Подробно о риккетсиях – причине эпидемий

РИККЕТСИИ – мелкие, специализированные формы бактерий, обычно паразитирующие внутри эпиталиальных клеток кишечного тракта насекомых и клещей. Попадая в организм человека, некоторые виды риккетсий вызывают тяжелые заболевания.
Также по теме:

ИНФЕКЦИОННЫЕ БОЛЕЗНИ

Исследования этой группы микроорганизмов были начаты в 1906 Х.Риккетсом в Чикагском университете. Выполняя опыты по воспроизведению пятнистой лихорадки Скалистых Гор у морских свинок и обезьян, Риккетс в 1909 обнаружил мелкие палочковидные микроорганизмы в препаратах крови человека и млекопитающих, страдающих этим заболеванием. В том же году сходные наблюдения были сделаны Ш.Николем и его коллегами при исследовании сыпного тифа. В 1910 Риккетс погиб от сыпного тифа, изучением которого занимался в Мексике. В честь заслуг ученого возбудители этих инфекций были названы «риккетсиями» и выделены в род Rickettsia.

ОБЩИЕ СВОЙСТВА

Риккетсии сначала были классифицированы как особая группа микроорганизмов, занимающих промежуточное положение между бактериями и вирусами и обладающих свойствами, характерными для обоих типов возбудителей. Они имеют очень небольшие размеры (около 0,5 мкм), почти такие же, как и наиболее крупные вирусы (около 0,3 мкм), а их репродукция, за исключением одного вида, происходит только в живых клетках, т.е., как и вирусы, риккетсии являются облигатными внутриклеточными паразитами, рост и размножение которых происходят в клетках подходящего хозяина. Лишь один вид риккетсий Rochalimaea quintana, вызывающий окопную лихорадку, может расти вне клеток в кишечнике вши, а также в бесклеточной питательной среде. Более поздние исследования позволили установить, что риккетсии являются истинными бактериями, так как обладают характерным для бактерий внутренним строением и их клеточная стенка сходна с бактериальной.

Описание и морфология

Морфология риккетсий достаточно разнообразна, так как они относятся к плеоморфным бактериям – микроорганизмам, обладающим морфологической изменчивостью. Внешние условия способны оказывать большое влияние не только на размеры, но и на форму бактерий.

При благоприятных условиях риккетсии соизмеримы с крупными вирусами и имеют характерную палочкообразную форму (например, риккетсии Бернета) с размерами:

• ширина в среднем 0,5 мкм;
• длина от 0,4 до 2,0 мкм.

При наступлении неблагоприятных условий микробы могут изменять форму на кокки, нитевидные или клетки неправильного вида.

Строение клетки риккетсий соответствует нормам клеточного строения типичных прокариотов. В ней присутствует клеточная оболочка, протоплазма, ядерный материал. Как и все микробы, риккетсия не имеет ядра, а содержит ДНК, рибосомы и РНК. Наличие спор и капсул у этих бактерий не выявлено.

Нехарактерным для грамположительных, но типичным для грамотрицательных микроорганизмов принято считать наличие у бактерий (например, Rickettsia conorii) трехслойной мембраны и поверхностного микрокапсулярного слоя.

Характерная окраска – общая характеристика патогенных риккетсий:

• окрашивание по Граму отрицательное;
• окраска по Здродовскому насыщенно окрашивает микробы в рубиновый цвет, что позволяет легко их обнаружить на фоне синего клеточного ядра или голубой цитоплазмы;
• по Романовскому-Гимзе микроорганизмы окрашиваются в сиреневый цвет.

Исследования при помощи электронного микроскопа позволили выявить у некоторых видов рода Rickettsia волосовидные фимбрии (ворсинки на поверхности клетки), роль которых в физиологии этих микроорганизмов не выяснена.

Ученые достаточно изучили эту бактерию, но впереди еще много открытий

Для морфологии и ультраструктуры риккетсий характерны ряд особенностей, отличающие их от других прокариотов:

• Клеточные стенки имеют капсулообразный слизистый покров.
• Наличие в значительном количестве ненасыщенных жирных кислот в составе мембраны, что нехарактерно для бактерий.
• В состав нуклеоида входит кольцевая хромосома.
• Хотя все риккетсии – внутриклеточные паразиты (ни о каком симбиозе или мутуализме нет и речи), их метаболизм независим от обменных процессов, протекающих в клетке-хозяине.
• Способность к индукции фагоцитоза посредством клеток эукариотов.
• Клетки бактерий обладают адгезивными свойствами, что способствует их креплению и колонизации чужого организма.
• Источником энергии для микробов является глутамат.

Риккетсии с вирусами и другими бактериями имеют как сходные черты, так и различия. Микробиологи считают их переходным звеном от вирусов к бактериям.

Окрашивание и культивирование.

При использовании методов специального окрашивания риккетсии видны в световом микроскопе при увеличении в 900 и более раз. Для изучения тонких деталей их строения применялись методы электронной микроскопии. Риккетсии обычно имеют вид палочек, но встречаются и сферическая и нитевидная формы. За исключением указанного выше случая, риккетсии удается культивировать только в живых, чувствительных к ним клетках (в кусочках тканей, помещенных в питательную среду). Они хорошо растут в желточных мешках развивающихся куриных эмбрионов. Для этого оплодотворенные куриные яйца инкубируют около семи суток в термостате, после чего, проделав небольшое отверстие в скорлупе, вводят в них содержащий риккетсии материал. Примерно через восемь суток после заражения эмбрионы погибают в результате размножения и накопления риккетсий. Содержимое желточного мешка зараженных эмбрионов собирают, риккетсии очищают и концентрируют, а затем инактивируют с помощью химических реагентов или ультрафиолетового облучения. Такую суспензию инактивированных риккетсий используют в качестве вакцины против сыпного тифа или других риккетсиозных заболеваний. Обычно иммунизация правильно приготовленной вакциной обеспечивает высокую степень защиты организма от естественной инфекции.

Культивирование

В связи с паразитарной природой культивирование риккетсий, которые способны к росту исключительно внутри живой клетки, осуществляют на следующих препаратах:

• различных тканях;
• живых лабораторных животных;
• курином эмбрионе.

Особенности культивирования риккетсий связаны с тем, что микроорганизмы – облигатные паразиты, не осуществляют рост ни на каких бесклеточных питательных средах.

• Выращивание микроорганизмов с использованием методов культивирования осуществляют на переживающих (временно сохранена клеточная жизнеспособность) материалах. Они представляют собой мелкодисперсную взвесь тканей или частей органов в солевом (возможно, в питательном) растворе.
• Хорошо показал себя метод выращивания микробов на двенадцатидневном курином эмбрионе, с поддержанием температурного оптимума роста (37°С) в течение шести дней. Метод прекрасно зарекомендовал себя для приготовления диагностических препаратов и получения вакцин из риккетсий.
• Успешно культивируют микробы в организме живых белых мышей – наибольшее количество бактерий собирается в легких грызунов.
• Микроорганизмы культивируют, инфицируя вшей дисперсной взвесью активных микробов (метод Вейгля-Мосинга), а также выращивают на их личинках (Пшеничнов-Райхер).

Способы передачи.

Патогенные для человека риккетсии, за редким исключением, передаются при укусе зараженных вшей, клещей и блох. Заражение риккетсиями иногда вызывает гибель самих членистоногих-переносчиков, но может и не оказывать заметного патогенного действия на них. В некоторых случаях передача риккетсий у членистоногих происходит от одного поколения к другому через зараженные яйца, в других – через промежуточных хозяев, таких, как крысы, мыши или собаки. У этих млекопитающих носительство риккетсий не сопровождается выраженными признаками заболевания, и потому считается, что инфекция протекает у них в латентной (скрытой) форме. В случае сыпного тифа человек сам иногда служит резервуаром инфекции; она может оставаться латентной, но в соответствующих «благоприятных» условиях проявляется и, распространяясь, приобретает характер эпидемии.

Виды заболеваний и их распространение.

Вызываемые риккетсиями болезни широко распространены во всем мире, чаще всего там, где люди, грызуны и членистоногие сосуществуют в тесном контакте друг с другом. Единственное известное заболевание млекопитающих, связанное с риккетсиями, – клещевая лихорадка овец, коз и крупного рогатого скота – встречается только в Африке. Риккетсиозы человека можно условно разделить на четыре основных группы, исходя из особенностей течения заболевания, географического распространения и, частично, видов членистоногих-переносчиков:

1) Группа тифов – эпидемический сыпной тиф; эндемический (крысиный) сыпной тиф.

2) Группа пятнистых лихорадок – пятнистая лихорадка Скалистых Гор; средиземноморская прыщевая лихорадка; бразильский сыпной тиф; североазиатский клещевой риккетсиоз.

3) Группа лихорадок цуцугамуши – лихорадка цуцугамуши японская; малайский скребковый тиф; суматранский клещевой тиф.

4) Смешанная группа – окопная лихорадка; Ку-лихорадка; осповидный риккетсиоз.

Где обнаруживаются риккетсии

В естественных условиях микроорганизмы, не вызывая заболеваний, обитают в клеточных тканях членистоногих, таких как:

• клещи преимущественно из рода Dermacentor;
• блохи;
• вши.

Одними из переносчиков инфекции являются клещи

Основываясь на природе переносчика бактерий, все риккетсиозы делят на две большие группы, к ним относятся:

• клещевая пятнистая лихорадка;
• сыпной тиф.

Иксодовые клещи, преимущественно из рода Dermacentor, являются основными переносчикам возбудителей заболеваний группы клещевой пятнистой лихорадки. Инфекция передается через слюну во время укуса. В обеих Америках клещи видов D. andersonii и D. variabilis являются основными переносчикам Пятнистой лихорадки. В Сибири иксодовые клещи видов D. nuttali и D. silvarum разносят Rickettsia sibirica – причину заражения человека сибирским (североазиатским) риккетсиозом.

Платяная вошь переносит риккетсии, вызывающие сыпной тиф (Rickettsia prowazekii), и выделяет эти микроорганизмы с фекалиями. Способ передачи возбудителя – трансмиссивный, через контаминацию (заражение через втирание фекалий в момент расчесывания укусов).

Возбудители риккетсиоза успешно размножаются в клетках любых позвоночных – грызунов, овец, крупного рогатого скота и человека.

Группа тифов.

В истории Европы эпидемии сыпного тифа оказали огромное влияние на развитие целых регионов, что не могло не сказаться на других странах мира. Опустошительные последствия сыпного тифа не раз определяли исход военных кампаний, перемещение народов и экономическое положение наций. Любопытный обзор влияния этого и других эпидемических заболеваний на развитие цивилизации содержится в книге Цинссера Крысы, вши и история человечества (H.Zinsser: Rats, Lice, and History).

Эпидемический, или европейский, сыпной тиф передается от человека к человеку через платяных вшей: спустя одну-две недели после укуса сыпнотифозного больного они способны заражать других восприимчивых людей. Распространению заболевания способствует холодное время года, когда создаются идеальные условия для массового размножения вшей в одежде скученно проживающих людей. Сыпной тиф – атрибут нищеты и антисанитарии.

Во время Второй мировой войны военные и гражданские врачи европейских стран активно занимались профилактикой сыпного тифа. Благодаря широкомасштабной вакцинации войск и повсеместному использованию порошковых инсектицидов (ДДТ) заболеваемость тифом сохранялась на низком уровне.

Эндемический (крысиный) тиф зарегистрирован во многих регионах мира, в том числе в юго-восточных штатах США и в Мексике, однако заболеваемость им низкая. Он передается человеку при укусе зараженных блох, паразитирующих на крысах, мышах и других грызунах, являющихся природным резервуаром этой инфекции. От одного грызуна другому патогенные риккетсии передаются тоже блохами и вшами, обитающими на этих животных. От зараженного человека инфекция может дальше распространяться уже с помощью платяных вшей подобно тому, как это происходит при эпидемическом сыпном тифе. См. также ТИФ СЫПНОЙ.

Профилактика

На сегодняшний день разработана и применяется в медицине вакцина атенуированная от эпидемического сыпного тифа и против Ку-лихорадки.

Но не у всех есть возможность сделать прививку, отправляясь на отдых в страны, где есть очаги заражений риккетсиозами. Поэтому, выполняя несколько простых правил, вы сможете обезопасить себя и свою семью от них.

1. Если вы отправляетесь в парк, сквер, лес, зоопарк или любое другое место, где возможен контакт с клещами, блохами или другими переносчиками, надевайте одежду с длинным рукавом, а на голову — широкополую шляпу.
2. Обязательно используйте средства, отгоняющие насекомых.
3. Обязательно осматривайте себя и своих детей на наличие укусов насекомых. Особое внимание уделяйте затылку, паховой области, подмышкам и местам под коленками — любимому месту укуса клещей.
4. При посещении мест, зараженных каким-либо риккетсиозом, обязательно надевайте одежду, пропитанную диметилфталатом.
5. Любите ночевать на природе в палатках? Тогда спите на раскладушке, а не на земле.
6. Появились подозрения о заболевании кого-то из близких риккетсиозом? Тут же, не раздумывая, обращайтесь к инфекционисту.
7. Соблюдение правил личной гигиены никто не отменял.

Группа пятнистых лихорадок.

Пятнистая лихорадка Скалистых Гор встречается только в Америке. В северо-западных штатах США она передается человеку при укусе инфицированными лесными кровососущими клещами, а в южных и восточных штатах переносчиками могут быть и другие виды членистоногих, в том числе собачий клещ. Патогенные риккетсии передаются у клещей от одного поколения к другому через инфицированные яйца. Другие риккетсиозы из этой группы тоже относятся к инфекциям, передающимся клещами, и по этому признаку существенно не отличаются от пятнистой лихорадки Скалистых Гор.

Симптомы заболеваний

Болезни, вызванные риккетсиями, могут проявляться по-разному, но общие симптомы выделить все-таки можно. Они следующие:

• головная и мышечная боль непонятного происхождения;
• лихорадка;
• различные виды сыпи, а в месте укуса насекомого образуется струп небольшого размера, который со временем чернеет, при надавливании на него чувствуется его жесткость;
• воспаление лимфатических узлов и их увеличение в размерах;
• сухой кашель.

Тяжелые риккетсиозы обычно всегда протекают с температурой и бредовым состоянием, дыхание больного тяжелое и затрудненное. Диагностика патологии зачастую представляет большую трудность. Диагноз можно поставить благодаря биопсии кожи с места укуса. На ее поверхности при заражении всегда формируется папула, которая потом чернеет.

Начинается лихорадка примерно на четвертые сутки после заражения, но может отложиться ее появление и на больший срок. У больного развивается состояние апатии. Лимфатические узлы (сначала те, которые рядом с укусом, потом остальные) воспаляются и увеличиваются в размерах.

Через неделю после первых признаков болезни начинают появляться типичные признаки риккетсиозов — сильный жар и сухой кашель, который перерастает в бронхит или пневмонию, появляется светобоязнь, конъюнктивиты. Может из-за жара развиться бредовое состояние, а также частичная или полная потеря слуха. На коже появляется мелкопапулезная сыпь, особенно на конечностях, но бывает и на туловище.

Если не начать лечение, то лихорадочное состояние сохранится в течение двух недель. Возможность летального исхода составляет до 40 % от всех случаев заражения. Причем риск смерти зависит от возраста, вида болезни и иммунных возможностей организма человека.

Смешанная группа.

В этой группе не все болезни четко классифицированы. Окопная лихорадка возникала в виде эпидемических вспышек во всех районах боевых действий во время Первой мировой войны, а также среди немецких войск во время Второй мировой войны. Как и сыпной тиф, окопная лихорадка передается вшами, хотя не исключены и другие механизмы заражения.

Ку-лихорадка была впервые описана в Австралии в 1937. Она отмечалась в период Второй мировой войны среди американских войск в Панаме и странах Средиземноморья, откуда позже была занесена в США возвращающимися солдатами.

Осповидный риккетсиоз, сходный по клиническим проявлениям с ветряной оспой, был впервые выявлен в Нью-Йорке в 1946. Большинство специалистов считают, что он передается человеку клещами, а резервуаром инфекции являются домовые мыши.

Общие симптомы и исход заболеваний.

Для большинства риккетсиозных болезней характерны продолжительная лихорадка и сыпь. Тяжесть клинической картины и смертность существенно варьируют при различных видах риккетсиозов и при разных вспышках одного и того же заболевания. Смертность иногда достигала 70% среди больных сыпным тифом и пятнистой лихорадкой Скалистых Гор и оставалась на уровне 1% при более легких риккетсиозах. У перенесших какую-либо из болезней этой группы обычно вырабатывается продолжительный специфический иммунитет, который, по-видимому, не обеспечивает защиту от других риккетсиозов.

Биохимическая активность

Биохимическая активность риккетсий не выявлена. Реакция агглютинации риккетсий представляет собой специфическое взаимодействие агглютининов (антител) с целой клеткой, с образованием осадка (агглютината). Данная реакция применяется при серологическом методе исследования инфекционных болезней, а также при определении антигенной структуры микроба.

У бактерий выявлено два антигена:

• термостабильный групповой;
• термолабильный специфический.

Реакция пассивной гемагглютинации (непрямой РНГА), с использованием сухого антигена из риккетсий Провачека, является более чувствительной – в ней используют фиксацию антител на обработанных формалином эритроцитах.

В группу Rickettsia входит множество видов бактерий

Первым тестом при серодиагностике риккетсиозов была реакция агглютинации с протеями (Вейля-Феликса), исключение составляет лихорадка Скалистых гор, вызванная Rickettsia rickettsia.

Бактериальным токсином риккетсий является термолабильный эндотоксин. Ферментативные и биохимические свойства бактерий рода Rickettsia не выражены.