60 млн человек в 36 странах подвержены риску заражения комплексом Trypanosoma brucei, возбудителем сонной болезни. Это заболевание, также известное как африканский трипаносомоз человека, ограничено Африкой к югу от Сахары, ареалом переносчика мухи цеце. Это болезнь связана с крайней нищетой, при этом наибольшее бремя болезней наблюдается в отдаленных сельских районах.
Африканский трипаносомоз человека существует в двух географически и клинически различных формах. Trypanosoma brucei gambiense вызывает хроническую инфекцию и поражает людей, живущих в западной и центральной Африке (западноафриканская сонная болезнь, гамбийский трипаносомоз). Trypanosoma brucei rhodesiense — зооноз, который проявляется как острое заболевание, продолжающееся несколько недель и обычно возникает у жителей или путешественников из восточной и южной Африки (восточноафриканская сонная болезнь, родезийский трипаносомоз).
а) Этиология. Африканский трипаносомоз человека — трансмиссивное заболевание, которое вызывает паразитические внеклеточные жгутиковые простейшие кинетопластиды двух подвидов Trypanosoma brucei. Он передается человеку через укус Glossina, широко известного как муха цеце.
Люди обычно заражаются восточноафриканской трипаносомозом человека, когда отправляются из городов в сельские районы для посещения лесов или при контактах с домашним скотом, что подчеркивает важность зоонозных резервуаров для этого заболевания. Западноафриканский трипаносомоз человека распространяется ближе к населенным пунктам и требует лишь небольшого количества переносчиков, что затрудняет ее искоренение. Есть животные-резервуары, но основным источником инфекции остаются хронически инфицированные люди-хозяева.
б) Жизненный цикл. Trypanosoma brucei проходит несколько стадий развития у насекомых и млекопитающих-хозяев. При проглатывании с кровью непролиферативные короткие толстые формы паразита превращаются в проциклические формы в средней кишке насекомого. Эти проциклические формы размножаются и претерпевают дальнейшее развитие в эпимастиготы, которые затем становятся инфекционными метациклическими формами и мигрируют в слюнные железы насекомых. Жизненный цикл мухи цеце занимает 15-35 дней.
При инокуляции млекопитающего-хозяина метациклическая стадия трансформируется в пролиферативные длинные тонкие формы в кровотоке и лимфатических сосудах, в конечном итоге проникая в ЦНС. Эти формы появляются волнообразно в периферической крови, причем каждая волна сопровождается лихорадочным кризом и предвещает формирование нового антигенного варианта.
Когда достигается критическая плотность пролиферативных длинных тонких форм, механизм определения кворума заставляет большинство из них трансформироваться в непролиферативные короткие толстые формы, которые поглощаются Glossina и запускают цикл заново. Некоторые пролиферативные длинные тонкие формы остаются для поддержания инфекции в организме человека-хозяина.
Сообщалось о прямой передаче вируса человеку вертикально или механически через контакт с мухой цеце с жизнеспособными формами ЛС на ротовой полости в результате недавнего приема пищи с кровью инфицированного хозяина.
в) Эпидемиология. Африканский трипаносомоз человека остается серьезной проблемой общественного 30 в странах Африки к югу от Сахары. Это происходит в районе между 14° северной широты и 29° южной широты, где годовое количество осадков создает оптимальные климатические условия для мухи цеце. В 2009 г. из-за интенсивных усилий по борьбе, инициированных ВОЗ, количество новых случаев заболевания ежегодно стало ниже 10 000.
В 2015 г. это число снизилось до 2804, при этом 84% случаев приходятся на Демократическую Республику Конго. Гамбийский трипаносомоз подлежит устойчивой ликвидации как проблема общественного здравоохранения к 2030 г.
Инфекция Т. brucei rhodesiense ограничена восточной третью эндемичной области в тропической Африке, простирающейся от Эфиопии до северных границ Южной Африки. Т. brucei gambiense, на который приходится 98% случаев африканского трипаносомоза человека, встречается в основном в западной половине эндемичного региона континента. Родезийский трипаносомоз, который протекает остро и часто со смертельным исходом, значительно снижает вероятность передачи инфекции мухам цеце. Способность Т. brucei rhodesiense быстро размножаться в кровотоке и инфицировать другие виды млекопитающих помогает поддерживать его жизненный цикл.
г) Патогенез. В месте укуса Glossina АГн, пептиды и белки слюны мухи цеце способствуют формированию иммунной толерантной микросреды, которая способствует вторжению паразитов. Инъектированные метациклические паразиты превращаются в пролиферативные длинные тонкие формы, которые быстро делятся путем бинарного деления. Паразиты вместе с сопутствующим воспалением, клеточным мусором и продуктами метаболизма могут привести к образованию твердого болезненного, красного узелка, известного как трипаносомный шанкр.
Далее следует распространение в кровеносную и лимфатическую системы с последующей локализацией в ЦНС. Гистопатологические данные в ГМ соответствуют менингоэнцефалиту с лимфоцитарной инфильтрацией и периваскулярным отеком мембран. Появление морулевых клеток Мотта (крупных «клубничных» клеток, предположительно полученных из плазматических клеток) — характерный признак для хронических заболеваний.
Механизмы, лежащие в основе вирулентности африканского трипаносомоза человека, все еще не полностью изучены, но, по-видимому, опосредуются сложным взаимодействием трипаносомных, человеческих и глоссиновых факторов. Т. brucei gambiense секретирует специфический гликопротеин, TgsGP, тогда как Т. brucei rhodesiense секретирует белок, известный как сывороточный белок, связанный с устойчивостью, который противодействует трипанолитическому аполипопротеину L-l (ApoLl) в сыворотке крови человека.
Трипаносомы также секретируют множество биологически активных молекул, которые могут ослаблять иммунные реакции. Напр., аденилатциклаза T.°brucei (TbAdC) гиперпродуцируется, когда трипаносома фагоцитируется макрофагами, вызывая всплеск циклического АМФ, который затем активирует протеинкиназу макрофагов, останавливает производство TNF-a, действуя как «троянский конь», и вызывает подавление иммунного ответа.
Другая молекула, секретируемая Т. brucei тяжелая цепь кинезина (TbKHCl), подавляет продукцию оксида азота хозяином, ослабляя провоспалительный ответ и вызывая увеличение продукции полиаминов хозяина, которые являются важными питательными веществами для паразита. Другие паразитические молекулы участвуют в модулировании ответов В-клеток и макрофагов, особенно при хронической инфекции, что приводит к толерантному состоянию иммунитета, которое позволяет паразитам размножаться, не убивая хозяина.
Хотя антигенная вариабельность вариантного поверхностного гликопротеина на поверхности трипаносомы уже давно признана основным фактором уклонения от приобретенного иммунитета во время инфекции, вариантный поверхностный гликопротеин также ингибирует активацию комплемента и агрегацию, опосредованную АТл, облегчая возникновение и поддержание инфекции. Растворимый вариантный поверхностный гликопротеин гиперсекретируется, особенно на пике паразитемии, и может служить приманкой для АТл и фактора комплемента, отвлекая иммунные реакции от трипаносом.
д) Клинические проявления. Клинические проявления различаются не только из-за двух подвидов организмов, но также из-за различий в реакции организма-хозяина у коренного населения эндемичных районов и у приезжих или посетителей. Приезжие обычно больше страдают от острых симптомов, но, если их не лечить, смерть обычно наступает как у местных жителей, так и у приезжих. Симптомы обычно возникают в течение 2-3 нед после заражения. Клинические синдромы африканского трипаносомоза человека — трипаносомальный шанкр, гемолимфатическая стадия и менингоэнцефалитная стадия.
1. Трипаносомальный шанкр. Место укуса мухи цеце может быть первым признаком. Узелок или шанкр (3-4 см) развивается через 2-3 дня и превращается в болезненный твердый красный узелок, окруженный участком эритемы и припухлости, в течение 1 нед. Узелки обычно видны на нижних конечностях, а иногда и на голове. Они спонтанно проходят через ~2 нед, не оставляя постоянного рубца.
2. Гемолимфатическая стадия (стадия 1). Наиболее частые признаки острого африканского трипаносомоза человека возникают во время вторжения паразитов в кровоток через 2-3 нед после заражения. У пациентов обычно наблюдаются эпизоды нерегулярной лихорадки продолжительностью до 7 дней каждый, сопровождающиеся головной болью, потливостью и генерализованной лимфаденопатией. Приступы могут быть разделены бессимптомными интервалами в дни или даже недели.
Безболезненная, нематированная лимфаденопатия, чаще всего задних шейных и надключичных ЛУ, является одним из самых постоянных признаков, особенно при гамбийской форме.
Общей чертой трипаносомоза у европеоидов является наличие пятнистых, нерегулярных, не зудящих, эритематозных пятен, которые могут появиться в любое время после первого приступа лихорадки, обычно в течение 6-8 нед.
Большинство пятен имеют нормальную центральную область, что придает сыпи округлые очертания. Эта сыпь появляется в основном на теле, быстро исчезает в одном месте и появляется в другом. При исследовании крови на этой стадии можно выявить анемию, лейкопению с относительным моноцитозом и повышенный уровень IgM. Сообщалось также о сердечных проявлениях африканского трипаносомоза человека, но, как правило, они ограничиваются неспецифическими электрокардиографическими аномалиями ST-T.
Гистопатологическая характеристика показывает лимфомоногистиоцитарный инфильтрат в интерстиции без проникновения в клетки миокарда, в отличие от американского трипаносомоза. Перимиокардит обычно проходит самостоятельно и не прогрессирует до ЗСН.
3. Стадия менингоэнцефалита (2-я стадия). Неврологические симптомы и признаки неспецифичны, включая раздражительность, бессонницу, иррациональную и необъяснимую тревогу с частыми изменениями настроения и личности. Неврологические симптомы могут предшествовать вторжению организмов в ЦНС. При нелеченых инфекциях Т. brucei rhodesiense инвазия в ЦНС происходит в течение 3-6 нед и связана с повторяющимися приступами головной боли, лихорадки, слабости и признаков острой токсемии. Смерть наступает через 6-9 мес в результате вторичной инфекции или СН.
В Гамбии наблюдается африканский трипаносомоз человека, церебральные симптомы появляются в течение 2 лет после острых симптомов. Повышенная сонливость днем и бессонница ночью отражают непрерывное прогрессирование инфекции и могут сопровождаться анемией, лейкоцитопенией и мышечной дистрофией. Хронический диффузный менингоэнцефалит без локализованных симптомов — форма, которую называют сонной болезнью. Сонливость и неконтролируемое желание спать — это основные черты этой стадии, которые становятся почти постоянными на последних стадиях.
Тремор или ригидность с жесткой и атаксической походкой предполагают поражение базальных ганглиев.
Психотические изменения возникают у 1/3 пациентов, которые не проходили лечение. В то время как большинство нелеченных случаев заболевания приводит к летальному исходу, в редких случаях заболевание имеет бессимптомную форму, исчезает паразитемия и больные становятся серонегативными.
е) Диагностика. Окончательный диагноз может быть установлен на ранних стадиях путем исследования свежего толстого мазка крови, который позволяет визуализировать подвижные активные формы (рис. ниже). Африканский трипаносомоз человека также может быть обнаружен в крови с помощью различных чувствительных методов, таких как количественный мазок лейкоцитарной пленки и мини-анионо-обменные смолы. Тест на агглютинацию на трипаносомоз представляет ценность для эпидемиологических целей и для скрининга на Т. brucei gambiense.
Трипомастиготы Trypanosoma brucei sp. в толстом мазке крови, окрашенном по Гимзе (А), и в жидком мазке крови, окрашенном по Райт-Гимзе (В).
Высушенные мазки, окрашенные по Гимзе, необходимо исследовать на предмет детальных морфологических особенностей микроорганизмов. Если мазок густой крови или лейкоцитарной пленки «-», могут помочь методы концентрации. Аспират увеличенного ЛУ также можно использовать для получения материала для паразитологического обследования. При «+» результате СМЖ также должна быть исследована на наличие микроорганизмов. Присутствие трипаносом или >5 лейкоцитов/мкл, или того и другого, указывает на вторую стадию заболевания.
Если трипаносом нет в СМЖ, некоторые специалисты используют подсчет от 10 до 20 лейкоцитов/мкл в качестве порогового значения для диагностики поздней стадии заболевания. Было показано, что тесты на основе ПЦР очень чувствительны и специфичны, но они требуют передового лабораторного оборудования.
Разработаны и утверждены базовые тесты изотермической амплификации, опосредованные петлей. Были разработаны недорогие, стабильные, но высокоспецифичные экспресс-тесты, такие как HAT Sero-Strip и HAT Sero-K-SeT, которые выявляют АТл, специфичные для трипаносомы, они могут быть полезны для диагностики в месте оказания МП, в результате фокус смещается с контроля на устранение. Другие области активных исследований в диагностике включают новые биомаркеры, цитокиновые профили, протеомику и полисомнографию, которые используются не только для идентификации заболевания, но и для дифференциации стадий заболевания.
ж) Лечение. Выбор химиотерапевтических ЛС для лечения зависит от стадии инфекции и вида возбудителя.
1. 1-й этап лечения. Гематогенные формы родезийского и гамбийского африканского трипаносомоза человека можно лечить либо сурамином, либо пентамидином, которые переносятся лучше, чем ЛС, которые применяют на второй стадии или при поражении ЦНС, но имеют значительный риск токсичных реакций. Сурамин — полисульфированное симметричное производное нафталина, которое вводится в виде 10% раствора для в/в-введения. Первоначально вводят тестовую дозу (10 мг для детей; 100-200 мг для взрослых) для выявления редких идиосинкразических реакций шока и коллапса.
Доза для последующих в/в-инъекций составляет 20 мг/кг (максимум 1 г), вводится на 1, 3, 7, 14 и 21-е сутки. Сурамин нефротоксичен, поэтому перед каждой дозой нужно выполнять ОАМ. Выраженная протеинурия, кровь или цилиндры в ОАМ — это противопоказания к продолжению приема сурамина. Лекарственная устойчивость встречается редко, но о ней сообщалось.
Изетионат пентамидина (в/м 4 мг/кг в день 1 р/сут или через день, 7-10 дней) концентрируется до высоких уровней в трипаносомах и обладает сильным трипаноцидным действием. Он лучше переносится, чем сурамин, но несет значительный риск гипогликемии, нефротоксичности, гипотензии, лейкопении и повышения уровня ферментов печени. Предпочтителен краткосрочный курс лечения в связи с длительным периодом полувыведения и токсичностью.
2. 2-й этап лечения. Лечение Т. brucei gambiense на поздней стадии существенно изменилось из-за программных усилий ВОЗ и пожертвования большого количества трипаносомицидных ЛП, включая эфлорнитин, пентамидин, сурамин и нифуртимокс. ЛП выбора при инфекции ЦНС Т. brucei gambiense — (эфлорнитин + нифуртимокс).
Эта схема не уступает монотерапии эфлорнитином, и продолжительность лечения короче. Комбинированная терапия включает эфлорнитин в/в 400 мг/кг в сутки Q12H —7 дней, вместе с нифуртимоксом внутрь 15 мг/кг в сутки Q8H — 10 дней. Если нифуртимокс недоступен, проводят монотерапию эфлорнитином — в/в 400 мг/кг в сутки Q6H, 14 дней. Побочные реакции на эти комбинации включают лихорадку, АГ и судороги, причем они возникают реже при применении (эфлорнитин + нифуртимокс).
Меларсопрол — соединение мышьяка и это единственное эффективное ЛС для лечения поздней болезни Т. brucei rhodesiense. Лечение детей — в/в 0,36 мг/кг lp/сут, постепенно увеличивают дозу каждые 1-5 дней до 3,6 мг/кг 1 р/сут. Лечение обычно включает 10 доз (общая доза 18-25 мг/кг). Лечение взрослых — меларсрпррл 2-3,6 мг/кг в/в 1 р/сут в течение 3 дней и через 1 нед 3,6 мг/кг 1 р/сут в течение 3 дней, которые повторяют через 10-21 день. Альтернативный режим — 2,2 мг/кг 1 р/сут в течение 10 дней. Рекомендуют 18-25 мг/кг в течение 1 мес.
Такие реакции, как лихорадка, боль в животе и боль в груди, возникают редко, но могут возникать во время или вскоре после приема. Серьезные токсические эффекты включают энцефалопатию и эксфолиативный дерматит.
Сложность в/в-введения ЛС, серьезные побочные эффекты и лекарственная устойчивость привели к поиску лучших антитрипаносомных ЛС. Два ЛП для приема внутрь, фексинидазрл и бензрксаборрл, являются перспективными и в настоящее время проходят клинические испытания. Изучаются также попытки снизить токсичность меларсопрола, сделав его более растворимым в воде.
з) Профилактика. Вакцинация или эффективная профилактическая терапия недоступны и представляют особую сложность из-за АГн-изменчивости, вызываемой вариантным поверхностным гликопротеином. Однократная инъекция пентамидина (в/м 3-4 мг/кг) обеспечивает защиту от гамбийского трипаносомоза в течение по крайней мере 6 мес, но эффективность против родезийской формы неизвестна.
Программы борьбы с переносчиками инфекции против Glossina были необходимы для решения проблем с болезнями в сочетании с использованием сеток, ловушек, инсектицидов и санитарных мер. Борьба с инфекциями в животноводческих помещениях путем массового введения трипаноцидных ЛП крупному рогатому скоту принесла определенные успехи. Одежда нейтрального цвета может уменьшить частоту укусов мух цеце.
Специализированный персонал провел мобильное медицинское наблюдение за населением, которое находится в группе риска, и специализированным персоналом, было налажено тесное сотрудничество между ВОЗ и Medecins sans Frontieres, и правительство африканских стран переложило бремя лечения на хорошо организованные и хорошо финансируемые национальные программы контроля. В настоящее время разрабатываются и рассматриваются трансгенные методы, в т.ч. с использованием эндосимбиотических бактерий, которые придают устойчивость к трипаносомам Glossina.
Был секвенирован полный геном Т. brucei, содержащий ~9000 генов. Вариантный поверхностный гликопротеин кодируют 10% этих генов. Это достижение помогло идентифицировать гены, имеющие отношение к заболеванию и его возможной профилактике, а также разработать новые антитрипаносомные ЛП, в т.ч. те, которые нацелены на определенные метаболические пути.
