CC BY
142
УДК 616-002.71
И.А. Шурыгина, И.Г. Шурыгин, В.В. Малышев, И.В. Малов
КОНЦЕПТУАЛЬНАЯ СХЕМА ПАТОГЕНЕЗА ПСЕВДОТУБЕРКУЛЕЗА
Иркутский государственный медицинский университет (Иркутск)
ГУ НЦ РВХ ВСНЦ СО РАМН (Иркутск) Иркутский филиал МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова (Иркутск)
В статье представлена оригинальная концептуальная схема патогенеза псевдотуберкулеза, выстроенная. как на основе данных литературы, так и на основании собственных исследований. Оценен вклад в патогенез псевдотуберкулеза отдельных факторов патогенности, кодируемых как хромо-сомальными, так и. плазмидными генами.
Ключевые слова: псевдотуберкулез, патогенез, плазмида, Yersinia pseudotuberculosis
CONCEPTUAL SCHEME OF PATHOGENESIS OF PSEUDOTUBERCULOSIS
I.A. Shurygina, M.G. Shurygin, V.V. Malyshev. I.V. Malov
Irkutsk State Medical University, Irkutsk SC RRS ESSC SB RAMS, Irkutsk Irkutsk Branch of IRTC «Eye Microsurgery» of acad. S.N. Fiodorov, Irkutsk
There is an original conceptual scheme of pseudotuberculosis infection pathogenesis in this article. Scheme is built both on literature review, and on data of own investigation. Authors estimated, influence of different pathogenicity factors which coding as chromosomal, as plasmid, genes in pathogenesis of this infection.
Key words: pseudotuberculosis, pathogenesis, plasmid, Yersinia pseudotuberculosis
Способность возбудителя псевдотуберкулеза вызывать заболевание у человека непосредственно связана с экспрессией плазмидных и хромосомных генов, вызывающих синтез биологически активных веществ, которые придают возбудителю способность проникать в организм человека, противостоять факторам неспецифической и специфической резистентности макроорганизма, размножаться, продуцировать токсины и другие вещества, изменяющие метаболизм пораженных клеток, вызывать их гибель.
Заражение происходит алиментарным путем с инфицированной пищей или (редко) водой. Некоторые авторы предполагают существование также воздушно-капельного пути заражения псевдотуберкулезом. Вероятность существования «нетрадиционных» путей инфицирования иерсиния-ми стала более очевидной после исследований Н.Ф. Тимченко и Ф.Ф. Антоненко [8], в которых была показана неспецифичность процесса инвазии Y. pseudo tuberculosis эпителия ротовой полости, кишечника, мочевого пузыря, легочной ткани и конъюнктивы.
Важно отметить, что вызвать заболевание могут лишь те штаммы возбудителя, которые прошли этап размножения на продуктах, хранящихся при пониженной температуре. В условиях пониженной температуры окружающей среды у возбудителя псевдотуберкулеза наблюдается максимальная экспрессия хромосомных генов, кодирующих синтез ряда веществ, участвующих в начальном этапе инфицирования теплокровного организма
— адгезии и инвазии эпителиальных клеток желудочно-кишечного тракта.
Значительная часть бактерий погибает под воздействием желудочного сока, оставшиеся проникают в тонкий кишечник, где сохраняется высокая концентрация возбудителя [8]. На этом этапе продвижению бактерий к поверхности эпите-лиоцитов в значительной мере помогают жгутики и ферменты возбудителя, способные деполи-меризовать вещества, входящие в состав мукозного геля. Кроме того, в преодолении барьера слизистой оболочки и распространении возбудителя в организме хозяина может играть роль наличие у Y. pseudotuberculosis нейраминидазной и гиалуронидазной активности. Нейраминидаза непосредственно действует на гликопротеиды, которые являются субстратом для фермента. В первые дни пребывания возбудителя в теплокровном организме наблюдается повышение активности бактериальных гиалуронидазы и нейрамини-дазы. В этот период происходит деполимеризация коллагена, освобождение мукополисахаридов, что ведет к мукоидному набуханию и отеку слизистой оболочки [6].
На этом (доинвазивном) этапе инфекционного процесса определенное значение в патогенезе играет способность некоторых штаммов возбудителя псевдотуберкулеза синтезировать энтеротоксин. Однако при псевдотуберкулезе эн-теротоксигенность возбудителя имеет небольшое значение и проявляется только во время начальной поверхностной колонизации слизистой оболочки тонкого кишечника. Действие энтеротоксина клинически проявляется кратковременным нарушением стула, варьирующим от кашицеобразного кала до разжиженного стула.
По нашим данным, во время различных вспышек заболевания в начальном периоде болезни у 0 — 76% больных наблюдалось послабление стула, при этом частота дефекаций увеличивалась до 2 — 8 раз в сутки.
Очевидно, что основную роль в патогенезе псевдотуберкулеза играет способность возбудителя к адгезии, инвазии, а также цитотоксичность. Адгезия необходима микробу для его прикрепления к поверхности клеток слизистых оболочек и последующего проникновения в организм хозяина, а также для доставки молекул токсинов в высоких концентрациях к рецепторам клеток хозяина. Адгезия у Y. pseudotuberculosis осуществляется при помощи пилей.
Данные световой и электронной микроскопии свидетельствуют о том, что адгезия и инвазия наиболее интенсивно осуществляется сразу после преодоления желудочного барьера — в двенадцатиперстной и тощей кишках [1]. По мере эвакуации инфицированного содержимого через кишечный тракт инвазивность иерсиний в терминальных отделах кишечника уменьшается.
Способность Y. pseudotuberculosis к инвазии в клетки эпителия кишечника определяется хро-мосомальным inv-геном, который кодирует инва-зин — белок наружной мембраны. Инвазин способствует проникновению Yersinia в клетки человека при помощи прикрепления к рецепторам на их поверхности. Мишенью для инвазина являются, по крайней мере, пять различных интегринов.
R.R. Isberg и J.M. Leong [16] идентифицировали интегрин, который содержит в1 субъединицу. Авторы показали, что проникновение бактерий детерминируется аффинностью лиганда к рецептору и плотностью рецепторов на поверхности клетки. Адгезия бактерий к мембране клетки ведет к структурным изменениям мембраны и перестройке цитоскелета клетки. Однако до сих пор не известно, какие сигнальные пути запускаются после проникновения возбудителя в клетку.
Недавние исследования показали, что внутриклеточные факторы, такие как клатрин и белок-адаптин AP-2 могут играть роль при взаимодействии клетки с возбудителем [19]. Идентифицирован также тирозинфосфорилированный протеин, который может играть роль во взаимодействии с интегрином. Еще одной структурой, участвующей в процессе взаимодействия, является цитоскелет клетки-хозяина. Полагают, что цитоскелет выполняет косвенную роль и непосредственно не связывается с интегрином в течение всех стадий поглощения бактерии. Прикрепление инвазина к интегриновому рецептору ведет к перестройке цитоскелета, необходимой для проникновения бактерии внутрь клетки. Инициализация процесса облегчается необыкновенно высокой способностью инвазина связываться с рецептором.
N. Fortineau et al. [17] полагают, что инвазин синтезируется in vitro при температуре ниже 30° C. При обследовании больных псевдотуберкулезом
и на экспериментальной модели авторы показали, что заражение энтеропатогенными штаммами Yersinia не ведет к синтезу антител против инва-зина. На основании чего авторы делают вывод о том, что inv-ген не экспрессируется при температуре 37° C, и, следовательно, иммунная система не контактирует с инвазином во время размножения возбудителя в тканях хозяина. Это открытие имеет большое значение в оценке эпидемиологической значимости теплокровных животных и в том числе человека в распространении инфекции. Иерсинии в теплокровном организме теряют способность к синтезу инвазина и, как следствие этого, возможность вызывать заболевание. Поэтому человек и животные непосредственно не участвуют в передаче возбудителя восприимчивым организмам (биологический тупик). Повторная активация инвазивных свойств возбудителя возможна только в результате «холодовой» обработки Y. pseudotuberculosis на продуктах питания (факторы передачи).
Патогенез поражения тонкой кишки при псевдотуберкулезе определяется не только инвазией бактерий в кишечную стенку, но и сочетанным действием связанных со стромой бактериальной клетки и секретируемых в окружающую среду токсинов. Инвазия бактерий сопровождается цитопатическим действием на энте-роциты с распадом зараженных клеток. Бактерии вызывают локальные поражения энте-роцитов без выраженной тенденции к экстенсивному распространению. Это проявляется развитием катарального и эрозивно-язвенного энтерита.
К токсинам, оказывающим местное действие на кишечный эпителий, следует отнести термостабильный летальный токсин и YopE — цитотоксин. Летальный токсин усиливает перекисное окисление липидов в клетках, нарушая структуру клеточной мембраны. YopE разрушает структуру микронитей актина цитоскелета клетки [21].
Следующим этапом патогенеза псевдотуберкулеза является проникновение возбудителя через слизистую оболочку кишечника в подлежащие ткани.
В настоящее время доказаны 4 пути проникновения иерсиний через слизистую оболочку кишечника: при помощи М-клеток и мигрирующих фагоцитов [28], через эпителиальные клетки и межклеточные пространства [8] (рис. 1).
Известно, что энтероциты тонкого кишечника морфологически характеризуются наличием большого количества микроворсинок. Однако над лимфоидными образованиями тонкого кишечника присутствуют также энтероциты, лишенные микроворсинок — так называемые М-клетки. Эти клетки играют большую роль в транслокации микробных антигенов через слизистую оболочку в лимфоидные образования кишечника. Показано, что концентрация иерсиний в области пейеровых бляшек в 1000 раз выше, чем в окружающем эпителии.
Рис. 1. Пути проникновения иерсиний через слизистую оболочку кишечника. Обозначения: 1 - через межклеточные пространства, 2 - через эпителиальные клетки, 3 - через М-клетки, 4 - в мигрирующих фагоцитах.
Апикальные мембраны М-клеток насыщены в1 интегринами, которые необходимы для инва-зинзависимого проникновения Yersinia в клетку. Для этого может также потребоваться адге-зин, кодируемый плазмидой вирулентности. Взаимодействие инвазина с в1 интегрином, происходящее на поверхности M-клеток, приводит к поглощению бактерий и проникновению их в пейеровы бляшки. Здесь иерсинии размножаются внеклеточно, не подвергаясь фагоцитозу [18, 24].
Кроме того, из М-клеток Yersinia могут диссеминировать в соседние энтероциты после взаимодействия с их базолатерально расположенными b 1 интегринами.
Однако, мутанты энтеропатогенных Yersinia, не способные проникать в М-клетки и поражать пейеровы бляшки и региональные лимфоузлы, все же способны вызывать генерализованные формы заболевания у мышей при пероральном заражении [18]. Показано, что не имеющие инвазина Y. pseudotuberculosis не способны проникать в пейеровы бляшки и региональные лимфоузлы, однако они остаются вирулентными и способны диссеминировать во внутренние органы, например в печень и селезенку. В то же время, введение животным антител, способных блокировать функцию макрофагов, предотвращает колонизацию селезенки Y. pseudotuberculosis при пероральном заражении, даже когда бактерии колонизируют пейеровы бляшки этих животных [13].
Интересные данные приводят H. Russmann et al. [22], которые на примере монослоя из эндотелиальных клеток, выращенных на полупроницаемой мембране, показали, что нейтрофилы человека, инфицированные Y. enterocolitica, способны переносить живые бактерии через монослой эндотелиальных клеток. Этот процесс может играть важную роль в диссеминации Yersinia в организме хозяина. Эти наблюдения доказывают значение фагоцитов в диссеминации Yersinia во внутренние органы при пероральном заражении: бактерии могут переноситься через кишечный эпителий и проникать во внутренние органы при помощи фагоцитирующих клеток [13], то есть мигрирующие макрофаги играют роль «троянского коня».
Возможность проникновения иерсиний через эпителиальные клетки доказана в эксперименте на культурах тканей. Мы при электронномикроскопическом исследовании тонкого кишечника мышей, инфицированных Y. pseudotuberculosis, также наблюдали внутри-клеточно расположенные бактерии в энтероци-тах. В то же время возможен межклеточный способ инвазии слизистой кишечника. Эта возможность подтверждается наблюдениями
B.A. McCormick et al. [27], который показал, что миграция нейтрофилов через клетки интестинального эпителия линии T84 ведет к временному разобщению эпителиальных клеток в месте миграции нейтрофила, в результате чего развиваются микронарушения непрерывности слоя
клеток, сохраняющиеся несколько часов. В норме в1 интегрин расположен в базолатеральной мембране T84 монослоя строго полярно. Однако преходящие нарушения непрерывности монослоя дают возможность доступа инвазина к Р, интегрину. Соответственно, монослой становится чувствительным к инвазии Y. pseudotuberculosis. Флюоресцентное исследование показало, что Y. pseudotuberculosis выборочно связываются с монослоем в местах, где обнаруживаются нарушения целостности в результате миграции нейтрофилов. Авторы считает, что увеличение риска развития псевдотуберкулеза связано со специфической экспозицией b1 ин-тегрина (в норме не доступного) в апикальном компартменте.
Учитывая высокую скорость проникновения Y. pseudotuberculosis через слизистую оболочку кишечника с быстрым развитием бактериемии, многие авторы считают псевдотуберкулез изначально генерализованной инфекцией, а выделение стадии регионального лимфаденита, равно как и других локализованных форм, необоснованным [4]. Более того, инфицирование лимфатических узлов и слизистой желудочно-кишечного тракта может происходить вторично, на стадии гематогенной диссеминации, так как в эксперименте отмечена значительная концентрация возбудителя в содержимом двенадцатиперстной, тощей, подвздошной, слепой, толстой кишок и аппендикса через 24 часа после внутривенного заражения кроликов [8].
Преодолев барьер слизистых оболочек, иер-синии подвергаются действию бактерицидных факторов лимфы и крови. Из-за бактерицидных свойств сыворотки крови часть микробов погибает, выделяя эндотоксин. Развиваются токсине-мия и вторичные патологические поражения внутренних органов (печень, легкие, селезенка). Другая часть бактерий адсорбируются на лейкоцитах и захватываются макрофагами, посредством которых осуществляется дальнейшее обсеменение внутренних органов и развитие генерализованной инфекции.
Наиболее выраженные клинико-морфологические изменения развиваются не во входных воротах инфекции (тонкая кишка), а во вторичных очагах — в печени, легких, селезенке, региональных лимфоузлах. Мы при морфологическом исследовании органов мышей, инфицированных Y. pseudotuberculosis, в поздние сроки наблюдали наиболее выраженные деструктивные изменения в печени и селезенке животных.
Основные клинические проявления псевдотуберкулеза в период разгара заболевания связаны с развитием бактериемии и эндотоксинемии. Эндотоксин иерсиний обладает пирогенными свойствами, митогенной и адъювантной активностью, способностью инактивировать комплемент, повреждать клетки костного мозга, стимулировать синтез иммуноглобулинов, простагландинов и другими патогенетически важными эффектами.
Показано ингибирующее действие эндотоксина возбудителя на формирование клеточного иммунитета.
Установлено, что токсичность, характерная для эндотоксинов, связана с липидной областью ЛПС. Следует отметить, что ЛПС иерсиний обладает сильным адъювантным действием. Это важно в плане как стимуляции иммунокомпетентных клеток, так и возможности развития аллергических и аутоиммунных процессов. Адъювантная активность ЛПС в определенной степени связана с липидом А, так как изолированный он оказывает мощное адъювантное действие. Кроме того, ЛПС значительно усиливает фагоцитарные процессы. ЛПС оказывает стимулирующее действие как на поглотительную, так и на переваривающую активность нейтрофилов крови. ЛПС возбудителя псевдотуберкулеза, как и ЛПС других грамотри-цательных бактерий, обладает выраженным пи-рогенным действием. Это обусловлено стимуляцией продукции и выходом эндогенных пирогенов из гранулоцитов, альвеолярных макрофагов, моноцитов, клеток Купфера.
Показано, что действие ЛПС опосредовано стимуляцией синтеза биологически активных веществ — простагландинов (PgF, PgE) и циклических нуклеотидов (цГМФ, цАМФ). Преобладание PgF и цГМФ обеспечивает освобождение анафилактогенных веществ, имеющих патогенетическое значение в развитии токсико-аллерги-ческого синдрома при псевдотуберкулезе. По данным Н.Д. Ющука с соавт. [9] в остром периоде псевдотуберкулеза наблюдается 2-4 кратное повышение уровня IgE и резкое повышение активности простагландинов, со значительным увеличением PgF-2L, что свидетельствует о бурных аллергических процессах. При этом наиболее мощным аллергеном является ЛПС иерсиний, в меньшей степени — белки наружной клеточной мембраны.
По нашим данным ЛПС Y. pseudotuberculosis в концентрации 5 мкг/мл значимо стимулировал продукцию IL-1, IL-6, TNF-a и IFN-a клетками крови доноров после 24 часовой инкубации по сравнению с уровнем контроля.
Кроме ЛПС, общетоксическим эффектом обладают термостабильный летальный токсин (белок с молекулярной массой 45 kDa), белковый компонент эндотоксина — порин и фактор, нарушающий проницаемость капилляров кожи (белок с молекулярной массой 50 kDa).
К существенным достижениям последних лет следует отнести изучение механизмов устойчивости иерсиний к бактерицидному действию сыворотки крови и фагоцитозу. Доказано, что распространение возбудителя псевдотуберкулеза в организме человека происходит благодаря экспресии генов плазмиды вирулентности.
Если ранее считалось, что Y. pseudotuberculosis в основном размножается внутри-клеточно, то в настоящее время представления о взаимодействии возбудителя с клетками мак-
роорганизма коренным образом изменились. Еще в 1990 году на основании электронно-микроскопических исследований были получены данные о том, что активная репликация бактерий in vivo происходит в основном внеклеточно, и лишь в небольшом проценте — в фагоцитах. Сейчас уже общепризнано, что Yersinia размножаются в основном внеклеточно и основное патогенное действие оказывают за счет секрети-руемых веществ, в том числе через систему III типа секреции. Yersinia используют III тип секреции для увеличения вирулентности и инвазив-ности. Бактерии секретируют различные факторы III типом секреции прямо в цитозоль эукариотической клетки, что нарушает в ней сигнальные процессы [29].
Считают, что транслокацию Yops-эффекторов осуществляют внеклеточно расположенные бактерии при тесном контакте с клеткой мишенью, в то время как внутриклеточные бактерии не транслоцируют Yops через эндосомальную мембрану. Элементы секреторного и транслокационного аппаратов Yops развертываются и, вероятно, присутствуют после инкубации при 37 °С в любой среде. Синтез протеинов происходит, если микроб до контакта с эукариотической клеткой рос при низкой температуре. Если микроорганизм инкубировали при температуре 37 °С, он высвобождает только синтезированные ранее эффекторы.
Плазмиды вирулентности сообщает возбудителю псевдотуберкулеза способность секретиро-вать специфические белки (Yops) при контакте микроорганизма с клеткой [25]. Эта секреция немедленно ведет к проникновению (транслокации) некоторых Yops в цитозоль эукариотической клетки. При этом большинство Yops эффекторов продуцируется за счет «поляризации» прямо в цитозоль эукариотической клетки, а не в окружающую среду [11].
Для попадания Yops в эукариотическую клетку необходимо преодолеть мембраны бактерии и эукариотической клетки. Преодоление мембраны бактерии достигается при помощи III типа секреции [10]. Эту функцию осуществляют YopB, YopD, которые являются транслокационными белками. Они содержат сегменты, состоящие из гидрофобных аминокислот, способные встраиваться в мембраны клетки.
После контакта с поверхностью клетки хозяина при помощи III типа секреции в цитозоль эукариотической клетки выделяется шесть эф-фекторных белков (YpkA, YopH, YopM, YopT, YopJ и YopE) [14, 25]. Эксперименты, проведенные in vitro на культурах клеток, показали, что два из этих шести Yops-эффекторов (YopE, YopT) оказывают значительное действие на перестройку актина, контролируемую в1 интегриновым рецептором [14, 25]. Эффект Yops может проявляться как глобальное разрушение актинового цитоскелета (цитотоксичность). YopH и частично YopE оказывают антифагоцитарное действие.
Известно, что Y. pseudo tuberculosis резистентны к фагоцитозу нейтрофилами и макрофагами. Сейчас считают, что Y. pseudo tuberculosis в основном внеклеточный патоген и стратегия выживания в организме хозяина основана на способности преодолевать механизмы неспецифического иммунного ответа хозяина. Yersinia способны избегать микробоцидную активность макрофагов и оказывать антифагоцитарное действие, ингибировать «респираторный взрыв», запускать апоп-тоз макрофагов и снижать выработку ими TNFa. Блокада фагоцитоза достигается с помощью специфического механизма, называемого поляризованной транслокацией. Сначала микроб взаимодействует с клеткой-мишенью, с помощью триггеров увеличивает Yops-экспрессию с последующей Yops-секрецией. Затем Yops-эффекторы транслоцируются в цитозоль клетки-мишени через плазматическую мембрану, но только в зоне контакта между бактерией и эукариотической клеткой. Проникшие в цитозоль Yops-эффекторы обезоруживают фагоцит и запускают апоптоз клетки.
Недавно было обнаружено, что Y. pseudotuberculosis запускает апоптоз в культуре макрофагов, однако не приводят к апоптозу эпипели-альных клеток и фибробластов [30].
Механизм, по которому Yersinia запускают апоптоз макрофагов остается неясным, однако предполагают, что Yersinia используют цитоток-сичные Т-лимфоциты для разрушения этих клеток: цитотоксичные Т-лимфоциты вводят гранзим B в цитозоль клеток-мишеней, это служит началом запуска апоптоза. То есть, одним из факторов вирулентности Yersinia является мимикрия с физиологическими процессами, происходящими в организме хозяина. Апоптоз, индуцированный Yersinia, лишь один раз был зафиксирован in vivo
— у мышей, инфицированных Y. enterocolitica, было выявлено увеличение числа апоптозных клеток в пейеровых бляшках [13].
При помощи механизма апоптоза Yersinia в течение инфекционного процесса могут элиминировать макрофаги из очага воспаления и таким образом приобрести благоприятные условия для пролиферации в лимфоидной ткани.
YopH, YopE и YadA оказывают совместное действие на резистентность Yersinia к антибактериальной активности нейтрофилов. Антифаго-цитарные свойства Yops-кодируемых факторов и резистентность к комплементзависимому лизису требуется на более поздних стадиях патогенеза заболевания и способствует выживанию бактерий во внеклеточной среде [20]. Таким образом, благодаря способности к плазмидкодиру-емому III типу секреции бактерии способны ингибировать антибактериальные механизмы лейкоцитов [25].
Большое значение для понимания отдельных звеньев патогенеза псевдотуберкулеза имело открытие у Y. pseudotuberculosis способности синтезировать суперантиген — YPM. Механизмом
патогенного действия суперантигена считают запуск излишней продукции цитокинов [23]. Считают, что YPM, связываясь прямо с молекулами HLA класса II, селективно активирует Т-клетки человека. То есть YPM можно рассматривать как потенциальный Т-активатор. Роль YPM в патогенезе псевдотуберкулеза еще обсуждается. Некоторые авторы приписывают YPM способность вызывать развитие инфекционно-токсического шока и синдрома Кавасаки [23].
J. Abe et al. [12] считают, что YPM продуцируется in vivo и играет важную роль в патогенезе псевдотуберкулеза. Преимущественное размножение возбудителя в лимфоидной ткани, гисто-патологические изменения в виде лимфоидной гиперплазии показывают, что в патогенез этого заболевания может быть вовлечена поликлональная стимуляция Т-клеток.
Наличие у бактерий гена ypm встречается с различной частотой — в некоторых зонах он встречается часто, в некоторых редко. Клинические проявления заболевания в разных зонах тоже значительно отличаются. K. Yoshino et al. [15] обнаружили, что штаммы Y. pseudotuberculosis значительно различаются по наличию гена ypm, кодирующего YPM. На Дальнем Востоке этот ген широко распространен, а в Европе встречается редко. В то время как системные симптомы заболевания в Европе встречаются реже, чем на Дальнем Востоке и в США.
H. Ueshiba et al. [26] исследовали 101 штамм, полученный из разных источников — от больных
с гастроинтестинальным и генерализованными формами заболевания, животных, объектов внешней среды — на наличие гена ypm. Авторы обнаружили, что все штаммы, выделенные от больных с генерализованными формами заболевания, содержали ypm. В то время как значительная часть штаммов, выделенных от больных с гастроинтестинальными формами заболевания, животных и объектов окружающей среды, не имела ypm гена и не продуцировала YPM. Таким образом, авторы приходят к выводу, что YPM играет определенную роль в развитии различных клинических вариантов заболевания.
J. Abe et al. [12] обследовали 33 больных в возрасте от 1 года 11 месяцев до 25 лет. Антитела класса IgG к YPM были обнаружены у 61 % больных псевдотуберкулезом. При этом у пациентов с генерализованными формами заболевания (с наличием лимфоаденопатии, дисфункции почек, артритов) титры антител были значительно выше, чем у больных с изолированным поражением кишечника.
По нашим данным [3] все штаммы, выделенные от больных в шести регионах Сибири и Дальнего Востока, имеют суперантиген YPMa.
По нашим данным, суперантиген, в дозе, эквивалентной 106м.к./мл, значительно увеличивал продукцию IL-1, IL-6, TNF-a, IFN-a в культуре клеток крови доноров. Наблюдалось чрезмерная продукция IL-1, IL-6, TNF-a, при этом выработка IFN-а отставала от синтеза провоспалительных цитокинов. По нашему мнению, этот механизм приво-
Таблица 1
Роль факторов патогенности Yersinia в патогенезе заболевания
Стадия инфекционного процесса Фактор патогенности возбудителя Действие факторов патогенности Генетический контроль
Проникновение возбудителя в тонкий кишечник Термостабильный энтеротоксин (вырабатывается у небольшой части штаммов Y. pseudotuberculosis) Секреция жидкости и электролитов в просвет кишечника (послабление стула, кратковременная диарея) Хромосомный ген уэ1
Взаимодействие с эпителиальными клетками кишечника, преодоление слизистой оболочки Адгезин Преодоление слизистой оболочки кишечника уаЬД - ген плазмиды вирулентности
Инвазин ту-ген - хромо- сомный регион размером 3.2 КД
Гибель кишечного эпителия с развитием катарального и язвенно-эрозивного илеита Летальный токсин (белок 45 КД) Разрушение микронитей актина цитоскелета клетки Хромосомный ген
Цитотоксины YopE и YopT, JpkA Гены плазмиды вирулентности (уорЕ, уорТ, ]ркД)
Генерализация инфекции за счет устойчивости к бактерицидным факторам крови Термостабильный О-антиген, ЛПС Снижение фагоцитарной активности нейтрофилов; ингибиция реакции ГЧЗТ; подавление гуморального ответа Хромосомные гены
Диссеминация инфекции во внутренние органы с фагоцитами Эффекторные белки (Yops): Yop M, H, J, E и Т, JpkA Транслокация эффекторных белков внутрь фагоцита с развитием апоптоза клетки. Блокада фагоцитоза Плазмида вирулентности pYV 47 МЭа
Продукты, кодируемые плазмидой pVM 82 MDa Сниженная иммуногенность Плазмида pVM 82 МЭа
Длительная персистенция возбудителя в организме, обострения, рецидивы. Развитие иммунопатологических процессов Суперантиген - YPM Поликлональная активация Т-лимфоцитов; гиперпродукция цитокинов (ІІ--1, IЬ-6; ТЫР-а) Ген урт
дит к нарушению процесса регуляции цитокинопродукции за счет недостаточного тормозящего влияния IFN-a на выработку провоспалительных цитокинов, которое он в норме оказывает. Доза суперантигена, эквивалентная 106м.к./мл, приводила к достоверно более высокой стимуляции IFN-
a, IL-1 и IL-6, чем ЛПС Y. pseudotuberculosis в дозе, эквивалентной 107м.к./мл, что еще раз подчеркивает патогенетическую роль YPM, особенно при низком уровне бактериемии [5].
Нами оценен вклад криптической плазмиды pVM 82 MDa Y. pseudotuberculosis в патогенез псевдотуберкулеза. Доказана сниженная имму-ногенность штаммов, несущих плазмиду pVM 82 MDa. Это наглядно подтверждается большей скоростью распространения в организме экспериментальных животных Y. pseudotuberculosis, имеющего плазмиду pVM 82 MDa, поздним синтезом антител у больных в очагах, обусловленных Y. pseudotuberculosis (82:47 MDa), запоздалым появлением иммуноморфологических изменений в белой пульпе селезенки мышей, инфицированных Y. pseudotuberculosis (82:47 MDa), угнетением продукции иммуноцитокинов [5].
Элиминация возбудителя из организма осуществляется поэтапно: первоначально микроб и его антигены исчезают из кровеносного русла, затем из легких, печени и дольше всего иерси-нии сохраняются в лимфатических узлах и селезенке [2].
Роль различных факторов патогенности Y. pseudotuberculosis на различных стадиях взаимодействия макро- и микроорганизма представлена в таблице 1.
Часть антигенов иерсиний фиксируется в тканях, поглощается макрофагами, нейтрофила-ми [7]. В дальнейшем возрастает выделение иер-синиозных антигенов через почки с мочой. Вероятно, высокий уровень О-антигена в сыворотке крови больных связан с массивным размножением возбудителя в тканях и большим поступлением антигенного материала в кровь, хотя возможно и поступление антигенов из просвета кишечника, так как всасывающая способность слизистой желудочно-кишечного тракта у больных псевдотуберкулезом не нарушается. О-ан-тигенемия наблюдается в течение 1-2-х недель, повышенный уровень специфических IgM, IgG и IgA — антител выявляется уже на 1—2 неделе, а IgM антитела сохраняются до 1—2 месяцев с начала болезни. Более длительно (от 3 до 12 месяцев) персистируют IgG и IgA антитела. Затяжное и рецидивирующее течение характеризуется более продолжительной О-антигенемией, более поздним появлением антител и длительной продукцией специфического IgA, обусловленной, по-видимому, персистенцией иерсиний и постоянным антигенным раздражением иммунной системы.
Цитопатическое действие возбудителя и длительная персистенция в лимфоузлах и селезенке определяют повторные волны бактериемии, соп-
ровождающиеся генерализацией инфекции с рецидивами и обострениями.
По мнению А.П. Авцына и соавт. [4], рецидивирующее течение заболевания определяется биологическими свойствами возбудителя и особенностями антимикробной защиты. Предрасположенность к рецидивирующему течению псевдотуберкулеза связана с повреждениями органов иммуногенеза с развитием вторичного иммунодефицита на 1—3 недели болезни. Однако, у большинства больных на 2 — 4 неделе заболевания происходит иммунологическая перестройка и формирование специфического иммунитета, с преобладанием реакций гиперчувствительности замедленного типа, что обеспечивает освобождение организма от возбудителя инфекции, санацию вторичных очагов и репаративные изменения в них. Лишь у больных с неблагоприятным преморбидным фоном (заболевания системы крови, хронические заболевания печени, глистные инвазии, хронический алкоголизм) может развиться иммунодефицитное состояние с развитием крайне тяжелого септического варианта болезни.
Достижения в изучении факторов патогенности Y. pseudotuberculosis, их вклада в механизмы взаимодействия микро- и макроорганизма позволяют пересмотреть существовавшие ранее схемы патогенеза псевдотуберкулеза. Принципиальная общая схема патогенеза псевдотуберкулеза, с учетом открытий последних лет в области генетики микроорганизмов, молекулярной биологии, экспериментальной патофизиологии, приведена на рис. 2.
Многоэтапность патогенетической цепи псевдотуберкулеза обусловливает возможность прерывания инфекционного процесса на различных его уровнях. Определяющее значение во взаимодействии макро- и микроорганизма имеет наличие у иерсиний большого числа факторов патогенности, доза возбудителя, а также состояние макроорганизма.
ЛИТЕРАТУРА
1. Исачкова Л.М. Вторичный иммунодефицит при псевдотуберкулезе у человека и в эксперименте / Л.М. Исачкова, А.А. Жаворонков // Арх. патологии. - 1991. - № 11. - С. 28-33.
2. Исачкова Л.М. Патогенетическое значение плазмидассоциированной вирулентности псевдотуберкулезного микроба / Л.М. Исачкова, Ф.Н. Шубин // Материалы 17 съезда Всесоюз. об-ва эпидемиологов, микробиологов и паразитологов им. И.И. Мечникова. - М., 1989. - Ч. 1. -С. 172-173.
3. Обнаружение суперантигена (YPM) в штаммах Y. pseudotuberculosis, циркулируюших на территории Сибири / В.Т. Климов, М.В. Чеснокова, Н.В. Бренева и др. // Проблемы биологической и экологической безопасности: Матер. Междунар. конф. - Оболенск: Изд-во ГНЦ ПМ, 2000. -
С. 186-187.
Рис. 2. Схема патогенетических и саногенетических
Формирование иммунитета с преобладанием ГЗТ
Вторичный
иммунодефицит
Санация вторичных очагов
ВЫЗДОРОВЛЕНИЕ
ОБОСТРЕНИЯ, РЕЦИДИВЫ, ЗАТЯЖНОЕ И ХРОНИЧЕСКОЕ ТЕЧЕНИЕ
механизмов при псевдотуберкулезе.
4. Основные черты патогенеза псевдотуберкулеза (иерсиниоза) / А.П. Авцын, Л.М. Исачкова,
A.А. Жаворонков и др. // Арх. патологии. - 1990.
- №5. - С. 3-7.
5. Псевдотуберкулез / И.А. Шурыгина, М.В. Чеснокова, В.Т. Климов и др. - Новосибирск: Наука, 2003. - 320 с.
6. Сидорова В.Е. Экзоферменты псевдотуберкулезного микроба / В.Е. Сидорова, Т.Н. Варваше-вич, Н.Ф. Тимченко // Вопр. мед. химии. - 1987.
- Т. 33, Вып. 2. - С. 44-48.
7. Сомов Г.П. Псевдотуберкулез / Г.П. Сомов,
B.И. Покровский, Н.Н. Беседнова. - М.: Медицина, 1990. - 240 с.
8. Тимченко Н.Ф. Входные ворота и пути циркуляции Yersinia pseudo tuberculosis в теплокровном организме / Н.Ф. Тимченко, Ф.Ф. Антоненко // Журн. микробиол. - 1990. - № 10. - С. 15-19.
9. Ющук Н.Д. О клинике, патогенезе и лечении иерсиниозов / Н.Д. Ющук, Г.Н. Кареткина, Л.Н. Проскурина // Клин. медицина. - 1989. -Т. 67, №5. - С. 91-97.
10. Anderson D.M. Type III machines of Gramnegative pathogens: injecting virulence factors into host cells and more / D.M. Anderson, O. Schneewind // Current Opinion in Microbiology. - 1999. -Vol. 2. - P. 18-24.
11. Cheng L.W. Type III machines of Gramnegative bacteria: delivering the goods / L.W. Cheng, O. Schneewind // Trends in Microbiology. - 2000.
- Vol. 8, N5. - P. 214-220.
12. Clinical role for a superantigen in Yersinia pseudotuberculosis infection / J. Abe, M. Onimaru, S. Matsumoto et al. // J. Clin. Invest. - 1997. -Vol. 99, N8. - P. 1823-1830.
13. Defense mechanisms in Peyer's patches and mesenteric lymph nodes against Yersinia enteroco-litica involve integrins and cytokines / I.B. Autenrieth, V. Kempf, T. Sprinz et al. // Infect. Immun. - 1996.
- Vol. 64. - P. 1357-1368.
14. Fallman M. Yersinia proteins that target host cell signaling pathways / M. Fallman, C. Persson, H. Wolf-Watz // J. Clin. Invest. - 1997. - Vol. 99.
- P. 1153-1157.
15. Geographical heterogeneity between Far East and Europe in prevalence of ypm gene encoding the novel superantigen among Yersinia pseudotuberculosis strains / K. Yoshino, T. Ramamurthy, G.B. Nair et al. // J. Clin. Microbiol. - 1995. - Vol. 33, N 12.
- P. 3356-3358.
16. Isberg R.R. Multiple P1 chain integrins are receptors for invasin, a protein that promoters bacterial penetration into mammalian cells / R.R. Isberg, J.M. Leong // Cell. - 1990. - Vol. 60. -P. 861 -871.
17. Lack of antibody response to invasin in humans with yersiniosis / N. Fortineau, J.L. Beretti, P. Berche, M. Simonet // Clin. Diagn. Lab. Immunol.
- 1994. - Vol. 1, N2. - P. 235-237.
18. MarraA. Invasin-dependent and invasin-independent pathways for translocation of Yersinia
pseudotuberculosis across the Peyer's patch intestinal epithelium // A. Marra, R.R. Isberg // Infect. Immun.
- 1997. - Vol. 65. - P. 3412-3421.
19. Mutations into cytoplasmic domain of the integrin ß1 chain indicate a role for endocytosis factors in bacterial internalization / G. Tran Van Nhieu, E.S. Krukonis, A.A. Reszka et al. // J. Biol. Chem. -1996. - Vol. 271. - P. 7665-7672.
20. Phalipon A. Microbial-host interactions at mucosal sites. Host response to pathogenic bacteria at mucosal sites / A. Phalipon, P.J. Sansonetti // Curr. Top. Microbiol. Immunol. - 1999. - Vol. 236. -P. 163-189.
21. Rosqvist R. Intracellular targeting of the Yersinia YopE cytotoxin in mammalian cells induces actin microfilament disruption / R. Rosqvist, A. Fors-berg, H. Wolf-Watz // Infect. Immun. - 1991. -N59. - P. 4562-4569.
22. Russmann H. Translocation of Yersinia enterocolitica through an endothelial monolayer by polymorphonuclear leukocytes / H. Russmann, K. Ruckdeschel, J. Heesemann // Infect. Immun. -1996. - Vol. 64, N3. - P. 1016-1019.
23. Seprenyi G. Generated single point-mutations can considerably dismantle the lymphocyte overstimulation induced by Yersinia pseudotuberculosis superantigen / G. Seprenyi, Y. Ito, T. Kohsaka // Cell. Immunol. - 1999. - Vol. 192, N2. - P. 96-106.
24. Siebers A. M cells and the pathogenesis of mucosal and systemic infections / A. Siebers, B.B. Finlay // Trends Microbiol. - 1996. - Vol. 4. - P. 22-29.
25. The virulence plasmid of Yersinia, an antihost genome / G.R. Cornelis, A. Boland, A.P. Boyd et al. / / Microbiol. Mol. Biol. Rev. - 1998. - Vol. 62. -P. 1315-1352.
26. UeshibaH. Analysis of the superantigen-producing ability of Yersinia pseudotuberculosis strains of various serotypes isolated from patients with systemic or gastroenteric infections, wildlife animals and natural environments / H. Ueshiba, H. Kato, T. Miyoshi-Akiyama // Zentralbl. Bakteriol. — 1998.
- Vol. 288, N 2. - P. 277-291.
27. Unmasking of intestinal epithelial lateral membrane beta1 integrin consequent to transepithelial neutrophil migration in vitro facilitates inv-mediated invasion by Yersinia pseudotuberculosis /
B.A. McCormick, A. Nusrat, C.A. Parkos et al. // Infect. Immun. - 1997. - Vol. 65, N4. - P. 1414-1421.
28. Vazquez-Torres A. Cellular routes of invasion by enteropathogens / A. Vazquez-Torres, F.C. Fang // Current Opinion in Microbiology. - 2000. -Vol. 3. - P. 54-59.
29. White F.F. Prospects for understanding avirulence gene function / F.F. White, B. Yang, L.B. Johnson // Current Opinion in Plant Biology. -2000. - Vol. 3. - P. 291 -298.
30. Yersinia signals macrophages to undergo apoptosis and YopJ is necessary for this cell death /
D.M. Monack, J. Mecsas, N. Ghori, S. Falkow // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. - 1997. - Vol. 94. - P. 1038510390.
