Американский трипаносомоз или болезнь Шагаса (или болезнь Чагаса) вызывается простейшими вида Trypanosoma cruzi. Их естественными переносчиками являются насекомые семейства Reduviidae, в частности триа-томовый клоп, известный как «ласковый» убийца или «поцелуйный» клоп. Заболевание также может передаваться с зараженной пищей, вертикально от матери к ребенку, при переливании крови или трансплантации органов.
Признаки и симптомы острой болезни Шагаса обычно неспецифичны, тогда как хроническое заболевание может проявляться в виде кардиомиопатии или тяжелой дилатации и дисфункции ЖКТ.
а) Этиология. Американский трипаносомоз вызывается Trypanosoma cruzi — паразитическим жгутиковым простейшим, относящимся к классу кинетопластиды. Основные переносчики Т. cruzi — насекомые семейства Reduviidae, подсемейства Triatominae, которое включает Triatoma infestans, Rhodnius prolixus и Panstrongylus megistus.
б) Жизненный цикл. T. cruzi имеет 3 узнаваемые морфогенетические стадии: амастиготы, трипомастиготы и эпимастиготы (рис. 1 и 2). Амастиготы — это в/клеточные формы, обнаруживаемые в тканях млекопитающих, которые имеют сферическую форму и короткий жгутик, образуют скопления овальной формы (псевдоцисты) в инфицированных тканях.
Рисунок 1. Стадии Trypanosoma cruzi: А — амастигота; В — трипомастигота; С — эпимастигота.
Рисунок 2. Трансмиссивная передача и жизненный цикл Trypanosoma cruzi
Трипомастиготы — это веретенообразные внеклеточные неделящиеся формы, которые обнаруживаются в крови и несут ответственность как за передачу инфекции насекомому-переносчику, так и за распространение от клетки к клетке. Эпимастиготы обнаруживаются в средней кишке насекомых-переносчиков и размножаются в средней и прямой кишке членистоногих, дифференцируясь в метациклические формы.
Метациклические трипомастиготы представляют собой инфекционную форму для человека и выделяются на его кожу, когда насекомое испражняется рядом с местом укуса, проникая через поврежденную кожу или слизистые оболочки. Попав в хозяина, они размножаются в/клеточно в виде амастигот, которые затем дифференцируются в трипомастиготы и попадают в кровоток при разрыве клетки-хозяина. Переносимые с кровью трипомастиготы циркулируют до тех пор, пока не попадут в другую клетку-хозяина или не будут поглощены другим насекомым при укусе, завершив жизненный цикл.
в) Эпидемиология. Естественное распространение болезни Шагаса характерно для Северной и Южной Америки, чаще всего это происходит в континентальной части Латинской Америки. Заражение может произойти и в другом месте вследствие миграции населения и передачи возбудителя через зараженную кровь.
Усилия ВОЗ и Панамериканской ОЗ по крупномасштабной борьбе с переносчиками инфекции, скринингу доноров крови, а также выявлению и лечению хронически инфицированных матерей и как следствие новорожденных остановили распространение заболевания в ряде областей Южной Америки. Число случаев снизилось с пикового значения в 24 млн в 1984 г. до нынешней оценки в 6-7 млн, при этом ежегодно умирает ~10 000 человек.
Общий вектор распространения продолжает снижаться, хотя проблемы остаются: появление болезни в районах, считавшихся свободными от нее, повторное ее распространение в ранее контролируемых районах.
Инфекция представлена двумя основными формами: острой и хронической (табл. 1). Острая инфекция протекает бессимптомно у 95% инфицированных людей, но может проявляться лихорадкой, лимфаденопатией, органомегалией, миокардитом и менингоэнцефалитом. Хроническая инфекция у 60-70% пациентов остается бессимптомной, но имеется положительный титр АТл. У 30% инфицированных заболевание приобретает хроническую детерминированную или симптомную форму инфекции.
Геном Т. cruzi был полностью секвенирован и содержит 12 000 генов, наиболее широко распространенных среди трипаносоматид, и может отражать его способность проникать в самые разные ткани хозяина. Были также обнаружены значительная вариабельность и обширные эпигенетические модификации поверхностных белков, которые могут способствовать защите от иммунного ответа хозяина. Распознаются по шести дискретным типирующим единицам: от ТсI до TcVI. Недавно был идентифицирован и описан седьмой тип, названный Tcbat.
Дискретные типирующие единицы могут различаться по географическому распределению, преобладающему переносчику и хозяину, а также по проявлениям заболевания и реакции на лечение.
Инфекция Т. cruzi — это в первую очередь зооноз, случайными хозяевами которого являются люди. Т. cruzi имеет многочисленные резервуары, изолированные от других видов животных. Наличие резервуаров и переносчиков Т. cruzi, а также социально-экономический и образовательный уровень населения являются наиболее важными факторами риска трансмиссивной передачи людям. Насекомые-переносчики обнаруживаются в сельских, лесных районах и заражаются через кровь людей или животных с циркулирующими трипомастиготами.
Жилищные условия очень важны в цепочке передачи. Заболеваемость и распространенность инфекции зависят от адаптации триатомовых клопов к жилищу человека, а также от переносимости данного вида. Животные-резервуары редувиидных клопов включают собак, кошек, крыс, опоссумов, морских свинок, обезьян, летучих мышей и енотов. Люди часто заражаются, когда земли в энзоотических районах используются в сельскохозяйственных или коммерческих целях. По оценкам, 238 000 иммигрантов из эндемичных стран, проживающих в США, вероятно, инфицированы Т. cruzi.
Увеличение случаев автохтонной передачи в США подтверждено молекулярным типированием, особенно в Калифорнии, Луизиане, Техасе и Джорджии, хотя эти цифры остаются небольшими. Одно исследование показало, что 5,2% иммигрантов из Латинской Америки в Лос-Анджелесе с нарушениями проводимости на ЭКГ были серопозитивными в отношении Т. cruzi.
Трансплацентарный путь передачи встречается у 10,5% инфицированных матерей и вызывает врожденную болезнь Шагаса. Трансплацентарная инфекция приводит к преждевременным родам, гипотрофии плода и плацентиту. В эндемичных районах передача заболевания может происходить при переливании крови от бессимптомных доноров. Показатели серопозитивности в эндемичных районах достигают 20%.
Риск передачи при однократном переливании крови от зараженного донора — 13-23%. Скрининг крови на болезнь Шагаса в США был введен в 2006 г., и с февраля 2017 г. было выявлено более 2200 серопозитивных случаев (www.aabb.org). Чрескожная инъекция в результате несчастного случая в лаборатории также является задокументированным способом передачи. Оральный путь заражения становится все более важным методом передачи, поскольку борьба с переносчиками все более успешна.
Хотя грудное вскармливание — редкий путь заражения, женщины с острой формой инфекции не должны кормить грудью, пока не пройдут курс лечения.
г) Патогенез:
1. Острое заболевание. В место проникновения паразита направляются нейтрофилы, лимфоциты, макрофаги и моноциты. Т. cruzi поглощаются макрофагами и изолируются в мембраносвязанных вакуолях. Трипаносомы лизируют фагосомную мембрану, уходят в цитоплазму и размножаются. Развивается местная тканевая реакция — шагома, после чего процесс распространяется на региональный ЛУ (см. рис. 2). Появляются кровяные формы микроорганизма и процесс распространяется.
Защите простейших от иммунных клеток и их распространению по организму хозяина, по-видимому, способствуют секреторные продукты микровезикул самого паразита и экзосом клеток-хозяев.
К ним относятся вещества, способствующие адгезии паразита к клетке-хозяину; небольшие тРНК, повышающие восприимчивость клетки-хозяина к инфекции; крузипаин, переваривающий подклассы человеческого IgG и способствующий инвазии клеток-хозяев; другие вещества с разными функциями, обнаруженные сотнями в микровезикулах и экзосомах. Белок CCR5, по-видимому, играет двойную роль в тяжести заболевания, помогая контролировать инфекцию в острой фазе, но способствуя усилению воспаления и повреждению ткани миокарда, когда активируется при хронической инфекции.
Взаимодействие этих цитокинов и связанных рецепторов приводит к широкому разнообразию проявлений заболевания и прогрессированию до хронической формы. Острый миокардит, вероятно, встречается у всех пациентов с острым заболеванием, но часто протекает бессимптомно и может быть выявлен только при биопсии.
2. Хроническое заболевание. Патофизиология хронической болезни Шагаса изучена не полностью, но в последнее время на животных моделях при использовании высокочувствительных методов количественной ПЦР и биолюминесцентных маркеров в реальном времени был достигнут значительный прогресс. Основная причина сердечной патологии, вероятно, вызвана спорадическими и повторяющимися приступами тканевой инвазии, вызывающими лимфоцитарную инфильтрацию и кумулятивный фиброз, из постоянного источника — кишечника.
Ранее считалось, что молекулярная имитация АГн хозяина паразитом и последующая аутоиммунная стимуляция неврологических рецепторов являются основной причиной кардиомиопатии, но это явление, по-видимому, не возникает вне сопутствующей инфекции.
Т. cruzi демонстрирует тропизм к определенным тканям. Он миотропен и поражает гладкую, скелетную и сердечную мускулатуру. Связывание опосредуется специфическими рецепторами, которые прикрепляются к комплементарным гликоконъюгатам на поверхности клетки-хозяина. Связывание с клетками сердечной мышцы вызывает воспаление эндокарда и миокарда, отек, очаговый некроз сократительной и проводящей систем, периганглионит и лимфоцитарное воспаление.
Сердце увеличивается в размерах, что может привести к тромбозу или аневризме эндокарда. БПНПГ — обычное явление. Паразиты также прикрепляются к нервным клеткам и клеткам РЭС. У пациентов с поражением ЖКТ деструкция мышечного слоя стенки кишки приводит к патологическому расширению отделов. АТл, связанные с устойчивостью к Т. cruzi, зависят от фазы инфекции. АТл IgG к нескольким основным поверхностным АГн, опосредуют иммунофагоцитоз Т. cruzi макрофагами.
Состояния, подавляющие клеточный иммунитет, усиливают тяжесть инфекции. Появляется все больше свидетельств того, что генетические факторы хозяина играют важную роль в прогрессировании и тяжести хронического заболевания.
д) Клинические проявления. Острая болезнь Шагаса у детей обычно протекает бессимптомно или с легким лихорадочным состоянием, которое характеризуется недомоганием, отеком лица и лимфаденопатией (см. табл. 1). У них часто есть признаки воспаления в месте проникновения паразита, именуемые шагомой. Ок. 50% детей обращаются за МП с романским симптомом (односторонний безболезненный отек глаз), конъюнктивитом и преаурикулярным лимфаденитом.
Больные жалуются на утомляемость и головную боль. Лихорадка может сохраняться 4-5 нед. Более серьезные системные проявления могут возникать у детей <2 лет и включают лимфаденопатию, гепатоспленомегалию и менингоэнцефалит. При острой форме заболевания могут возникать болезненные высыпания на коже. Описаны также анемия, лимфоцитоз, гепатит и тромбоцитопения.
Сердце, ЦНС, ганглии периферических нервов и РЭС часто сильно повреждены паразитами. Сердце — основной орган-мишень. Интенсивный паразитизм может привести к острому воспалению и расширению всех камер сердца. Диффузный миокардит и воспаление проводящей системы могут привести к развитию фиброза. Гистологическое исследование выявляет характерные псевдокисты, которые представляют собой в/клеточные агрегаты амастигот.
В/утробное поражение плода может вызвать самопроизвольный аборт или преждевременные роды. У детей с врожденной инфекцией развиваются тяжелая анемия, гепатоспленомегалия, желтуха и судороги, которые могут имитировать врожденную ЦМВ-инфекцию, токсоплазмоз и эритробластоз плода. Т. cruzi можно визуализировать в СМЖ при менингоэнцефалите. У детей обычно наступает спонтанная ремиссия через 8-12 нед, развивается бессимптомная хроническая форма с пожизненной паразитемией низкой степени злокачественности и выработкой АТл ко многим поверхностным АГн клеток Т. cruzi.
При остром заболевании смертность составляет 5-10%, причем смерть наступает в результате острого миокардита с последующей СН или менингоэнцефалита. Следует проводить ДД острой болезни Шагаса с малярией, шистосомозом, висцеральным лейшманиозом, бруцеллезом, брюшным тифом и инфекционным мононуклеозом.
Возможны вегетативная дисфункция и периферическая нейропатия. Поражение ЦНС при болезни Шагаса встречается редко. Если гранулематозный энцефалит возникает в результате острой инфекции, он обычно заканчивается летальным исходом.
Хроническая болезнь Шагаса может протекать бессимптомно или с характерной симптоматикой. Наиболее частым проявлением хронической инфекции Т. cruzi является кардиомиопатия, проявляющаяся ЗСН, аритмией и ТЭО. Нарушения ЭКГ включают частичную или полную АВ-блокаду и БПНПГ. БЛНПГ не характерна. Сообщалось об ИМ, который может быть вторичным по отношению к эмболизации левой апикальной аневризмы или некротизирующему артериолиту микрососудов. Апикальные аневризмы ЛЖ являются патогномоничными для хронической шагасовой кардиомиопатии.
Желудочно-кишечные проявления хронической болезни Шагаса встречаются у 8-10% пациентов и включают уменьшение сплетений Ауэрбаха и Мейснера. Наблюдаются также преганглионарные поражения и уменьшение количества дорсальных моторных ядерных нейронов блуждающего нерва. Обычно следствием этого поражения являются мегаэзофагус и мегаколон. Расширение сигмовидной кишки, заворот и каловые камни часто встречаются при ме-гаколоне. Поражение ганглиев в пищеводе приводит к его аномальному расширению.
Пищевод может увеличиваться в 26 раз и содержать до 2 л лишней жидкости. Мегаэзофагус проявляется дисфагией, одинофагией и кашлем. Аномалии средних отделов пищевода возникают независимо от дисфункции нижних его отделов. Мегаэзофагус может привести к эзофагиту и раку пищевода. Аспирационная пневмония и туберкулез легких также часто встречаются у пациентов с мегаэзофагусом.
1. Люди с ослабленным иммунитетом. Инфицирование Т. cruzi лиц с ослабленным иммунитетом может быть следствием трансфузии крови от бессимптомного донора или реактивации предшествующей инфекции. Донорство аллотрансплантата реципиентам может привести к разрушительной форме болезни. Трансплантация сердца при кардиомиопатии Шагаса приводит к реактивации, несмотря на профилактику и послеоперационное лечение бензнидазолом. ВИЧ-инфекция также приводит к реактивации в 20% случаев. Церебральные поражения часто встречаются у этих пациентов и могут имитировать токсоплазменный энцефалит.
Часто наблюдается миокардит. У некоторых пациентов с коинфекцией ВИЧ может быть полезна вторичная профилактика. У пациентов с ослабленным иммунитетом, подверженных риску реактивации, необходимы серологические тесты и тщательное наблюдение.
е) Диагностика. Важен тщательный сбор анамнеза в отношении места рождения и путешествий. Мазок периферической крови или мазок крови, окрашенный по Гимзе, во время острой фазы болезни может показать подвижные трипаносомы, что является диагностическим признаком болезни Шагаса (см. рис. 1). Они наблюдаются только в первые 6-12 нед болезни. Исследование мазков лейкоцитарной пленки может увеличить шансы обнаружения возбудителя.
Большинство людей обращаются за МП во время хронической фазы болезни, когда паразиты не обнаруживаются в кровотоке и клинические симптомы не являются диагностически значимыми. Для диагностики используются серологические методы, чаще всего ИФА, РИГА и непрямая РИФ. Ни один серологический тест не является достаточно надежным для постановки диагноза, поэтому для подтверждения результата положительного серологического теста требуется повторное или параллельное тестирование с использованием другого метода или АГн, а в случае противоречивых результатов может быть использован третий тест.
Два теста, ИФА Test System Ortho Т. cruzi и Abbott Prism Chagas Assay, одобрены FDA для скрининга доноров крови, но не для клинических образцов. При получении клинических образцов с подозрением на болезнь Шагаса в США необходимо обратиться в CDC для получения дополнительных рекомендаций. К подтверждающим тестам относится радиологический иммунопреципитационный тест Chagas RIPA (англ. Radiologic immunoprecipitation assay) (использовался в качестве нелицензированного подтверждающего теста у доноров крови в США с 2006 по 2014 г.) и тесты вестерн-блоттинга, основанные на обнаружении АГн, выделяемых трипомастиготами (TESA-WB).
С 2014 г. тест Abbott Enzyme Strip Assay Chagas с использованием рекомбинантных АГн T. cruzi был одобрен FDA и использовался для скрининга доноров крови.
Доступны неиммунологические методы диагностики. Прививание мышей и ксенодиагностика (когда неинфицированные редувиидные клопы питаются кровью пациента с подозрением на болезнь Шагаса с последующим исследованием кишечного содержимого этих клопов через 30 дней) являются обременительными и обычно не выполняются. Паразитов можно культивировать в среде Novy-MacNeal-Nicolle. Разработанные ПЦР-тесты ядерных и кинетопластных последовательностей ДНК могут быть очень чувствительными при остром заболевании, но менее надежны при хроническом. ПЦР недостаточно чувствительна для скрининга крови и дает положительный результат только у 1 из 22 доноров, имеющих положительный тест Chagas RIPA.
Более того, существуют значительные различия между методами в зависимости от штамма паразита. Диагноз врожденной формы заболевания у новорожденных не может быть поставлен с помощью серологических методов из-за наличия материнских АТл в первые 6 мес жизни. Можно использовать микроскопическое исследование, посевы крови и других жидкостей или ПЦР. Однако для окончательного исключения инфекции рекомендуется проведение серологического теста через 6-12 мес.
ж) Лечение. При XT используются биохимические различия между метаболизмами американских трипаносом и млекопитающих-хозяев. Трипаносомы очень чувствительны к окислительным радикалам, т.к. не содержат каталазы или глутатионредуктазы/глутатионпероксидазы, которые являются ключевыми ферментами в очистке от свободных радикалов. Все трипаносомы также имеют необычную восстановленную НАДФ-зависимую дисульфидредуктазу. ЛС, которые стимулируют образование перекиси водорода или препятствуют ее утилизации, являются потенциальными трипаносомицидными агентами.
Другие биохимические пути, которые были затронуты, включают синтез эргостерина с использованием азольных соединений и путь гипоксантин-гуанинфосфорибозилтрансферазы с использованием аллопуринола.
Медикаментозное лечение инфекции Т. cruzi в настоящее время ограничивается применением нифуртимокса и бензнидазола. Оба эффективны против трипомастигот и амастигот и используются для уничтожения паразитов в острую стадию инфекции. Ответы на лечение варьируют в зависимости от фазы болезни Шагаса, продолжительности лечения, дозы, возраста пациента и места рождения пациента. В случае острого заболевания средний показатель излечения -60-80%. Излечение хронического заболевания трудно оценить в связи с разностью критериев излечения, будь то «-» серология или количественная ПЦР.
В недавних испытаниях бензнидазрл показал эффективность у 30% пациентов при использовании ИФА и 46-90% при использовании ПЦР. Испытания нифуртимокса при хронических заболеваниях продолжаются. Ни один из ЛП не является безопасным при беременности. Недавние испытания позаконазола, фексинидазола и Е1224 (пролекарство равуконазола) при хронической форме не принесли результатов.
Бензнидазол — это производное нитроимидазола, которое может быть немного эффективнее, чем нифуртимркс. Недавние исследования в области метаболомики показали, что основной механизм действия бензнидазрла включает ковалентное связывание с тиолами трипаносомального белка и низкомолекулярными тиолами, которое приводит к истощению этих молекул и нарушению метаболизма паразитов. Рекомендуемая схема лечения для детей <12 лет — внутрь 10 мг/кг в сутки, разделенные на два приема, курсом 60 дней, а для детей >12 лет — внутрь 5-7 мг/кг в сутки в течение 60 дней. Этот ЛП достаточно токсичен, может вызывать появление сыпи, светочувствительности, периферического неврита, гранулоцитопении и тромбоцитопении.
Нифуртимокс генерирует высокотоксичные метаболиты кислорода под действием нитроредуктаз, продуцирующие нестабильные нитроанион-радикалы, которые, в свою очередь, реагируют с кислородом с образованием свободных радикалов пероксида и супероксида. Схема лечения детей в 1-10 лет — внутрь 15-20 мг/кг в сутки, разделенные на 4 приема, курсом 90 дней; для детей 11-16 лет — внутрь 12,5-15 мг/кгв сутки 4 р/сут в течение 90 дней; для детей >16 лет — внутрь 8-10 мг/кг в сутки, разделенные на 3-4 приема, в течение 90-120 дней. Нифуртимокс может вызывать слабость, анорексию, желудочно-кишечные расстройства, токсический гепатит, тремор, судороги и гемолиз у пациентов с дефицитом Г-6-ФД.
По принятым ВОЗ стратегиям контроля и ликвидации болезни Шагаса необходимо лечить как острое, так и хроническое заболевание. Серологическая конверсия рассматривается как соответствующий ответ на лечение хронической фазы, хотя у некоторых пациентов, достигших ее, в конечном итоге развиваются симптомы. Одно исследование показало, что процент излечения хронического заболевания достигает 97% у пациентов <16 лет, в нем поддерживается раннее выявление случаев и тактика агрессивного лечения. В дальнейшем ликвидация заболевания потребует разработки более точной диагностики и более эффективных ЛС, особенно для лечения хронических форм.
Лечение ЗСН обычно соответствует рекомендациям по лечению ДКМП, вызванной другими причинами. Блокаторы β-адренорецепторов были одобрены для терапии у этих пациентов. Дигиталис у больных с кардиомиопатией Шагаса часто вызывает побочные эффекты. В случае тяжелой блокады сердца могут потребоваться кардиостимуляторы. Несмотря на то что трансплантация сердца успешно применяется у людей с болезнью Шагаса, она предназначена для пациентов с наиболее тяжелыми проявлениями. Плазмаферез для удаления АТл с адренергической активностью был предложен для рефрактерных пациентов (этот подход работал у пациентов с ДКМП от других причин), но его применение при болезни Шагаса не доказано.
При мегаэзофагусе рекомендуется легкая сбалансированная диета. Возможно хирургическое лечение путем расширения нижнего сфинктера пищевода; при этом пневматическая дилатация — лучший метод лечения. Для снижения давления нижнего сфинктера пищевода у пациентов с мегаэзофагусом использовались нитраты и нифедипин. Лечение мегаколона хирургическое и симптоматическое. Лечение менингоэнцефалита — поддерживающая терапия.
При случайном заражении, когда определено проникновение паразитов, лечение следует начать немедленно и продолжать в течение 10-15 дней. Обычно берут кровь и проверяют серологические образцы на сероконверсию через 15, 30 и 60 дней.
з) Профилактика. Массовые скоординированные программы борьбы с переносчиками болезней под эгидой ВОЗ и Панамериканской ОЗ, а также институт широкого скрининга доноров крови и целевого надзора за хронически инфицированными матерями и младенцами из группы риска эффективно устранили или, по крайней мере, резко снизили передачу в большинстве эндемичных стран. Болезнь Шагаса по-прежнему связана с бедностью, и поэтому улучшение условий жизни также необходимо для успешного контроля и искоренения.
Эффективными методами борьбы с популяцией насекомых являются обучение жителей эндемичных районов, использование москитных сеток, использование инсектицидов и разрушение глинобитных домов, в которых обитают редувиидные клопы. Синтетические пиретроидные инсектициды защищают дома от переносчиков инфекции на срок до 2 лет и обладают низкой токсичностью для человека. Кроме того, использовались краски, содержащие инсектициды. Терапевтическая вакцина, состоящая из двухвалентных рекомбинантных АГн Т. cruzi, показала свою эффективность на доклинических экспериментальных моделях животных и в настоящее время находится в стадии дальнейшей разработки.
Переливание крови в эндемичных районах представляет собой значительный риск. Для уничтожения паразита в крови был использован генциановый фиолетовый (генцианвиолет) — амфофильный катионный агент, действующий фотодинамически. Фотооблучение крови, содержащей генцианвиолет и аскорбат, генерирует свободные радикалы и супероксид-анионы, обладающие трипаносомицидным действием. Мепакрин и мапротилин также использовались для уничтожения паразита при переливании крови.
Поскольку иммигранты могут переносить это заболевание в неэндемичные районы, серологические тесты следует проводить у доноров крови и органов из эндемичных регионов. Потенциальных серопозитивных доноров можно распознать, определив их связь с эндемичной зоной. Скрининг потенциально инфицированных доноров крови и органов из эндемичных по инфекции территорий на основе вопросника может снизить риск передачи.
Серопозитивность следует рассматривать как противопоказание к донорству органов, особенно при трансплантации сердца.
