КОНЦЕПТУАЛЬНАЯ СХЕМА ПАТОГЕНЕЗА ПСЕВДОТУБЕРКУЛЕЗА
реклама
ÁÞËËÅÒÅÍÜ ÂÑÍÖ ÑÎ ÐÀÌÍ, 2005, ¹ 7 (45) УДК 616002.71 È.À. Øóðûãèíà, Ì.Ã. Øóðûãèí, Â.Â. Ìàëûøåâ, È.Â. Ìàëîâ 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, выст роенная 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 непосредствен но связана с экспрессией плазмидных и хромо сомных генов, вызывающих синтез биологичес ки активных веществ, которые придают возбуди телю способность проникать в организм челове ка, 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. Не которые авторы предполагают существование так же воздушнокапельного пути заражения псевдо туберкулезом. Вероятность существования «не традиционных» путей инфицирования иерсиния ми стала более очевидной после исследований Н.Ф. Тимченко и Ф.Ф. Антоненко [8], в которых была показана неспецифичность процесса инва зии Y. pseudotuberculosis эпителия ротовой полос ти, кишечника, мочевого пузыря, легочной ткани и конъюнктивы. Важно отметить, что вызвать заболевание мо гут лишь те штаммы возбудителя, которые прошли этап размножения на продуктах, хранящихся при пониженной температуре. В условиях понижен ной температуры окружающей среды у возбуди теля псевдотуберкулеза наблюдается максималь ная экспрессия хромосомных генов, кодирующих синтез ряда веществ, участвующих в начальном этапе инфицирования теплокровного организма – адгезии и инвазии эпителиальных клеток же лудочнокишечного тракта. Îáçîð ëèòåðàòóðû Значительная часть бактерий погибает под воздействием желудочного сока, оставшиеся про никают в тонкий кишечник, где сохраняется вы сокая концентрация возбудителя [8]. На этом эта пе продвижению бактерий к поверхности эпите лиоцитов в значительной мере помогают жгути ки и ферменты возбудителя, способные деполи меризовать вещества, входящие в состав мукозного геля. Кроме того, в преодолении барь ера слизистой оболочки и распространении воз будителя 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 теплокров ном организме наблюдается повышение активно сти бактериальных гиалуронидазы и нейрамини дазы. В этот период происходит деполимеризация коллагена, освобождение мукополисахаридов, что ведет к мукоидному набуханию и отеку сли зистой оболочки [6]. На этом (доинвазивном) этапе инфекционно го процесса определенное значение в патогене зе играет способность некоторых штаммов воз будителя псевдотуберкулеза синтезировать эн теротоксин. Однако при псевдотуберкулезе эн теротоксигенность возбудителя имеет неболь шое значение и проявляется только во время начальной поверхностной колонизации слизис той оболочки тонкого кишечника. Действие эн теротоксина клинически проявляется кратков ременным нарушением стула, варьирующим от кашицеобразного кала до разжиженного стула. 211 ÁÞËËÅÒÅÍÜ ÂÑÍÖ ÑÎ ÐÀÌÍ, 2005, ¹ 7 (45) 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 возбуди теля к адгезии, инвазии, а также цитотоксич ность. Адгезия необходима микробу для его при крепления к поверхности клеток слизистых обо лочек и последующего проникновения в орга низм хозяина, а также для доставки молекул ток синов в высоких концентрациях к рецепторам клеток хозяина. Адгезия у Y. pseudotuberculosis осуществляется при помощи пилей. Данные световой и электронной микроско пии свидетельствуют о том, что адгезия и инва зия наиболее интенсивно осуществляется сразу после преодоления желудочного барьера – в две надцатиперстной и тощей кишках [1]. По мере эвакуации инфицированного содержимого через кишечный тракт инвазивность иерсиний в терми нальных отделах кишечника уменьшается. Способность Y. pseudotuberculosis к инвазии в клетки эпителия кишечника определяется хро мосомальным invгеном, который кодирует инва зин – белок наружной мембраны. Инвазин спо собствует проникновению Yersinia в клетки чело века при помощи прикрепления к рецепторам на их поверхности. Мишенью для инвазина являют ся, по крайней мере, пять различных интегринов. R.R. Isberg и J.M. Leong [16] идентифицирова ли интегрин, который содержит β1 субъединицу. Авторы показали, что проникновение бактерий детерминируется аффинностью лиганда к рецеп тору и плотностью рецепторов на поверхности клетки. Адгезия бактерий к мембране клетки ве дет к структурным изменениям мембраны и пе рестройке цитоскелета клетки. Однако до сих пор не известно, какие сигнальные пути запускают ся после проникновения возбудителя в клетку. Недавние исследования показали, что внутри клеточные факторы, такие как клатрин и белок адаптин AP2 могут играть роль при взаимодей ствии клетки с возбудителем [19]. Идентифици рован также тирозинфосфорилированный проте ин, который может играть роль во взаимодей ствии с интегрином. Еще одной структурой, участвующей в процессе взаимодействия, явля ется цитоскелет клеткихозяина. Полагают, что цитоскелет выполняет косвенную роль и непос редственно не связывается с интегрином в тече ние всех стадий поглощения бактерии. Прикреп ление инвазина к интегриновому рецептору ве дет к перестройке цитоскелета, необходимой для проникновения бактерии внутрь клетки. Иници ализация 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 212 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 invген не экспрессируется при темпера туре 37° C, и, следовательно, иммунная система не контактирует с инвазином во время размножения возбудителя в тканях хозяина. Это открытие име ет большое значение в оценке эпидемиологичес кой значимости теплокровных животных и в том числе человека в распространении инфекции. Иерсинии в теплокровном организме теряют спо собность к синтезу инвазина и, как следствие это го, возможность вызывать заболевание. Поэтому человек и животные непосредственно не участву ют в передаче возбудителя восприимчивым орга низмам (биологический тупик). Повторная акти вация инвазивных свойств возбудителя возмож на только в результате «холодовой» обработки Y. pseudotuberculosis на продуктах питания (фак торы передачи). Патогенез поражения тонкой кишки при псевдотуберкулезе определяется не только ин вазией бактерий в кишечную стенку, но и соче танным действием связанных со стромой бакте риальной клетки и секретируемых в окружаю щую среду токсинов. Инвазия бактерий сопро вождается цитопатическим действием на энте роциты с распадом зараженных клеток. Бактерии вызывают локальные поражения энте роцитов без выраженной тенденции к экстен сивному распространению. Это проявляется развитием катарального и эрозивноязвенного энтерита. К токсинам, оказывающим местное действие на кишечный эпителий, следует отнести термо стабильный летальный токсин и YopE – цитоток син. Летальный токсин усиливает перекисное окисление липидов в клетках, нарушая структу ру клеточной мембраны. YopE разрушает струк туру микронитей актина цитоскелета клетки [21]. Следующим этапом патогенеза псевдотубер кулеза является проникновение возбудителя че рез слизистую оболочку кишечника в подлежа щие ткани. В настоящее время доказаны 4 пути проник новения иерсиний через слизистую оболочку ки шечника: при помощи Мклеток и мигрирующих фагоцитов [28], через эпителиальные клетки и межклеточные пространства [8] (рис. 1). Известно, что энтероциты тонкого кишечни ка морфологически характеризуются наличием большого количества микроворсинок. Однако над лимфоидными образованиями тонкого ки шечника присутствуют также энтероциты, ли шенные микроворсинок – так называемые М клетки. Эти клетки играют большую роль в транс локации микробных антигенов через слизистую оболочку в лимфоидные образования кишечни ка. Показано, что концентрация иерсиний в об ласти пейеровых бляшек в 1000 раз выше, чем в окружающем эпителии. Îáçîð ëèòåðàòóðû ÁÞËËÅÒÅÍÜ ÂÑÍÖ ÑÎ ÐÀÌÍ, 2005, ¹ 7 (45) 1 2 3 4 Рис. 1. Пути проникновения иерсиний через слизистую оболочку кишечника. Обозначения: 1 – через межклеточные пространства, 2 – через эпителиальные клетки, 3 – через Мклетки, 4 – в мигрирующих фагоцитах. Апикальные мембраны Мклеток насыщены β 1 интегринами, которые необходимы для инва зинзависимого проникновения Yersinia в клет ку. Для этого может также потребоваться адге зин, кодируемый плазмидой вирулентности. Взаимодействие инвазина с β1 интегрином, про исходящее на поверхности Mклеток, приводит к поглощению бактерий и проникновению их в пейеровы бляшки. Здесь иерсинии размножа ются внеклеточно, не подвергаясь фагоцитозу [18, 24]. Кроме того, из Мклеток Yersinia могут диссе минировать в соседние энтероциты после взаимо действия с их базолатерально расположенными b1 интегринами. Однако, мутанты энтеропатогенных Yersinia, не способные проникать в Мклетки и поражать пейеровы бляшки и региональные лимфоузлы, все же способны вызывать генерализованные формы заболевания у мышей при пероральном заражении [18]. Показано, что не имеющие ин вазина Y. pseudotuberculosis не способны прони кать в пейеровы бляшки и региональные лимфо узлы, однако они остаются вирулентными и спо собны диссеминировать во внутренние органы, например в печень и селезенку. В то же время, введение животным антител, способных блоки ровать функцию макрофагов, предотвращает колонизацию селезенки Y. pseudotuberculosis при пероральном заражении, даже когда бакте рии колонизируют пейеровы бляшки этих жи вотных [13]. Îáçîð ëèòåðàòóðû Интересные данные приводят H. Russmann et al. [22], которые на примере монослоя из эндоте лиальных клеток, выращенных на полупроница емой мембране, показали, что нейтрофилы чело века, инфицированные Y. enterocolitica, способ ны переносить живые бактерии через монослой эндотелиальных клеток. Этот процесс может иг рать важную роль в диссеминации Yersinia в орга низме хозяина. Эти наблюдения доказывают зна чение фагоцитов в диссеминации Yersinia во внут ренние органы при пероральном заражении: бак терии могут переноситься через кишечный эпи телий и проникать во внутренние органы при помощи фагоцитирующих клеток [13], то есть мигрирующие макрофаги играют роль «троянс кого коня». Возможность проникновения иерсиний че рез эпителиальные клетки доказана в экспери менте на культурах тканей. Мы при электронно микроскопическом исследовании тонкого ки шечника мышей, инфицированных Y. pseudotuberculosis, также наблюдали внутри клеточно расположенные бактерии в энтероци тах. В то же время возможен межклеточный спо соб инвазии слизистой кишечника. Эта возмож ность подтверждается наблюдениями B.A. McCormick et al. [27], который показал, что миграция нейтрофилов через клетки интести нального эпителия линии T84 ведет к временно му разобщению эпителиальных клеток в месте миграции нейтрофила, в результате чего разви ваются микронарушения непрерывности слоя 213 ÁÞËËÅÒÅÍÜ ÂÑÍÖ ÑÎ ÐÀÌÍ, 2005, ¹ 7 (45) клеток, сохраняющиеся несколько часов. В нор ме β1 интегрин расположен в базолатеральной мембране T84 монослоя строго полярно. Одна ко преходящие нарушения непрерывности мо нослоя дают возможность доступа инвазина к β1 интегрину. Соответственно, монослой становит ся чувствительным к инвазии Y. pseudo tuberculosis. Флюоресцентное исследование по казало, что Y. pseudotuberculosis выборочно свя зываются с монослоем в местах, где обнаружи ваются нарушения целостности в результате миграции нейтрофилов. Авторы считает, что увеличение риска развития псевдотуберкулеза связано со специфической экспозицией b 1 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 изна чально генерализованной инфекцией, а выделе ние стадии регионального лимфаденита, равно как и других локализованных форм, необосно ванным [4]. Более того, инфицирование лимфа тических узлов и слизистой желудочнокишечно го тракта может происходить вторично, на стадии гематогенной диссеминации, так как в экспери менте отмечена значительная концентрация воз будителя в содержимом двенадцатиперстной, то щей, подвздошной, слепой, толстой кишок и ап пендикса через 24 часа после внутривенного за ражения кроликов [8]. Преодолев барьер слизистых оболочек, иер синии подвергаются действию бактерицидных факторов лимфы и крови. Изза бактерицидных свойств сыворотки крови часть микробов поги бает, выделяя эндотоксин. Развиваются токсине мия и вторичные патологические поражения внутренних органов (печень, легкие, селезенка). Другая часть бактерий адсорбируются на лейко цитах и захватываются макрофагами, посред ством которых осуществляется дальнейшее обсе менение внутренних органов и развитие генера лизованной инфекции. Наиболее выраженные клиникоморфологи ческие изменения развиваются не во входных во ротах инфекции (тонкая кишка), а во вторичных очагах – в печени, легких, селезенке, региональ ных лимфоузлах. Мы при морфологическом ис следовании органов мышей, инфицированных Y. pseudotuberculosis, в поздние сроки наблюда ли наиболее выраженные деструктивные измене ния в печени и селезенке животных. Основные клинические проявления псевдоту беркулеза в период разгара заболевания связаны с развитием бактериемии и эндотоксинемии. Эн дотоксин иерсиний обладает пирогенными свой ствами, митогенной и адъювантной активностью, способностью инактивировать комплемент, по вреждать клетки костного мозга, стимулировать синтез иммуноглобулинов, простагландинов и другими патогенетически важными эффектами. 214 Показано ингибирующее действие эндотоксина возбудителя на формирование клеточного имму нитета. Установлено, что токсичность, характерная для эндотоксинов, связана с липидной областью ЛПС. Следует отметить, что ЛПС иерсиний обла дает сильным адъювантным действием. Это важ но в плане как стимуляции иммунокомпетентных клеток, так и возможности развития аллергичес ких и аутоиммунных процессов. Адъювантная ак тивность 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 ак тивность нейтрофилов крови. ЛПС возбудителя псевдотуберкулеза, как и ЛПС других грамотри цательных бактерий, обладает выраженным пи рогенным действием. Это обусловлено стимуля цией продукции и выходом эндогенных пироге нов из гранулоцитов, альвеолярных макрофагов, моноцитов, клеток Купфера. Показано, что действие ЛПС опосредовано стимуляцией синтеза биологически активных веществ – простагландинов (PgF, PgE) и цикли ческих нуклеотидов (цГМФ, цАМФ). Преоблада ние PgF и цГМФ обеспечивает освобождение анафилактогенных веществ, имеющих патогене тическое значение в развитии токсикоаллерги ческого синдрома при псевдотуберкулезе. По данным Н.Д. Ющука с соавт. [9] в остром перио де псевдотуберкулеза наблюдается 24 кратное повышение уровня IgE и резкое повышение ак тивности простагландинов, со значительным увеличением PgF2L, что свидетельствует о бур ных аллергических процессах. При этом наибо лее мощным аллергеном является ЛПС иерси ний, в меньшей степени – белки наружной кле точной мембраны. По нашим данным ЛПС Y. pseudotuberculosis в концентрации 5 мкг/мл значимо стимулировал продукцию IL1, IL6, TNFα и IFNα клетками крови доноров после 24 часовой инкубации по сравнению с уровнем контроля. Кроме ЛПС, общетоксическим эффектом об ладают термостабильный летальный токсин (бе лок с молекулярной массой 45 kDa), белковый компонент эндотоксина – порин и фактор, на рушающий проницаемость капилляров кожи (белок с молекулярной массой 50 kDa). К существенным достижениям последних лет следует отнести изучение механизмов устой чивости иерсиний к бактерицидному действию сыворотки крови и фагоцитозу. Доказано, что распространение возбудителя псевдотуберкуле за в организме человека происходит благодаря экспресии генов плазмиды вирулентности. Если ранее считалось, что Y. pseudo tuberculosis в основном размножается внутри клеточно, то в настоящее время представления о взаимодействии возбудителя с клетками мак Îáçîð ëèòåðàòóðû ÁÞËËÅÒÅÍÜ ÂÑÍÖ ÑÎ ÐÀÌÍ, 2005, ¹ 7 (45) роорганизма коренным образом изменились. Еще в 1990 году на основании электронномик роскопических исследований были получены данные о том, что активная репликация бакте рий in vivo происходит в основном внеклеточно, и лишь в небольшом проценте – в фагоцитах. Сейчас уже общепризнано, что Yersinia размно жаются в основном внеклеточно и основное па тогенное действие оказывают за счет секрети руемых веществ, в том числе через систему III типа секреции. Yersinia используют III тип сек реции для увеличения вирулентности и инвазив ности. Бактерии секретируют различные факто ры III типом секреции прямо в цитозоль эукари отической клетки, что нарушает в ней сигналь ные процессы [29]. Считают, что транслокацию Yopsэффекто ров осуществляют внеклеточно расположенные бактерии при тесном контакте с клеткой мише нью, в то время как внутриклеточные бактерии не транслоцируют Yops через эндосомальную мембрану. Элементы секреторного и транслока ционного аппаратов Yops развертываются и, ве роятно, присутствуют после инкубации при 37 °C в любой среде. Синтез протеинов происходит, если микроб до контакта с эукариотической клет кой рос при низкой температуре. Если микроор ганизм инкубировали при температуре 37 °C, он высвобождает только синтезированные ранее эффекторы. Плазмиды вирулентности сообщает возбуди телю псевдотуберкулеза способность секретиро вать специфические белки (Yops) при контакте микроорганизма с клеткой [25]. Эта секреция не медленно ведет к проникновению (транслокации) некоторых Yops в цитозоль эукариотической клетки. При этом большинство Yops эффекторов продуцируется за счет «поляризации» прямо в ци тозоль эукариотической клетки, а не в окружаю щую среду [11]. Для попадания Yops в эукариотическую клет ку необходимо преодолеть мембраны бактерии и эукариотической клетки. Преодоление мембраны бактерии достигается при помощи III типа секре ции [10]. Эту функцию осуществляют YopB, YopD, которые являются транслокационными белками. Они содержат сегменты, состоящие из гидрофоб ных аминокислот, способные встраиваться в мем браны клетки. После контакта с поверхностью клетки хозя ина при помощи III типа секреции в цитозоль эукариотической клетки выделяется шесть эф фекторных белков (YpkA, YopH, YopM, YopT, YopJ и YopE) [14, 25]. Эксперименты, проведен ные in vitro на культурах клеток, показали, что два из этих шести Yopsэффекторов (YopE, YopT) ока зывают значительное действие на перестройку актина, контролируемую β1 интегриновым рецеп тором [14, 25]. Эффект Yops может проявляться как глобальное разрушение актинового цитоске лета (цитотоксичность). YopH и частично YopE оказывают антифагоцитарное действие. Îáçîð ëèòåðàòóðû Известно, что Y. pseudotuberculosis резистен тны к фагоцитозу нейтрофилами и макрофагами. Сейчас считают, что Y. pseudotuberculosis в основ ном внеклеточный патоген и стратегия выжива ния в организме хозяина основана на способнос ти преодолевать механизмы неспецифического иммунного ответа хозяина. Yersinia способны из бегать микробоцидную активность макрофагов и оказывать антифагоцитарное действие, ингиби ровать «респираторный взрыв», запускать апоп тоз макрофагов и снижать выработку ими TNFα. Блокада фагоцитоза достигается с помощью спе цифического механизма, называемого поляризо ванной транслокацией. Сначала микроб взаимо действует с клеткоймишенью, с помощью триг геров увеличивает Yopsэкспрессию с последую щей Yopsсекрецией. Затем Yopsэффекторы транслоцируются в цитозоль клеткимишени че рез плазматическую мембрану, но только в зоне контакта между бактерией и эукариотической клеткой. Проникшие в цитозоль Yopsэффекто ры обезоруживают фагоцит и запускают апоптоз клетки. Недавно было обнаружено, что Y. pseudo tuberculosis запускает апоптоз в культуре макро фагов, 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 Тлимфоциты для разрушения этих кле ток: цитотоксичные Тлимфоциты вводят гранзим B в цитозоль клетокмишеней, это служит нача лом запуска апоптоза. То есть, одним из факто ров 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 элимини ровать 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 антибак териальной активности нейтрофилов. Антифаго цитарные свойства Yopsкодируемых факторов и резистентность к комплементзависимому ли зису требуется на более поздних стадиях пато генеза заболевания и способствует выживанию бактерий во внеклеточной среде [20]. Таким об разом, благодаря способности к плазмидкодиру емому III типу секреции бактерии способны ин гибировать антибактериальные механизмы лей коцитов [25]. Большое значение для понимания отдельных звеньев патогенеза псевдотуберкулеза имело от крытие у Y. pseudotuberculosis способности син тезировать суперантиген – YPM. Механизмом 215 ÁÞËËÅÒÅÍÜ ÂÑÍÖ ÑÎ ÐÀÌÍ, 2005, ¹ 7 (45) патогенного действия суперантигена считают за пуск излишней продукции цитокинов [23]. Счи тают, что YPM, связываясь прямо с молекулами HLA класса II, селективно активирует Тклетки человека. То есть YPM можно рассматривать как потенциальный Тактиватор. Роль YPM в патоге незе псевдотуберкулеза еще обсуждается. Неко торые авторы приписывают YPM способность вызывать развитие инфекционнотоксического шока и синдрома Кавасаки [23]. J. Abe et al. [12] считают, что YPM продуциру ется in vivo и играет важную роль в патогенезе псевдотуберкулеза. Преимущественное размно жение возбудителя в лимфоидной ткани, гисто патологические изменения в виде лимфоидной гиперплазии показывают, что в патогенез этого заболевания может быть вовлечена поликлональ ная стимуляция Тклеток. Наличие у бактерий гена ypm встречается с различной частотой – в некоторых зонах он встречается часто, в некоторых редко. Клиничес кие проявления заболевания в разных зонах тоже значительно отличаются. K. Yoshino et al. [15] об наружили, что штаммы Y. pseudotuberculosis зна чительно различаются по наличию гена ypm, ко дирующего YPM. На Дальнем Востоке этот ген широко распространен, а в Европе встречается редко. В то время как системные симптомы забо левания в Европе встречаются реже, чем на Даль нем 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 заболе вания, содержали ypm. В то время как значитель ная часть штаммов, выделенных от больных с га строинтестинальными формами заболевания, животных и объектов окружающей среды, не имела ypm гена и не продуцировала YPM. Таким образом, авторы приходят к выводу, что YPM иг рает определенную роль в развитии различных клинических вариантов заболевания. J. Abe et al. [12] обследовали 33 больных в воз расте от 1 года 11 месяцев до 25 лет. Антитела клас са IgG к YPM были обнаружены у 61 % больных псевдотуберкулезом. При этом у пациентов с ге нерализованными формами заболевания (с нали чием лимфоаденопатии, дисфункции почек, арт ритов) титры антител были значительно выше, чем у больных с изолированным поражением кишеч ника. По нашим данным [3] все штаммы, выделен ные от больных в шести регионах Сибири и Даль него Востока, имеют суперантиген YPMa. По нашим данным, суперантиген, в дозе, экви валентной 10 6 м.к./мл, значительно увеличивал продукцию IL1, IL6, TNFα, IFNα в культуре кле ток крови доноров. Наблюдалось чрезмерная про дукция IL1, IL6, TNFa, при этом выработка IFN α отставала от синтеза провоспалительных цито кинов. По нашему мнению, этот механизм приво Та б л и ц а 1 Роль факторов патогенности Yersinia в патогенезе заболевания Стадия инфекционного процесса Фактор патогенности Действие факторов патогенности возбудителя Термостабильный Секреция жидкости и электролитов в энтеротоксин Проникновение возбудителя (вырабатывается у просвет кишечника (послабление в тонкий кишечник небольшой части штаммов стула, кратковременная диарея) Y. pseudotuberculosis) Взаимодействие Адгезин с эпителиальными клетками Преодоление слизистой оболочки кишечника кишечника, преодоление Инвазин слизистой оболочки Летальный токсин (белок Гибель кишечного эпителия 45 КД) с развитием катарального Разрушение микронитей актина и язвенно-эрозивного Цитотоксины YopE и YopT, цитоскелета клетки илеита JpkA Генерализация инфекции за счет устойчивости к бактерицидным факторам крови Диссеминация инфекции во внутренние органы с фагоцитами Длительная персистенция возбудителя в организме, обострения, рецидивы. Развитие иммунопатологических процессов 216 Термостабильный Оантиген, ЛПС Эффекторные белки (Yops): Yop M, H, J, E и Т, JpkA Снижение фагоцитарной активности нейтрофилов; ингибиция реакции ГЧЗТ; подавление гуморального ответа Транслокация эффекторных белков внутрь фагоцита с развитием апоптоза клетки. Блокада фагоцитоза Генетический контроль Хромосомный ген yst yadA – ген плазмиды вирулентности inv-ген – хромо- сомный регион размером 3.2 КД Хромосомный ген Гены плазмиды вирулентности (yopE, yopT, jpkA) Хромосомные гены Плазмида вирулентности pYV 47 MDa Продукты, кодируемые плазмидой pVM 82 MDa Сниженная иммуногенность Суперантиген – YPM Поликлональная активация Тлимфоцитов; Ген ypm гиперпродукция цитокинов (IL-1, IL-6; TNF-α) Плазмида pVM 82 MDa Îáçîð ëèòåðàòóðû ÁÞËËÅÒÅÍÜ ÂÑÍÖ ÑÎ ÐÀÌÍ, 2005, ¹ 7 (45) дит к нарушению процесса регуляции цитокиноп родукции за счет недостаточного тормозящего влияния IFNα на выработку провоспалительных цитокинов, которое он в норме оказывает. Доза суперантигена, эквивалентная 106 м.к./мл, приво дила к достоверно более высокой стимуляции IFN α, IL1 и IL6, чем ЛПС Y. pseudotuberculosis в дозе, эквивалентной 107 м.к./мл, что еще раз подчерки вает 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 экспе риментальных животных Y. pseudotuberculosis, имеющего плазмиду pVM 82 MDa, поздним син тезом антител у больных в очагах, обусловлен ных Y. pseudotuberculosis (82:47 MDa), запозда лым появлением иммуноморфологических изме нений в белой пульпе селезенки мышей, инфи цированных Y. pseudotuberculosis (82:47 MDa), угнетением продукции иммуноцитокинов [5]. Элиминация возбудителя из организма осу ществляется поэтапно: первоначально микроб и его антигены исчезают из кровеносного русла, затем из легких, печени и дольше всего иерси нии сохраняются в лимфатических узлах и се лезенке [2]. Роль различных факторов патогенности Y. pse udotuberculosis на различных стадиях взаимодей ствия 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. Ве роятно, высокий уровень Оантигена в сыворот ке крови больных связан с массивным размно жением возбудителя в тканях и большим поступ лением антигенного материала в кровь, хотя возможно и поступление антигенов из просвета кишечника, так как всасывающая способность слизистой желудочнокишечного тракта у боль ных псевдотуберкулезом не нарушается. Оан тигенемия наблюдается в течение 12х 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 ме сяцев) персистируют IgG и IgA антитела. Затяж ное и рецидивирующее течение характеризует ся более продолжительной Оантигенемией, бо лее поздним появлением антител и длительной продукцией специфического IgA, обусловлен ной, повидимому, персистенцией иерсиний и постоянным антигенным раздражением иммун ной системы. Цитопатическое действие возбудителя и дли тельная персистенция в лимфоузлах и селезенке определяют повторные волны бактериемии, соп Îáçîð ëèòåðàòóðû ровождающиеся генерализацией инфекции с ре цидивами и обострениями. По мнению А.П. Авцына и соавт. [4], рециди вирующее течение заболевания определяется биологическими свойствами возбудителя и осо бенностями антимикробной защиты. Предраспо ложенность к рецидивирующему течению псев дотуберкулеза связана с повреждениями органов иммуногенеза с развитием вторичного иммуно дефицита на 1–3 недели болезни. Однако, у боль шинства больных на 2–4 неделе заболевания происходит иммунологическая перестройка и формирование специфического иммунитета, с преобладанием реакций гиперчувствительности замедленного типа, что обеспечивает освобожде ние организма от возбудителя инфекции, сана цию вторичных очагов и репаративные измене ния в них. Лишь у больных с неблагоприятным преморбидным фоном (заболевания системы крови, хронические заболевания печени, глист ные инвазии, хронический алкоголизм) может развиться иммунодефицитное состояние с разви тием крайне тяжелого септического варианта болезни. Достижения в изучении факторов патогенно сти Y. pseudotuberculosis, их вклада в механизмы взаимодействия микро и макроорганизма позво ляют пересмотреть существовавшие ранее схемы патогенеза псевдотуберкулеза. Принципиальная общая схема патогенеза псевдотуберкулеза, с уче том открытий последних лет в области генетики микроорганизмов, молекулярной биологии, экспе риментальной патофизиологии, приведена на рис. 2. Многоэтапность патогенетической цепи псев дотуберкулеза обусловливает возможность пре рывания инфекционного процесса на различных его уровнях. Определяющее значение во взаимо действии макро и микроорганизма имеет нали чие у иерсиний большого числа факторов пато генности, доза возбудителя, а также состояние макроорганизма. ЛИТЕРАТУРА 1. Исачкова Л.М. Вторичный иммунодефицит при псевдотуберкулезе у человека и в эксперимен те / Л.М. Исачкова, А.А. Жаворонков // Арх. па тологии. – 1991. – № 11. – С. 28–33. 2. Исачкова Л.М. Патогенетическое значение плазмидассоциированной вирулентности псевдо туберкулезного микроба / Л.М. Исачкова, Ф.Н. Шубин // Материалы 17 съезда Всесоюз. об ва эпидемиологов, микробиологов и паразитоло гов им. И.И. Мечникова. – М., 1989. – Ч. 1. – С. 172–173. 3. Обнаружение суперантигена (YPM) в штам мах Y. pseudotuberculosis, циркулируюших на тер ритории Сибири / В.Т. Климов, М.В. Чеснокова, Н.В. Бренева и др. // Проблемы биологической и экологической безопасности: Матер. Междунар. конф. – Оболенск: Издво ГНЦ ПМ, 2000. – С. 186–187. 217 ÁÞËËÅÒÅÍÜ ÂÑÍÖ ÑÎ ÐÀÌÍ, 2005, ¹ 7 (45) Рис. 2. Схема патогенетических и саногенетических 218 Îáçîð ëèòåðàòóðû ÁÞËËÅÒÅÍÜ ÂÑÍÖ ÑÎ ÐÀÌÍ, 2005, ¹ 7 (45) механизмов при псевдотуберкулезе. Îáçîð ëèòåðàòóðû 219 ÁÞËËÅÒÅÍÜ ÂÑÍÖ ÑÎ ÐÀÌÍ, 2005, ¹ 7 (45) 4. Основные черты патогенеза псевдотуберку леза (иерсиниоза) / А.П. Авцын, Л.М. Исачкова, А.А. Жаворонков и др. // Арх. патологии. – 1990. – № 5. – С. 3–7. 5. Псевдотуберкулез / И.А. Шурыгина, М.В. Чеснокова, В.Т. Климов и др. – Новоси бирск: Наука, 2003. – 320 с. 6. Сидорова В.Е. Экзоферменты псевдотубер кулезного микроба / В.Е. Сидорова, Т.Н. Варваше вич, Н.Ф. Tимченко // Вопр. мед. химии. – 1987. – Т. 33, Вып. 2. – С. 44–48. 7. Сомов Г.П. Псевдотуберкулез / Г.П. Сомов, В.И. Покровский, Н.Н. Беседнова. – М.: Медици на, 1990. – 240 с. 8. Тимченко Н.Ф. Входные ворота и пути цир куляции Yersinia pseudotuberculosis в теплокровном организме / Н.Ф. Тимченко, Ф.Ф. Антоненко // Журн. микробиол. – 1990. – № 10. – С. 15–19. 9. Ющук Н.Д. О клинике, патогенезе и лече нии 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 Gram negative 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 Gram negative bacteria: delivering the goods / L.W. Cheng, O. Schneewind // Trends in Microbiology. – 2000. – Vol. 8, N 5. – 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, N 8. – 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. WolfWatz // 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 pseudotuber culosis 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 β1 chain integrins are receptors for invasin, a protein that promoters bacterial penetration into mammalian cells / R.R. Is berg, 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, N 2. – P. 235–237. 18. Marra A. Invasindependent and invasin independent pathways for translocation of Yersinia 220 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 β1 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. Microbialhost 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. WolfWatz // Infect. Immun. – 1991. – N 59. – 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, N 3. – P. 1016–1019. 23. Seprenyi G. Generated single pointmutations can considerably dismantle the lymphocyte overstimulation induced by Yersinia pseudotuberculosis superantigen / G. Seprenyi, Y. Ito, T. Kohsaka // Cell. Immunol. – 1999. – Vol. 192, N 2. – P. 96–106. 24. Siebers A. M cells and the pathogenesis of mucosal and systemic infections / A. Siebers, B.B. Fin lay // 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. Ueshiba H. 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. MiyoshiAkiyama // Zentralbl. Bakteriol. – 1998. – Vol. 288, N 2. – P. 277–291. 27. Unmasking of intestinal epithelial lateral mem brane beta1 integrin consequent to transepithelial neutrophil migration in vitro facilitates invmediated invasion by Yersinia pseudotuberculosis / B.A. McCormick, A. Nusrat, C.A. Parkos et al. // Infect. Immun. – 1997. – Vol. 65, N 4. – P. 1414–1421. 28. VazquezTorres A. Cellular routes of invasion by enteropathogens / A. VazquezTorres, 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. 10385– 10390. Îáçîð ëèòåðàòóðû
