CC BY
0УДК: 616.24-002.5
DOI 10.37279/2413-0478-2024-30-1-60-62
Юсупалиева М. М. СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ДИАГНОСТИКИ ТУБЕРКУЛЁЗА
Ордена Трудового Красного Знамени Медицинский институт им. С. И. Георгиевского ФГАОУ ВО «Крымский федеральный
университет им. В. И. Вернадского», г. Симферополь
Yusupalieva M. M.
MODERN METHODS OF TUBERCULOSIS DIAGNOSIS
Order of the Red Banner of Labor S. I. Georgievsky Medical Institute of the Crimean Federal University named after V. I. Vernadsky,
Simferopol
РЕЗЮМЕ
В настоящее время лекарственная устойчивость микобактерий туберкулеза (МБТ) ко многим химиотерапевтическим препаратам является серьезной проблемой для фтизиатров всего мира, из-за чего возникла острая необходимость во внедрении методов диагностики, способных на более раннее, чем стандартные тесты, выявление туберкулеза. В последнее десятилетие лабораторные тесты для выявления МБТ значительно улучшились; заметен прогресс в способности выявлять латентную инфекцию МБТ, заболевания, ассоциированные с МБТ, и штаммы с широкой лекарственной устойчивостью (ШЛУ) к используемым антибиотикам [1].
Ключевые слова: туберкулез, диагностика, молекулярные зонды, иммунологические тесты.
SUMMARY
Currently, drug resistance of Mycobacterium tuberculosis (MBT) to many chemotherapeutic drugs is a serious problem for TB specialists around the world, which has created an urgent need to introduce diagnostic methods capable of identifying tuberculosis earlier than standard tests. Laboratory tests for detecting MBT have improved significantly in the last decade; There has been significant progress in the ability to detect latent MBT infection, MBT-associated diseases, and extensively drug-resistant (XDR) strains to antibiotics used [1]. Key words: tuberculosis, diagnosis, molecular probes, immunological tests.
Хроника диагностики туберкулеза
В древние времена единственным способом диагностировать заболевание было физическое обследование. В начале второго века нашей эры Га-лен определил классические симптомы туберкулеза, которые мы знаем сегодня: кровохарканье (кашель с кровью), ночную потливость и лихорадку. Однако, даже тогда было признано, что диагноз, основанный только на симптомах, недостаточен. Туберкулез, безусловно, был не единственным хроническим заболеванием древних людей, и его симптомы схожи с вирусными или бактериальными пневмониями, раком, астмой и аллергией.
Соран Эфесский попытался улучшить диагностику туберкулеза и описал элементарный метод, основанный на анализе мокроты, которую сжигали на горячих углях. О наличии туберкулеза можно было судить по характерному запаху, который описывался как «неприятный» и наводил на мысль о некротическом процессе. Хотя сжигание мокроты, на первый взгляд, может показаться более похожим на колдовство, чем на медицину, этот метод можно назвать дальновидным в свете современных попыток использовать «электронный нос» для диагностики туберкулеза с использованием летучих органических соединений, выделяемых из мокроты, или в процессе дыхания пациента.
Сегодня вдыхать пары горящей мокроты было бы недобросовестно из-за риска передачи заболевания. Однако, инфекционная природа туберкулеза оставалась предметом споров на протяжении более
1000 лет. Идея о том, что туберкулез может передаваться от человека к человеку, была впервые предложена Аристотелем в четвертом веке до нашей эры, а затем в XVI веке Джироламо Фрака-сторо. К сожалению, ни один из них не предоставил экспериментальных доказательств. Лишь в 1865 году Жан-Антуан Виллемен продемонстрировал, что инфекционный материал от пациентов-людей может вызывать туберкулез у кроликов.
Тем не менее, заражать кроликов туберкулезом довольно сложно, именно поэтому они не являются идеальными объектами для экспериментов. Герман фон Таппейнер усовершенствовал эксперименты Виллемена с использованием морских свинок, которые по своей природе более восприимчивы к болезни. Работа Таппейнера проложила путь к использованию этих животных в качестве диагностических инструментов, несмотря на то, что знания о природе возбудителя заболевания на тот момент отсутствовали. Образцы пациентов, больных туберкулезом, вводили морским свинкам и наблюдали развитие характерной патологии. Несмотря на сложность и громоздкость, эта методология сохранялась, по крайней мере, до середины 1960-х годов [2].
Следующий прорыв в диагностике туберкулеза произошел в 1882 году, когда Роберт Кох представил Берлинскому физиологическому обществу свое открытие - M. tuberculosis. Эта дата, 24 марта, теперь ежегодно отмечается как Всемирный день борьбы с туберкулезом. Вскоре после этого, Кох успешно вырастил этот организм в чистой
культуре и в 1905 году был удостоен Нобелевской премии. К 1930-м годам Э. Левенштейн и К. Иенсен (их имена, по-видимому, затерялись в истории) разработали селективную среду, содержащую малахитовый зеленый, ныне известную как среда Левенштейна-Иенсена, которая до сих пор широко используется для размножения мико-бактерий.
В своих ранних исследованиях M. tuberculosis Кох отметил, что этот организм гораздо труднее окрасить, чем другие бактерии, открытые им ранее, включая Bacillusanthracis. Теперь мы знаем, что M. tuberculosis устойчив к окрашиванию, благодаря своей исключительно эластичной структуре клеточной стенки, содержащей миколовые кислоты, длинноцепочечные углеводороды, подобные парафину.
Это наблюдение привело к разработке Францем Цилем специального метода окрашивания, который позже был модифицирован Фридрихом Нильсеном. В этом методе, известном как окрашивание по Цилю-Нильсену, используется тепло, позволяющее красителю проникнуть через восковую поверхность микобактерий. Использование сильной кислоты в качестве обесцвечивающего средства удаляет пятна со всех организмов, не имеющих такого воскового покрытия, и дает этому методу общее название: «кислотоустойчивое окрашивание». Метод Циля-Нильсена был усовершенствован Джозефом Киньюном, который пропустил этап нагревания, тем самым ограничив инфекционный риск, связанный с аэрозолизацией M. tuberculosis
[3].
Последние результаты
Среди современных методов выявления МБТ выделяют люминесцентную микроскопию, амплификацию нуклеиновых кислот МБТ и штаммов, устойчивых к лекарственным средствам; более быстрое культивирование на жидких питательных средах с дополнительным тестированием на лекарственную чувствительность. При выявлении латентной туберкулезной инфекции (ЛТИ), анализы высвобождения гамма-интерферона, которые обеспечивают более высокую точность по сравнению с туберкулиновой кожной пробой (TST)
[4].
Цель обзора- Рассмотреть современные методы диагностики туберкулеза.
Введение
Эволюционный успех микобактерий туберкулеза отражен в их сосуществовании с людьми на протяжении более двух тысячелетий. По оценкам Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), каждый год в мире регистрируется порядка 10 млн случаев заболевания туберкулезом; при этом умирает от него около 1,7 млн человек [5]. Качество жизни людей, болеющих туберкулезом, существенно снижается. Поскольку туберкулез является хроническим заболеванием с длительными периодами потенциального бактериовыделения, ускорение выявления случаев заболевания может замедлить темпы распространения инфекции. До недавнего времени темпы внедрения новых, актуальных методов диагностики отставали от глобальной чрезвычайной ситуации. Однако, за последние го-
ды достижения в молекулярной биологии МБТ в сочетании с современными иммунологическими методами привели к росту возможности выявлять МБТ и определять реакцию макроорганизма на инфекцию. С внедрением новых методов, ВОЗ провозгласила амбициозную цель - выявление 70 % положительных случаев в мазке мокроты и успешного лечения туберкулеза в 85 % случаев [6]. В этом обзоре рассматриваются современные методы диагностики и текущие доказательства их эффективности.
Достижения в молекулярной диагностике туберкулеза
С помощью тестов на амплификацию нуклеиновых кислот (NAAT), возможно быстрое выявление МБТ в образцах мокроты. Эти тесты обнаруживают микобактерии с высокой специфичностью, путем амплификации целевых последовательностей нуклеиновых кислот [7].
Коммерчески доступные тесты NAAT включают тесты, одобренныеFood andDrug
Administration(FDA) при положительных заболеваниях легких, по мазку (прямой тест МБТ с усилением Gen-Probe (GP-AMTD), МБТ-тест Roche Amplicor (автоматизированная версия COBAS Amplicor) и BD-Probetec Direct (BectonDickinson). Тесты второго поколения от Gen-Probe (E-AMTD) и Roche (AMTD2) одобрены для отрицательных образцов мазка. Для положительных образцов чувствительность составляет 96 %. Чувствительность к отрицательным образцам колеблется от 66 до 72 %. В клинической практике ориентация технологии NAAT на пациентов с высокой клинической вероятностью наличия туберкулеза улучшила оценки чувствительности: чувствительность многоцентрового исследования составляет 83, 75 и 87 % при низком, промежуточном и высоком риске наличия болезни. Мета-анализ, включающий более 125 исследований, в 96 % из которых были собраны положительные и отрицательные образцы мазков, сообщает о совокупной чувствительности и специфичности 85 и 97 % соответственно. Однако, отмечается значительная неоднородность междуисследованиями, примером которой является широкая вариабельностьчувствительности (36100 %) и специфичности (54-100 %).
Чтобы устранить необходимость в референс-лабораториях, были разработаны простые и доступные методы для использования в условиях с высокой заболеваемостью и низким уровнем технологий. Петлевая изотермическая амплификация (LAMP) от Eikengroup в Японии была выбрана Фондом инновационной новой диагностики (FIND) в качестве быстрой и развертываемой NAAT, которая не требует термоциклирования или охлаждения реагентов. Эта система изотермической амплификации использует множество прай-меров для повышения специфичности. Амплификацию нуклеиновой кислоты (рРНК) обнаруживают по высвобождению ионов побочного продукта пирофосфата, который связывается с марганцем, вытесняя кальцеин. Кальцеин, флуоресцентный индикатор, затем связывает остаточный магний, создавая более сильную флуоресценцию. Было показано, что этот подход чувствителен при положительном результате анализа мазка и положи-
тельном посеве (97-100 %), хотя чувствительность при отрицательном результате анализа мазка и положительном посеве составляет 49 %. Сообщается, что специфичность метода составляет 99 %.
Использование NAAT для выявления внелегоч-ного туберкулеза было обобщено в нескольких мета-анализах. Согласно одному из них, чувствительность и специфичность NAAT при туберкулезном плевральном выпоте составила 62 % и 98 % соответственно и превзошла тест ADA. Эффективность NAAT на спинномозговой жидкости имеет совокупную чувствительность и специфичность 56 и 98 % соответственно [8].
InterferonGammaReleaseAssa (IGRAs): особенности метода и его эффективность
К тестам на основе IGRA на сегодняшний день относятся следующие: T-spot.TB и QuantiFERON®-TB Gold (также может называться QFT или квантифероновый тест). В клинической практике метод IGRAs используется как для выявления ЛТИ, так и активного заболевания в различных географических условиях [9].
Как и при TST, количество высвобождаемого IFN-y является отражением ответа Т-клеток на антигены МБТ. Исторически различные пороговые значения TST использовались, чтобы помочь клиницисту сбалансировать вероятность истинного заражения МБТ перед тестированием, и перекрестную антигенную реактивность с БЦЖ и/или нетуберкулезными микобактериями. В дополнение к пороговым значениям, которые определяет положительный IGRAs, метод включает как среду (nil), так и контроль митогена, чтобы облегчить интерпретацию этих тестов. В отличие от TST, IGRA-тесты регистрируются как положительные, отри-
цательные или сомнительные. Сомнительный результат может отражать как сильную реакцию на среду, так и слабую на митоген (анергию), что особенно важно для людей с ослабленным иммунитетом.
Диагностика туберкулеза в РФ
В РФ используется довольно эффективный способ выявления начальных проявлений туберкулеза - Диаскинтест® (DST), представляющий собой комбинацию двух антигенов (ESAT/CFP), присутствующих в вирулентных штаммах микобактерий туберкулеза и отсутствующих в вакцинном штамме BCG и нетуберкулезных микобактериях [10]. В отличие от квантиферонового теста против туберкулеза и Т^ро^В, широко используемых в других странах, DST вводится внутрикож-но и вызывает специфическую реакцию замедленной гиперреактивности у людей с туберкулезной инфекцией. У лиц, вакцинированных БЦЖ и не инфицированных микобактериями туберкулеза, реакции на DST нет.
Выводы
Улучшение идентификации спектра МБТ-инфекции, включая активные, латентные и лекарственно-устойчивые штаммы, может оказать глубокое влияние на глобальное здоровье. Например, тест с чувствительностью 85 % и специфичностью 97 % при выявлении больных туберкулезом может предотвратить 392000 смертей ежегодно (22 % случаев смерти от туберкулеза в мире). Необходимо дальнейшее совершенствование диагностики МБТ с целью создания чувствительных, специфичных и легко реализуемых методов анализа.
Литература/References
1. Браженко Н. А., Браженко О. Н. Фтизиатрия: учебник для вузов - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Изд-воЮрайт; 2020. [Brazhenko N. A., Brazhenko O. N. Ftiziatriya: uchebnik dlya vuzov - 3-eizd., pererab. i dop. Moscow; Izd-voYurajt;2020. (in Russ.)]
2. Баласанянц Г. С., Шульгина М. В. История туберкулеза - основные вехи. // Фтизиатрия и пульмонология. - 2015. - Т. 10. - 2 - С.159-170. [Balasanyanc G. S., Shul'gina M. V. Istoriya tuberkuleza -os-novnyevekhi. Phthisiology and Pulmonology. 2015;10(2):159-170. (in Russ.)]
3. Дорожкова И. Р. Возбудительтуберкулёза: историяоткрытияии-зучения. // Туберкулёз и болезни лёгких.- 2012. - Т. 89. - № 3 -С.3-14. [Dorozhkova I. R. Vozbuditel' tuberkulyoza: istoriyaotkryti-yaiizucheniya. Tuberkulyoziboleznilyogkih. 2012;89(3):3-14.(in Russ.)]
4. Kiazyk S., Ball T. B. Latent tuberculosis infection: An overview. Can Commun Dis Rep.2017;43(3):62-66.
5. Global tuberculosis report 2023. Geneva: World Health Organization; 2023.
6. Fight against tuberculosis. Sixty-third World Health Assembly 2010; A63/14.
7. Pinto L., Grenier J., Schumacher S., Denkinger C., Steingart K., Pai M. Immunodiagnosis of Tuberculosis: State of the Art. Medical Principles and Practice. 2012;21(1):4-13.
8. Gui X., Xiao H. Diagnosis of tuberculosis pleurisy with adenosine deaminase (ADA): a systematic review and meta-analysis. Int. J. Clin. Exp. Med.2014;7(10):3126-3135.
9. Keng L.-T., Shu C.-C., Chen J. Y.-P., Liang S.-K., Lin C.-K., Chang L.-Y. et. al. Evaluating pleural ADA, ADA-2, IFN-y and IGRA for diagnosing tuberculous pleurisy. J. Infect2013;67:294-302.
10. Морозова Т. И., Салина Т. Ю., Балашов Д. В. Внедрение Диа-скинтеста в повседневную врачебную практику. / Научно-практическая конференция «Инновационные технологии в организации фтизиатрической и пульмонологической помощи населению»; 2011; СПб. [Morozova T. I., Salina T. Yu., Bala-shov D. V. VnedrenieDiaskintestavpovsednevnuyuvrachebnuyu-praktiku. (Conference proceedings) Nauchno-prakticheskaya konferenciya
«Innovacionnye tekhnologii v organizacii ftiziatricheskoji pul'monologicheskoj pomoshchi naseleniyu»; 2011; St. Petersburg. (inRuss.)]
Сведения об авторе:
Юсупалиева М. М.- доктор медицинских наук, профессор кафедры фтизиатрии и пульмонологии факультета подготовки медицинских кадров высшей квалификации и дополнительного профессионального образования Ордена Трудового Красного Знамени Медицинского института им. С. И. Георгиевского ФГАОУ ВО «КФУ им. В. И. Вернадского», г. Симферополь, б-р Ленина, 5/7. Email: 1717pul@gmail.com
Information about author:
Yusupalieva M. M. - http://orcid.org/0000-0002-1144-5334
Конфликт интересов. Автор данной статьи заявляет об отсутствии конфликта интересов, финансовой или какой-либо другой поддержки, о которой необходимо сообщить.
Поступила 26.12.2023 г.
Conflict of interest. The author of this article confirmed financial or any other support with should be reported.
Received 26.12.2023
