Свистунов В.В.

Иркутская городская клиническая больница

Молекулярно-биологическая характеристика возбудителя и патологоанатомические аспекты летальных исходов от туберкулеза в Иркутске в 2008-2011 гг.

Журнал: Архив патологии. 2014;76(1): 10-15

Просмотров : 12

Загрузок :

Как цитировать

Свистунов В. В. Молекулярно-биологическая характеристика возбудителя и патологоанатомические аспекты летальных исходов от туберкулеза в Иркутске в 2008-2011 гг.. Архив патологии. 2014;76(1):10-15.

Авторы:

Свистунов В.В.

Иркутская городская клиническая больница

Все авторы (1)

На протяжении прошлого столетия эпидемиология демонстрировала определенные успехи в борьбе с распространением инфекционных заболеваний и казалось, что она вплотную приблизилась к своей исторической цели - полной их ликвидации. Однако, начиная с 80-х годов, смертность от инфекций, в том числе и от туберкулеза, стала возрастать, и пришло понимание того, что инфекционные заболевания не только не утратили своей актуальности, но и представляют реальную угрозу человечеству.

Согласно статистике Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), ежегодно в мире регистрируется более 9 млн новых случаев туберкулеза, а количество умерших составляет более 80% от всех смертей, последовавших от инфекционных и паразитарных заболеваний вместе взятых [1, 2]. Изменение эпидемической обстановки в отношении туберкулеза отмечено повсеместно, однако наихудшие показатели отмечены в странах Африки и Юго-Восточной Азии. В России, в том числе в Восточной Сибири, эти показатели по сравнению с периодом 80-х годов прошлого века также ухудшились. В Иркутске в 2008-2011 гг. смертность от туберкулеза колебалась в пределах 36-42 случаев на 100 000 населения, превосходя общероссийский показатель (18,1) в 2-2,5 раза [3, 4].

Наряду с количественными в структуре аутопсий умерших от туберкулеза произошли и качественные изменения. Стали преобладать генерализованные формы заболевания с нетипичной микроскопической картиной и преимущественно альтеративным характером воспаления, сомнительными, а зачастую отрицательными результатами окрашивания по Цилю-Нельсену для выявления кислотоустойчивых бактерий (КУБ) в срезах. Их появление и доминирование связывают с увеличением числа больных с иммунодефицитными состояниями на фоне наркомании и ВИЧ-инфекции, которые сопровождаются резким снижением уровня СD4+-лимфоцитов, играющих важную роль в механизме противотуберкулезной защиты, в то время как упоминание о других факторах, способных влиять на исходы заболевания и характер структурных изменений, например вирулентность штаммов и некоторые генетические особенности человека, встречаются нечасто [4, 5].

В то же время в литературе последних лет появились работы, основанные на результатах молекулярно-биологических исследований, в которых приводятся данные о значительных различиях вирулентных свойств микобактерий, относящихся к разным генотипам, и особенностях взаимодействия полиморфных локусов генов человека с эпидемическими штаммами микобактерий туберкулеза [6-8].

В соответствии с базой данных сполиготипов SpolDB4 в настоящее время выделено около 160 сполиготипов, представляющих более 20 генетических семейств M. tuberculosis, среди которых выделяются основные: Beijing (Пекин), EAI (Восточно-Африканско-Индийское), GAS (Центрально-Азиатское), LAM (Латиноамериканское и Средиземноморское), T-группа, Harlem (Гарлем) и X-семейство. Наиболее вирулентным среди них является пекинский генотип (Beijing). На его долю приходится большинство случаев лекарственно устойчивых форм туберкулеза, а инфицированность этим штаммом населения стран бывшего СССР составляет более 50% [9-11]. Его отличают способность к диссеминации и генерализации, причем достоверно чаще встречаются внелегочные формы заболевания. Клинически заболевание может протекать с фебрилитетом. Макрофаги, инфицированные пекинским генотипом, экспрессируют значительно большее количество провоспалительных цитокинов (IL-1, -1β, IL-12, TNF-α), при этом уровень экспрессии не зависит от числа микробных тел, поэтому даже малые количества микобактерий этого генотипа способны инициировать воспаление [12].

Важными оказались результаты молекулярно-биологических исследований по адаптивному взаимодействию полиморфных локусов генов человека с эпидемическими штаммами М. tuberculosis, при которых выявлены различия в исходах заболевания и популяционные особенности строения генов, ассоциированных с туберкулезной инфекцией [6, 7]. Особый интерес представляет ген DC-SIGN (Dendritic Cell-Special Intercellular adhesion molecule-3-Grabbing Non integrin) позиции -336A/G, более известный как CD209, отвечающий за захват инфекта [7, 13]. Взаимодействие микобактерии с организмом человека начинается с противостояния системы «нападения» М. tuberculosis и системы «защиты» человека - неспецифического иммунитета, нацеленного на захват и фагоцитоз возбудителя. От того, насколько эффективно работает эта система, будет зависеть прогноз в отношении развития и течения заболевания. Основную роль по захвату и представлению информации Т-лимфоцитам играют фагоциты и дендритные клетки, причем эффективность защиты зависит от уровня гена лектинового рецептора CD209 [14]. Установлено, что уровень его экспрессии на поверхности дендритных клеток зависит от генетического полиморфизма промоторной области гена CD209. Люди с генотипом AG и GG по гену CD209 имеют на поверхности дендритных клеток значительно меньшее количество рецептора [14].

При исследовании полиморфизма -336AG и -336GG по гену CD209 живых лиц, больных туберкулезом, и умерших в сопоставлении с генотипами микобактерий было установлено, что в группе умерших генотип В (Beijing) встречается в 6 раз чаще, чем в группе живых лиц, больных туберкулезом [7].

Таким образом, различия вирулентных свойств микобактерий и особенности их взаимодействия с полиморфными локусами генов человека являются важными факторами, способными влиять на течение заболевания, его исход, а также на характер структурных изменений.

Цель и задачи исследования состоят в том, чтобы на основе патологоанатомических вскрытий в Иркутске дать характеристику форм заболевания и выделить генерализованный крупноочаговый туберкулез в отдельную группу. На нативном материале, взятом в ходе патологоанатомического исследования методом генотипирования MIRU-VNTR были определены генотипы М. tuberculosis и сравнены полученные результаты в группах. Изучены полиморфизм гена DC-SIGN в позиции -336 A/G и его влияние на патогенез, характер структурных изменений и исход заболевания. Сравнены морфологические изменения в группах по следующим выбранным параметрам: тип воспаления (альтеративное, экссудативное, продуктивное), характер клеточных и тканевых реакций, наличие гигантских клеток и их морфология и сопоставлены их данные с результатами окрашивания по Цилю-Нельсену. Выявлены возможные различия в группах по этиологии заболевания. На основе сопоставления микроскопической картины и результатов молекулярно-биологических исследований удалось установить возможную зависимость характера структурных изменений от генотипа микобактерий, а также определить удельный вес ВИЧ-инфицированных в группах.

Материал и методы

Материалом послужили результаты 163 патологоанатомических вскрытий умерших от туберкулеза, выполненных на базе ПАО МАУЗ КБ №1 Иркутска и ГБУЗ Областное патологоанатомическое бюро в 2008-2011 гг. Вскрытия осуществлялись в полном объеме с проведением микроскопического исследования. В 125 наблюдениях дополнительно проводилось окрашивание срезов по Цилю-Нельсену для выявления КУБ. Молекулярно-биологические исследования выполнялись в лаборатории эпидемически и социально значимых инфекций НИИЭИ НЦ ПЗСРЧ СО РАМН методом генотипирования MIRU-VNTR по 12 локусам в соответствии с рекомендациями ВОЗ (World Health Organization, Annual Meeting of the European Network for TB Surveillance in Europe, Dubrovnik,Croatia 25-26 May: Tech. rep.: WHO, 2009). Идентификацию полученных MIRU-VNTR профилей проводили по открытой базе данных MIRU-VNTRplus [http://www.miru-vntrplus.org/MIRU/index.faces]. Для подтверждения принадлежности исследованной микобактериальной ДНК к штаммам высоковирулентного пандемического генотипа Пекин осуществляли дополнительное исследование на наличие/отсутствие делеции в регионе RD207 в геноме M. tuberculosis по методу Reed [15]. Полученные результаты сравнивали с базой данных MIRU-VNTR профилей штаммов микобактерий туберкулеза, циркулирующих в Иркутской области, и с глобальной базой данных S ITVIT [16].

Результаты и обсуждение

В исследовании преобладали мужчины, наибольшее число умерших было в возрасте 30-39 лет - 70 (43%), умерших трудоспособного возраста - 158 (97%) (табл. 1)

.

Преобладали генерализованные формы заболевания (табл. 2)

, которые составили около 90% от общего числа наблюдений. ВИЧ-инфицированных было 65 (40%).

В 1-й группе клеточные и тканевые реакции были типичными, преобладали экссудативные и продуктивные формы воспаления, всегда выявлялись гигантские клетки (рис. 1)

Рисунок 1. Типичная туберкулезная гранулема легкого. Окраска гематоксилином и эозином. ×10.
. Окрашивание срезов по Цилю-Нельсену было выполнено в 46 случаях, из них в 36 наблюдениях результат был положительным (рис. 2)
Рисунок 2. Большое количество кислотоустойчивых палочек при туберкулезе легкого. Окраска по Цилю—Нельсену. ×40.
, в 2 - сомнительным и в 3 - отрицательным. Результаты генотипирования представлены в табл. 3
.

В большинстве наблюдений этиология заболевания была связана с менее вирулентными (непекинскими) штаммами - 45 (85%), в 8 (15%) случаях был выявлен генотип В (Beijing).

Во 2-ю группу вошли случаи так называемого генерализованного крупноочагового туберкулеза с нетипичной микроскопической картиной (рис. 3, 4)

Рисунок 3. Крупный фокус казеозного некроза, в центре распадающиеся лейкоциты при туберкулезе легкого. Окраска гематоксилином и эозином. ×10.
Рисунок 4. Очаг казеозного некроза, клеточных реакций нет (туберкулез; головной мозг). Окраска гематоксилином и эозином. ×10.
. Преобладал альтеративный тип воспаления, характерные клеточные и тканевые реакции либо отсутствовали, либо были нетипичными (инфильтрация очагов казеоза лейкоцитами) и слабовыраженными. Гигантские клетки, выявленные в 1/3 наблюдений, по сравнению с классическими были меньших размеров, угловатой или треугольной формы, число ядер снижено. В редких случаях обнаруживались гранулемы с признаками слабых продуктивных изменений. Окрашивание срезов по Цилю-Нельсену было выполнено в 79 (72%) случаях. В 63 наблюдениях результаты окрашивания были отрицательными, в 9 - сомнительными и в 7 - положительными. Выявленные генотипы микобактерий во 2-й группе приведены в табл. 4
.

Из 110 случаев в 101 (92%) наблюдении был определен наиболее вирулентный штамм В.

Генотипирование образцов, взятых из различных органов 4 умерших от туберкулеза в 2012 г. (не включены в исследование), выявило различия в ПЦР-продуктах.

В 90 наблюдениях (70 мужчин и 20 женщин) изучен однонуклеотидный полиморфизм промотора гена DC-SIGN (CD209) позиции -336A/G и проанализированы результаты комбинаций с микобактериями различных генотипов (табл. 5, 6)

.

По аллелям А и G большинство умерших относились к генотипу АА - 53 (59%) наблюдения. При изучении комбинаций генотипов человека и М. tuberculosis у женщин всех 3 генотипов и мужчин с генотипом АА соотношение пекинского и непекинских штаммов было примерно равным и статистически значимых различий не было. У мужчин с аллелем G (генотипы AG и GG) наиболее частой была комбинация с эпидемическим штаммом генотипа В (Beijing): 26 (84%) из 31. При расчете вероятность развития летального исхода в этой группе увеличивается в 6 раз: 95% доверительный интервал отношения шансов составляет 1,946-19,923 [8, 12].

Выводы

1. Среди умерших в стационарах Иркутска удельный вес генерализованного крупноочагового туберкулеза составил 67%, а общее число генерализованных форм, включая туберкулез легких с различными видами диссеминации и прогрессирования, приблизилось к 90%. Этиология в большинстве (65%) наблюдений была связана с пекинским генотипом. Однако в группах имелись различия. В 1-й группе удельный вес эпидемического штамма генотипа В (Beijing) составил 15%, в то время как во 2-й группе - 92%.

2. При сравнении морфологических изменений и доминирующих генотипов в группах были выявлены значительные различия. В 1-й группе наблюдений с типичной микроскопической картиной преобладали генотипы с более «мягкими» вирулентными свойствами - 85%. В то же время во 2-й группе морфологические проявления заболевания были нетипичными, а этиология в большинстве наблюдений была связана с наиболее вирулентным генотипом В (Beijing).

3. Результат, полученный при исследовании нескольких образцов в наблюдении у больной З. (33 года (S-94/11)) и у 4 умерших от туберкулеза в 2012 г., свидетельствует о том, что этиология заболевания может быть связана с несколькими генотипами микобактерий одновременно.

4. Наибольшее число комбинаций генотипа человека и микобактерий эпидемического штамма В (Beijing) - 26 (84%) из 31 случая - выявлены у мужчин с генотипами AG и GG, что позволяет высказаться о влиянии этой комбинации на исход заболевания.

5. Число ВИЧ-инфицированных в группах было различным. В 1-й они составили 23%, во 2-й в случае генерализованного крупноочагового туберкулеза на их долю пришлось 48% наблюдений.

6. Полученные в ходе исследования данные позволяют высказать мнение о том, что характер структурных изменений при туберкулезе определяется комплексом факторов: ВИЧ-статус и связанные с ним дефекты клеточных механизмов противотуберкулезной защиты, с одной стороны, и некоторые генетические особенности человека (варианты полиморфизма гена CD209 -336 A/G) и вирулентность штамма микобактерий - с другой.

Подтверждение e-mail

На test@yandex.ru отправлено письмо с ссылкой для подтверждения e-mail. Перейдите по ссылке из письма, чтобы завершить регистрацию на сайте.

Подтверждение e-mail