Бруцеллез, ранее известный как мальтийская или волнообразная лихорадка, представляет собой зоонозное инфекционное заболевание, вызванное бактериями рода Brucella. Инфекция человека, имеющая множество проявлений, передается при прямом контакте с инфицированными животными или животноводческим сырьем, при пероральном поступлении бруцелл с пищевыми продуктами или ингаляционным путем.
Большинство случаев заболевания возникает при употреблении непастеризованных молочных продуктов или недостаточно термически обработанного мяса. Профессиональное заражение обычно происходит через кожные покровы и слизистые оболочки при переработке мясного сырья, кожи, шерсти больных бруцеллезом животных, а также аспирационным путем при вдыхании частиц пыли, содержащей возбудителей, во время уборки помещений, стрижки больных животных, при работе с культурами микроорганизмов в лаборатории. Передача от человека к человеку происходит редко.
Бруцеллез остается серьезной проблемой 30 и экономики во многих странах, несмотря на успехи в диагностике, лечении и профилактике. В регионах, где заболевание носит эндемический характер, бруцеллез продолжает оказывать длительное неблагоприятное воздействие как на человека, так и на животных.
а) Этиология. Бруцелла — это медленно растущий, небольшой, неподвижный, неспорообразующий грамотрицательный аэроб коккобациллярной формы, не обладающий капсулой. Brucella abortus (от крупного рогатого скота, бизонов, лосей), В. suis (от домашних свиней, диких кабанов и оленей), В. melitensis (от овец, коз и верблюдов) и В. canis (от собак) — это виды, которыми чаще всего заражается человек.
Генетический анализ показывает высокую степень сродства между различными видами бруцелл, несмотря на различие их основных хозяев, а факторы вирулентности могут варьировать между видами и внутри видов. Секвенирование генома обладает высокой чувствительностью и позволяет различать генотипы, а также может указать на географическое происхождение микроорганизма.
б) Эпидемиология. Brucella abortus обычно вызывает спорадические заболевания легкой или средней степени тяжести. Инфекции, вызванные В. suis и В. melitensis, протекают с гнойными или инвалидизирующими осложнениями и могут иметь затяжное течение. Инфекция, вызванная В. canis, развивается постепенно, часто рецидивирует и имеет хроническое, но относительно легкое течение. Два морских вида,
В. pinnipedialis (у ластоногих) и В. ceti (у морских свиней и у китообразных), могут вызывать у человека нейробруцеллез. Brucella microti (у полевки обыкновенной), Brucella vulpis (у лисицы рыжей) обладают высокой патогенностью, однако случаев инфицирования человека зарегистрировано не было.
Другие виды Brucella, являющиеся установленными или потенциальными патогенами для человека, включают В. inopinata (возбудитель выделен из гноя после вскрытия абсцесса, возникшего после имплантации грудного протеза), В. ovis (инфекция у овец, случаев у человека нет) и В. neotomae (инфекция у грызунов; случаев у человека не зарегистрировано).
В связи со своей патогенностью и способностью длительно оставаться жизнеспособной Brucella spp. потенциально применимы для биотерроризма.
1. Частота возникновения новых случаев и распространенность заболевания. Ежегодно ВОЗ сообщает о >500 тыс. случаев заболевания в 100 странах. В большинстве диагностированных случаев В. melitensis выявляется в Латинской Америке, в странах Персидского залива, а также в Китае и Индии.
Инфекция В. abortus встречается во всем мире, но в странах Северной и Западной Европы, а также в Японии и Израиле она была эффективно подавлена. Инфекция В. suis обнаружена в США, Южной Америке, и Юго-восточной Азии. Инфекция В. canis встречается в Северной и Южной Америке, Японии и Центральной Европе. Сообщалось о наличии АТл к бруцеллам у местных жителей Африки, разводящих скот и употребляющих нестерилизованное молоко, а также о возможности недиагностированного африканского бруцеллеза вызывать значительное повышение заболеваемости.
Поэтому возвращающиеся путешественники и иммигранты из эндемичных районов должны обязательно быть обследованы на предмет бруцеллеза, несмотря на низкий уровень распространения или отсутствие эндемичности в странах пребывания.
Бруцеллез у животных является хронической инфекцией, способной сохраняться в течение всей жизни. В США эффективные программы контроля у животных привели к радикальному снижению заболеваемости бруцеллезом с >6000 случаев в 1947 г. до <140 случаев в год начиная с 1993 г. Техас, Калифорния, Аризона и Флорида сообщили, что максимальное количество случаев приходилось на 2010 г. (URL: cdc.gov/brucellosis/php/surveillance/).
В США инфицирование бруцеллами в большинстве случаев происходит в результате прямого контакта с животными или их выделениями в группах высокого риска, включающих работников мясного производства, фермеров, работников молочной промышленности и ветеринаров. Также к группе риска относятся сотрудники лабораторий, непосредственно контактирующие с зараженными животными или с культурами бруцелл. Более 1/2 зарегистрированных случаев связаны с переработкой мяса, особенно «в зонах убоя».
Много случаев инфицирования В. abortus ветеринаров вызвано случайным воздействием живых вакцин (патогенных для человека), применяемых для иммунизации скота. Отдельные случаи инфицирования спорадически отмечаются у охотников на диких кабанов. Импортируемые из Мексики козье молоко (непастеризованное) и сыр являются важными факторами передачи В. melitensis. При инфицировании бруцеллезом за границей симптоматика может отсутствовать до возвращения домой.
Распространение инфекции от человека к человеку было зафиксировано в 45 случаях и возникало при передаче половым путем, грудном вскармливании, гемотрансфузиях, трансплантации костного мозга или как нозокомиальная или перинатальная инфекция. Для бруцеллеза при беременности были характерны самопроизвольные аборты, врожденные аномалии, инфекции новорожденных. Во всем мире детский бруцеллез, в большинстве случаев возникающий у детей школьного возраста, составляет 3-10% всех зарегистрированных случаев. Бруцеллез человека эпидемиологически связан с тяжелыми осложнениями беременности.
в) Патофизиология. У человека после проникновения в клетки эпителия кожи, конъюнктивы, глотки, кишечника или легких бруцеллы вызывают отсроченный воспалительный ответ (до 48 ч) с полиморфноядерной лейкоцитарной инфильтрацией в очаге инфекции. Затем бруцеллы захватываются дендритными клетками, нейтрофилами и тканевыми макрофагами, после чего поступают в регионарные ЛУ Если барьерная функция ЛУ оказывается недостаточной или высока инфицирующая доза и велика вирулентность бруцелл, развивается бактериемия.
Обычно инкубационный период от момента инфицирования до бактериемии составляет 2-4 нед. Бактериемия сопровождается фагоцитозом свободных бруцелл макрофагами, которые преимущественно находятся в селезенке, печени и в костном мозге. Это приводит к образованию небольших неказеозных гранулем, являющихся источником хронической инфекции.
Находясь внутри клеток, бруцеллы не распознаются иммунной системой и выживают в чужеродном внутриклеточном окружении. Бруцеллы не распознаются организмом хозяина в результате действия нескольких механизмов. Их липополисахариды (ЛПС) клеточной стенки (гладкие ЛПС) отличаются от обычных бактериальных ЛПС двумя существенными особенностями: очень незначительным влиянием на активацию толл-подобных рецепторов 4-го типа и резистентностью к активации системы комплемента.
Кроме этого, бруцеллы мобилизуют белок, вмешивающийся в активацию сигнального пути толл-подобных рецепторов. После успешного проникновения в клетки хозяина бруцеллы способны, изменяя кислотность, выживать в фагосомах и предотвращать их слияние с лизосомами путем активации специфических факторов вирулентности, таких как система секреции VirB, тип IV (T4SS) и уреаза (иге). Для репликации бруцеллы прерывают движение между эндоплазматическим ретикулумом и аппаратом Гольджи. Они также ингибируют апоптоз инфицированных клеток, таких как синовиоциты, тем самым длительно в них сохраняясь.
Была установлена основная роль в патогенности бактерий белков наружной мембраны Omp25/Omp31. Мутантные штаммы, лишенные генов Omp22, Omp25 и Omp31, демонстрируют значительное снижение вирулентности. Omp25 способен блокировать продукцию ФНО-α макрофагами и облегчать секрецию периплазматических белков в кислой среде, модулируя проницаемость клеточных мембран бруцелл.
Omp22 и Omp25 необходимы для инвазии и внутриклеточной выживаемости в клетках организма-хозяина. Другие известные факторы вирулентности, часто выявляемые в патогенных бруцеллах, включают интегральный мембраносвязанный белок (MviN), манноза-6-фосфат-изомеразу (МапА), маннозил-трансферазу (WbkAy), перосамин-синтетазу (PerА) и белок наружной клеточной мембраны 19 (Omp19).
Воспаление в результате врожденного иммунного ответа организма-хозяина, вероятно, является ведущим в развитии патологии, так как секреции протеолитических ферментов или токсинов обнаружено не было. Бруцеллы индуцируют выработку организмом провоспалительных цитокинов и металлопротеиназ, вызывающих повреждение тканей.
1. Иммунитет. В защите организма-хозяина от инфекции Brucella spp. важную роль играют гуморальные факторы. Даже при отсутствии специфических агглютинирующих АТл нормальная сыворотка человека оказывает на бруцелл бактерицидное действие. Внутриклеточное расположение Brucella spp. в макрофагах в определенной степени позволяет им избежать бактерицидных эффектов сыворотки. Специфические сывороточные агглютинирующие АТл обладают опсонической активностью, но не обеспечивают развитие защитного иммунитета.
Была показана роль мононуклеарных фагоцитов и клеточного иммунитета при бруцеллезе. У животных предшествующее инфицирование Listeria monocytogenes или Mycobacterium tuberculosis, стимулирующими механизмы клеточного иммунитета, оказало защитное действие против бруцеллезной инфекции. Кожная проба с протеином бруцелл выявляет типичную отсроченную реакцию ГЗТ у инфицированных субъектов. Макрофаги, активированные цитокинами Т-хелперов типа 1 (включая IFN-γ, ФНО-α, IL-1, IL-12), уничтожают бруцеллы. Несмотря на высокие уровни выработки цитокинов Т-хелперов типа 1, сохраняется дефицит эффекторной активности фагоцитов.
Позднее в течение болезни становится очевидным неожиданный ингибирующий эффект нейтрофилов. В экспериментах на животных было показано более эффективное уничтожение бруцелл в отсутствие полиморфно-нуклеарных клеток, которые в той или иной степени ослабляют иммунный ответ на этот патоген.
г) Клинические проявления. Клинически бруцеллез у человека можно разделить на субклиническую форму, острую или подострую форму заболевания, локализованную форму, рецидивирующую инфекцию и хроническое заболевание (табл. 1).
1. Субклиническая форма заболевания. Бессимптомный или клинически нераспознанный бруцеллез человека часто возникает в группах высокого риска, включающих работников мясного производства, фермеров и ветеринаров. Диагноз обычно устанавливается на основании серологических методов. У >50% работников скотобоен и у 33% ветеринаров выявляются высокие титры АТл к бруцеллам при отсутствии в анамнезе клинических проявлений инфекции. В эндемичных районах заболевание у детей часто протекает без клинических проявлений.
2. Острая и подострая форма заболевания. После инкубационного периода в течение нескольких недель или месяцев острый бруцеллез может проявиться в легкой форме с быстрым выздоровлением (В. abortus или В. cams') или протекать в среднетяжелой или тяжелой форме с возможным развитием множества осложнений и остаточных явлений (В. melitensis или В. suis). У 50% пациентов заболевание начинается остро в течение нескольких дней, у остальных оно развивается постепенно в течение недель. Симптомы бруцеллеза многообразны и неспецифичны. Более 90% пациентов испытывают беспокойство, озноб, потливость, слабость и утомляемость. У >50% пациентов отмечаются миалгии, анорексия и снижение МТ.
Некоторые пациенты предъявляют жалобы на боли в суставах, дизурию, боли в яичках, глазах, нечеткость зрения. Лихорадка, часто с повышением ТТ >39,4 °C, возникает у 95% пациентов.
Не исключены волнообразный или интермиттирующий характер лихорадки. Возможно появление несоответствия ЧСС и ТТ (например, относительная брадикардия). Спленомегалия присутствует в 10-15% случаев, лимфоаденопатия возникает у 14% пациентов. Гепатомегалия отмечается реже. Другие лабораторные показатели при острой и подострой форме заболевания могут включать умеренную анемию, лимфопению или нейтропению (особенно при бактериемии), лимфоцитоз; тромбоцитопению или в редких случаях панцитопению. При ранней диагностике и своевременном начале лечения большинство инфицированных пациентов полностью выздоравливают без каких-либо последствий.
3. Локализованная форма заболевания и ее осложнения. Бруцеллы могут локализоваться почти во всех органах, но обычно их мишенями являются кости, суставы, ЦНС, сердце, легкие, селезенка, желчный пузырь, почки, предстательная железа, ПЖЖ, ЩЖ и кожа. Заболевание может возникать во многих областях. У 47% пациентов с бруцеллезом отмечаются костно-суставные осложнения. Самым частым проявлением является периферический артрит, особенно в острый период заболевания, при этом обычно поражаются кисти рук, колени, бедра и лодыжки. Сакроилеит обычно начинается остро и имеет классическую картину, что позволяет оперативно приступить к обследованию на бруцеллез.
Спондилит и вертебральный остеомиелит, особенно в поясничном отделе позвоночника, являются менее распространенными, но хорошо известными осложнениями и могут приводить к формированию паравертебральных, эпидуральных и псоас-абсцессов (абсцессов поясничной мышцы). О случаях инфекции протезированных суставов было 24 сообщения, чаще заболевание вызывалось В. melitensis, реже — В. abortus. Обычно они встречались при протезировании ТБС и коленных суставов, при этом в 1/4 случаев была эффективна комбинированная АБТ, в остальных случаях требовались хирургическая санация или ревизия.
4. Рецидивирующая инфекция. Рецидив бруцеллезной инфекции после АБТ отмечался у 10% пациентов. Внутриклеточная локализация бруцелл предрасполагала к рецидивам из-за их относительной устойчивости к механизмам защиты организма-хозяина и неспособности АБ к достаточно глубокому проникновению для достижения бактерицидного эффекта. Наследственная или приобретенная устойчивость к АБ является другим фактором, способным привести к неэффективности лечения. Рецидивы обычно возникают через 3-6 мес после завершения лечения, но могут встречаться в течение периода до 2 лет после начала терапии.
Проведение ДД рецидивирующей инфекции и повторного заражения может быть сложным в группах людей, подвергающихся постоянному высокому риску инфицирования. Рецидивы возникают при проведении неадекватной или недостаточной АБТ, быстром развитии бактериемии после манифестации первых признаков заболевания и остром начале заболевания.
5. Хроническое заболевание. Продолжающееся >1 года заболевание рассматривается как хронический бруцеллез. Большинство пациентов, классифицируемых как пациенты с хроническим бруцеллезом, в действительности имеют персистирующее заболевание в результате неадекватного лечения первого проявления, или у них имеются очаговые поражения костей, печени или селезенки. Около 20% пациентов с диагнозом «хронический бруцеллез» предъявляют жалобы на постоянную слабость, недомогание и депрессию; по многим параметрам это состояние напоминает СХУ.
д) Диагностика:
1. Бактериологическое исследование. Многие распространенные заболевания имитируют бруцеллез, поэтому особенно важен анамнез, включая профессию, поездки в эндемичные области, хобби и употребление продуктов и напитков, которые могут быть факторами передачи инфекции. Наиболее информативным методом диагностики бруцеллеза является выделение микроорганизмов из посевов обычно стерильных жидкостей и тканей организма. Чувствительность культурального исследования колеблется в пределах 15-90%, что зависит от используемых методов и типа пробы.
Работа с культурами бруцелл потенциально опасна для сотрудников бактериологических лабораторий, при подозрении на эту инфекцию следует проинформировать лабораторию о подозреваемой инфекции, а также запросить увеличение периода инкубации, поскольку для роста бруцелл он может составлять >5 дней.
При остром бруцеллезе высеваемость культур бруцелл из крови составляет 10-30%, хотя может достигать 85% при инфицировании В. melitensis. Частота выделения гемокультур бруцелл снижается с увеличением продолжительности заболевания. При инфекции В. melitensis бруцеллы чаще выделяются при посевах костного мозга, чем при посевах крови. При локализованном бруцеллезе (ЛУ, селезенка, печень, костная система) бруцеллы обычно выявляются при бактериологическом исследовании соответствующих инфицированных материалов. У 45% пациентов с менингитом бруцеллы выделяются из СМЖ. АТл к бруцеллам в СМЖ могут быть обнаружены методом ИФА.
2. Стандартная агглютинация в пробирке и другие анализы на антитела. В отсутствие микробиологического подтверждения предварительный диагноз может быть установлен на основании анамнестических данных и результатов серологического исследования. Наиболее часто используется РНГА в пробирке, позволяющая определить титры АТл против АГн В. abortus. Значимым считается 4-кратное повышение титра АТл через 2 нед. Предполагаемым случаем считается тот, когда имеется положительный результат РНГА (1:160 в эндемичных районах; 1:80 в неэндемичных районах) при однократных или серийных пробах с соответствующей бруцеллезу симптоматике.
К 3-й неделе болезни у >97% пациентов имеются серологические доказательства инфекции. РНГА позволяет выявить АТл к В. abortus, В. suis и В. melitensis, но не к В. canis. Серологическое подтверждение инфекции В. canis требует наличия АГн В. canis или В. ovis. После адекватной АБТ высокие титры при РИГА могут сохраняться до 2 лет у 5-7% пациентов. В связи с этим результаты не подходят для ДД рецидивов бруцеллеза и других лихорадочных заболеваний у пациентов с наличием в анамнезе бруцеллеза. У лиц с субклинической формой заболевания могут отмечаться высокие титры АТл при РИГА. При хроническом бруцеллезе количество АТл, не агглютинирующих в нейтральной среде, повышается, они замещают агглютинирующие АТл, и РИГА становится отрицательным или положительным при низких титрах, в связи с чем рекомендуется дополнительный анализ для определения неполных АТл к гладким ЛПС штаммов бруцелл — проба Кумбса.
Иммунохроматографический анализ с применением очищенного АГн представляет собой другой тест, не основанный на агглютинации.
CDC рекомендует использование модифицированной реакции агглютинации, известной как тест микроагглютинации бруцелл (ВМАТ). Ложноположительные результаты при применении РИГА могут наблюдаться у лиц, которым проводилась внутрикатетерная аллергическая проба на бруцеллез или вакцинация против холеры, а также у инфицированных Vibrio cholerae, Francisella tularensis или Yersinia enterocolitica.
3. Другие исследования. Высокоточная диагностика бруцеллеза представлена ПЦР с определением последовательности ДНК в пробах крови, других биологических жидкостей и тканей. Однако протоколы все еще нуждаются в широкомасштабной стандартизации, а доступ к специалистам и надлежащему лабораторному оборудованию остается важным ограничивающим фактором.
е) Профилактика. Предотвращение бруцеллеза у людей непосредственно связано с программами его предупреждения у домашних животных и с отказом от употребления непастеризованных молока и молочных продуктов. На скотобойнях важные методы профилактики включают тщательную перевязку ран, применение СИЗ, запрет употребления сырого мяса, а также использование в регионах с повышенным риском заражения в качестве рабочей силы лиц, ранее инфицированных или иммунизированных.
Продолжаются работы по созданию эффективной вакцины для человека. Данные о мерах ХПр после контакта с патогеном противоречивы.
ж) Прогноз. Бруцеллез излечим, если его адекватное лечение начато в течение первого месяца после появления симптомов. Острый бруцеллез часто вызывает выраженную слабость и утомляемость, при этом пациенты теряют работоспособность на <2 мес. У большинства пациентов формируется иммунитет к повторному заболеванию после первичного инфицирования. При раннем начале АБТ случаи хронического или локализованного бруцеллеза отмечаются редко.
У скончавшихся от бруцеллеза в 84% случаев выявлялся эндокардит на фоне имевшейся ранее патологии аортального клапана, что часто приводило к ЗСН. При бруцеллезном эндокардите применение изолированного медикаментозного лечения приводит к значительному повышению риска летального исхода в сравнении с комбинированным медикаментозным и хирургическим лечением.
з) Лечение. Эффективное лечение бруцеллезной инфекции требует применения АБ, способных проникать внутриклеточно, не иметь или обладать минимальной токсичностью даже при длительном применении для предупреждения рецидивов и оказывать бактерицидное действие для адекватного лечения инфекций ЦНС и эндокардита. Это вызывает значительные дебаты в отношении оптимальной схемы АБТ.
Для взрослых применение комбинированной терапии [доксициклин: 100 мг внутрь 2 р/сут 6 нед + стрептомицин: 1 г в/м 1 р/сут 3 нед] показало более высокую частоту выздоровлений и меньшую частоту рецидивов, чем применение [офлоксацин + рифампицин] или [доксициклин + рифампин]. В качестве альтернативного лечения комбинация [хинолон + рифампицин] может обладать лучшим профилем переносимости, чем [доксициклин + рифампицин].
Эти схемы менее эффективны при спондилитах, при которых может потребоваться лечение по приведенным выше схемам продолжительностью <3 мес. Трехкомпонентная комбинация [доксициклин + стрептомицин + рифампицин] показала более эффективную эрадикацию ДНК бруцелл, чем двухкомпонентная комбинация, и может быть эффективной при лечении хронического бруцеллеза. Рекомендации суммированы в табл. 2.
