведут к обострению инфекционного процесса. Возникает вторичный туберкулез. Для него характерно развитие хронического воспаления с чередованием очагов распада и фиброза. Без лечения заболевание неуклонно прогрессирует с развитием осложнений (легочного кровотечения, дыхательной недостаточности), что значительно ухудшает прогноз.

Иммунитет

При туберкулезе развивается нестерильный иммунитет, преимущественно клеточный. Основную роль играют макрофаги и дендритные клетки. Имеют значение Т-лимфоциты и их медиаторы, усиливающие фагоцитоз (в первую очередь – γ-интерферон). Антитела и другие компоненты гуморального иммунитета играют вспомогательную роль в элиминации возбудителя.

Лабораторная диагностика

Материалом для исследования служат мокрота, моча, ликвор, пунктат лимфоузла, биоптаты тканей.

Бактериоскопический метод. Окрашивают мазки по Циль-Нильсену, выявляют мелкие красные палочки. При окраске флюоресцентными красителями (аурамином, родамином) микобактерии дают желто-белое свечение в люминесцентном микроскопе.

При малом количестве возбудителя используют методы обогащения.

Гомогенизация – материал обрабатывают щелочью, фибрин при этом растворяется, а возбудитель высвобождается. Из осадка после центрифугирования готовят мазки.

Флотация – гомогенизированную мокроту обрабатывают ксилолом или бензолом и тщательно встряхивают. Возбудитель всплывает в силу гидрофобности вместе с пеной. Из нее готовят мазок и окрашивают по Цилю-Нильсену.

Бактериологический метод. Материал обрабатывают серной кислотой и засевают на яичные среды.

Для идентификации M. tuberculosis определяют основные свойства возбудителя.

Оценивают характер роста – обнаруживают сухие, бородавчатые, кремовые колонии (R-форма); длительность роста составляет 20-60 дней. Для микобактерий туберкулеза характерен рост только при температуре 37-38⁰С; они не растут на простых средах и средах с салицилатами;

Выявляют наличие корд-фактора. Его определяют по методу Прайса – на стекло наносят исследуемый материал, обрабатывают серной кислотой для уничтожения кислоточувствительной флоры и погружают препараты в цитратную кровь. Через 3-4 дня препараты извлекают, окрашивают по Циль-Нильсену, при микроскопии видны «косы» палочек, при отсутствии корд-фактора возбудитель располагается аморфно.

У микобактерий туберкулеза наблюдается положительный ниациновый тест (среда с хлорамином В желтеет при накоплении никотиновой кислоты). Также они обладают термолабильной каталазой; восстанавливают нитраты в нитриты; выделяют уреазу; к микобактериям туберкулеза чувствительны морские свинки.

Для внутривидовой дифференциации используют фаготипирование штаммов микобактериофагами.

Mycobacterium bovis вирулентны в S-форме; колонии кремовые, гладкие; ниациновый тест отрицательный; рост до 40 дней; каталаза термолабильная; выделяют уреазу; не восстанавливают нитраты; рост только при температуре 37-40⁰С.

Mycobacterum africanum – рост 31-40 дней; ниациновый тест положительный; вирулентны в S-форме; каталаза термолабильна; не восстанавливают нитраты; выделяют уреазу. Остальные свойства как у M. tuberculosis.

Микобактерии туберкулеза необходимо дифференцировать от атипичных кислотоустойчивых бактерий, вызывающих микобактериозы.

Атипичные кислотоустойчивые бактерии имеют оранжевый пигмент, вирулентны в S-форме, растут на средах с салицилатами, имеют термостабильную каталазу, рост через 10-20 дней при температуре 22-45⁰С, нет корд-фактора.

Кислотоустойчивые сапрофиты (M. smegmatis и др.) в отличие от предыдущих возбудителей, растут на простых средах, длительность роста 3-4 дня, имеют S-форму, оранжевый пигмент, нет признаков болезнетворности, чувствительны к спирту.

Дифференциальные признаки микобактерий представлены в таблице 25.

Для ускоренного культивирования микобактерий применяют автоматизированную систему BACTEC с радиометрическим определением роста возбудителей. Система включает жидкую питательную среду, содержащую меченую изотопом [¹⁴C] пальмитиновую кислоту. При своем размножении микобактерии утилизируют пальмитиновую кислоту с образованием радиоактивного СО₂. Его обнаружение указывает на присутствие возбудителей. Сроки детекции бактерий в этой системе составляют 7-8 дней.

С целью ускоренного (в течение 1 суток) обнаружения ДНК возбудителя и определения его антибиотикоустойчивости используют методы генодиагностики (молекулярную гибридизацию и различные варианты ПЦР).

Биопроба применяется при стертых формах. Морским свинкам внутрикожно втирают исследуемый материал. Через 10-14 дней появляется долго не заживающая язва, и кожно-аллергическая проба у них становится положительной.

Для определения инфицирования, обострения заболевания или оценки специфического иммунитета применяют кожно-аллергические пробы – реакцию Манту с туберкулином и Диаскин-тест с рекомбинантными белками возбудителя туберкулеза.

При проведении реакции Манту внутрикожно во внутреннюю поверхность предплечья вводят 2 единицы туберкулина PPD (PPD – очищенный белковый дериват). Если организм инфицирован, то в месте введения может появляться инфильтрация и гиперемия, т.е. развивается ГЗТ.

Проба Манту оценивается через 72 часа. Результат считают положительным при наличии инфильтрата (папулы) с диаметром равным или свыше 5 мм. Гиперергическими у взрослых считаются реакции с диаметром папулы 21 мм и более, у детей – свыше 17 мм. Положительная реакция наблюдается не у всех инфицированных лиц.

У пациентов с ВИЧ-инфекцией и туберкулезом проба Манту также может быть отрицательной.

Более современным вариантом кожно-аллергической пробы является Диаскин-тест. При его проведении внутрикожно вводят рекомбинантные антигены – белки M. tuberculosis CFP-10 и ESAT-6. На результаты теста не влияет предшествующая вакцинация БЦЖ, поскольку вакцинный штамм не содержит данных белков. Оценка результатов сходна с пробой Манту.

В последнее время для определения ГЗТ при туберкулезе начинают применяться иммунологические клеточные тесты, проводимые in vitro. В их основе лежит увеличение продукции γ-интерферона Т-лимфоцитами пациентов после взаимодействия иммунных клеток со специфическими АГ микобактерий.

Серологический метод имеет вспомогательный характер; для выявления антител используют РПГА, ИФА.

Лечение

Возбудитель обладает чувствительностью лишь к ограниченному кругу химиотерапевтических средств.

Назначают препараты первого ряда – изониазид (тубазид), рифампицин, пиразинамид, стрептомицин, этамбутол. Альтернативные средства включают фторхинолоны, канамицин, пара-аминосалициловая кислота (ПАСК), этионамид, циклосерин, капреомицин.

С декабря 1996 г. в Республике Беларусь внедрена в практику международная методика химиотерапии больных туберкулезом в соответствии с рекомендациями ВОЗ. Она получила название краткосрочной химиотерапии под непосредственным наблюдением (англ. аббревиатура DОТS).

Эта методика предполагает обязательное использование не менее 4 химиопрепаратов на начальном этапе лечения, а при множественной лекарственной устойчивости микобактерий туберкулеза – до 5-6 препаратов. Используют основные противотуберкулезные средства – изониазид (тубазид), рифампицин, пиразинамид, стрептомицин или этамбутол. На втором этапе (до 2-6 месяцев) продолжают химиотерапию изониазидом и рифампицином в оптимальных дозах.

Проведение химиотерапии осуществляется с учетом чувствительности микобактерий туберкулеза к препаратам. При инфекции МЛУ-штаммами лечение продолжается до 1,5-2 лет.

Эффективным антисептиком, действующим на резистентные штаммы M. tuberculosis, является повидон-йод.

Профилактика

Специфическая профилактика проводится живой аттенуированной вакциной БЦЖ на 3-5 день после рождения. Ревакцинация БЦЖ в Республике Беларусь в настоящее время не применяется. У детей вакцинация предупреждает более 80% случаев туберкулезного менингита. У взрослых ее эффективность сильно варьирует в зависимости от формы туберкулеза и состояния организма и в среднем составляет около 50%.

Вакцина БЦЖ получена А. Кальметтом и Ш. Гереном из M. bovis путем многократных посевов на голодные картофельные среды с желчью, в результате был получен авирулентный штамм, сохранивший высокую иммуногенность.

Актуальной остается разработка новых вакцин. Некоторые из них на основе пептидных АГ микобактерий в настоящее время проходят клинические испытания.

Неспецифическая профилактика: проводится изоляция и лечение пациентов до полного прекращения выделения возбудителя.

Дезинфекцию в очаге выполняют 5% фенолом, хлорамином, хлорной известью.