На протяжении последних 10 лет инфекции нижних дыхательных путей остаются ведущей причиной смерти от инфекционных болезней в экономически развитых странах, и среди всех причин смерти в 2011 г. они занимали 6-е место (2,9%), следуя за ишемической болезнью сердца, инсультами, онкологическими заболеваниями органов дыхания, болезнью Альцгеймера и хронической обструктивной болезнью легких [1].
Согласно данным Минздравсоцразвития России в 2003 г. в нашей стране от пневмонии умерли 44 438 человек, что составило 31 случай на 100 тыс. населения [2], и сравнимо с аналогичным показателем для экономически развитых стран [1]. Наиболее значимыми возбудителями тяжелых форм внебольничной пневмонии (ВБП) у взрослых считают Streptococcus pneumoniae, представленный в этиологической структуре в 21% случаев, Staphylococcus aureus - 7,4%, Legionella pneumophila - 5,8%, грамотрицательные аэробные бактерии - 8,8% [2]. С учетом этих данных, а также сведений о распространенности резистентных к антибиотикам штаммов, пациентам с ВБП эмпирически назначаются антибактериальные препараты. Однако у взрослых с ВБП, госпитализированных в отделение реанимации и интенсивной терапии (ОРИТ), в 32,4% случаев возбудитель установить не удается [3].
Описаны случаи выделения аденовирусов из ткани легких иммунокомпетентных взрослых при тяжелом течении пневмонии, заканчивающейся летальным исходом [4-7]. Ретроспективное исследование в США показало, что у 2,5% из 440 детей, госпитализированных по поводу аденовирусной инфекции (АВИ) в 1990-1996 гг., развивается тяжелая пневмония, осложненная плевритом с выпотом в плевральных полостях или диссеминированной инфекцией, с летальностью 60% у детей с нормальным иммунитетом и 83% с нарушенным [8]. У онкологических больных летальность от АВИ на фоне лечения цитостатиками достигает 53% [9].
АВИ человека характеризуется широким спектром клинических проявлений, которые детерминированы генетической структурой вирусов, но могут варьировать по степени выраженности в зависимости от пути инфицирования и наличия специфических для серотипа анамнестических антител. Аденовирусы D вызывают кератоконъюнктивиты, F - гастроэнтериты, G - гастриты, аденовирусы А обнаруживаются в испражнениях практически здоровых детей.
При острых инфекциях дыхательных путей, варьирующих от нетяжелых форм, ограничивающихся воспалением слизистых оболочек верхних дыхательных путей, до тяжелых поражений легких с диссеминацией во внутренние органы, чаще выделяют аденовирусы видов В, С и Е. Групповые случаи респираторной АВИ в семейных кластерах и изолированных коллективах чаще вызывают 7-й и 4-й серотипы аденовирусов, что может быть связано в первую очередь с отсутствием анамнестического иммунитета к аденовирусам этих серотипов у детей и взрослых. Сероэпидемиологические исследования в США показывают отсутствие протективного уровня антител к аденовирусам 4-го и 7-го серотипов более чем у 70% обследованных призывников [10, 11]. В контингентах военнослужащих вспышки АВИ регистрируются практически ежегодно в разных странах [10, 12, 13]. Во время вспышек респираторной инфекции, вызванной аденовирусами 4-го и 7-го серотипов, для 25% заболевших требуется госпитализация в связи с длительно сохраняющейся лихорадкой и/или с развитием пневмонии [14].
Материалы и методы
В работе предлагается ретроспективный анализ медицинской документации 7 взрослых пациентов, скончавшихся вследствие осложнений ВБП, вызванной аденовирусом 7-го серотипа. Клинический диагноз пневмонии поставлен на основании клинической картины, результатов лабораторных и рентгенологических исследований. Аденовирусная этиология пневмонии установлена методом полимеразной цепной реакции (ПЦР) с детекцией в реальном времени. Определение принадлежности аденовирусов к 7-му серотипу выполнено с помощью секвенирования гена гексона. Другие потенциальные этиологические агенты пневмонии исключены на основании результатов комплекса молекулярно-генетических исследований для обнаружения широкого спектра вирусных и бактериальных возбудителей острых инфекций дыхательных путей.
Исследование биологического материала 7 пациентов (кровь, фрагменты легких, головного мозга, селезенки, печени, почек у 6 мужчин в возрасте 19-24 лет и одной женщины 49 лет), скончавшихся от тяжелой пневмонии, с целью определения этиологии пневмонии осуществляли путем обнаружения нуклеоновых кислот потенциальных возбудителей в «Референс-центре по мониторингу за инфекциями верхних и нижних дыхательных путей» ФБУН «Центральный НИИ эпидемиологии» (ЦНИИЭ) Роспотребнадзора.
С использованием наборов реагентов производства ФБУН ЦНИИЭ Роспотребнадзора (марка «АмплиСенс») методом ПЦР с гибридизационно-флюоресцентной детекцией определяли нуклеиновые кислоты следующих вирусных возбудителей острых респираторных инфекций: вирусов гриппа А и В, возбудителей ОРВИ (респираторно-синцитиального вируса, метапневмовируса, коронавирусов, аденовирусов В, С, Е, бокавируса, риновирусов, вирусов парагриппа типа 1-4). Проводили также исследование на наличие ДНК Mycoplasma pneumoniae и Chlamydophila pneumoniae и определяли количество ДНК S. pneumoniae и Haemophilus influenzae с помощью лабораторных методик «Референс-центра». Дополнительно определяли количество ДНК S. pyogenes, S. aureus, Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa, Acinetobacter baumannii, Escherichia coli методом ПЦР с гибридизационно-флюоресцентной детекцией, а также выполняли амплификацию общебактериальной ДНК (16SrДНК) с последующим секвенированием.
Идентификация серотипа аденовирусов проведена методом секвенирования фрагмента амплификации ДНК размером 462 пар нуклеотидов гена, кодирующего гексон аденовирусов. Секвенирование фрагментов при ПЦР проводили методом «cycle sequence» с набором ABI PRISM BigDye Terminator v.3.1 («Applied Biosystems», США), согласно инструкции изготовителя с использованием капиллярного автоматического секвенатора ABI-3100 PRISM Genetic analyzer («Applied Biosystems», США). Анализ последовательностей нуклеотидов выполняли с использованием блока программ DNASTAR по алгоритму CluslalW.
Всем пациентам во время пребывания в стационарах выполнялось стандартное бактериологическое исследование периферической крови, по результатам которого, роста бактериальной флоры не наблюдалось.
Посмертный материал (кровь, фрагменты легких и головного мозга) подвергали стандартному бактериологическому исследованию с целью выделения аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов и грибов.
При изготовлении гистологических препаратов аутопсийного материала использовали аппарат для парафиновой проводки карусельного типа STP 120 («Микром», Германия), санный микротом НН400 («Микром», Германия). Гистологические срезы окрашивали гематоксилином и эозином и по Перлсу. Препараты исследованы методом световой микроскопии с помощью микроскопа Axioskop-40 («Карл Цейс», Германия), с использованием увеличения 20, 100, 200, 400.
Результаты
В «Референс-центр» на протяжении 2009-2014 гг. поступал биологический материал больных ВБП тяжелого течения, в том числе с летальным исходом, на исследование с целью уточнения этиологии пневмонии. У 7 больных в прижизненном (мазки из носоглотки) и/или посмертном (легкие, головной мозг, селезенка, печень, кровь) материале обнаружена ДНК аденовируса человека в концентрации не ниже 106 геномных эквивалентов в 1 мл исследованного материала (в ГЭ/мл). На основании результатов секвенирования обнаруженные у всех пациентов аденовирусы отнесены к виду В1 серотип 7.
Нуклеиновые кислоты других значимых этиологических агентов ВБП взрослых, включая S. pneumoniaе, H. influenzae, S. aureus, S. pyogenes и вирусы гриппа, не обнаружены ни в одном образце. При исследовании условно-патогенной микрофлоры - потенциальных возбудителей внутрибольничных инфекций, в ткани легких двух пациентов обнаружены ДНК A. baumannii в концентрации не выше 105 ГЭ/мл. В других органах обнаруживались ДНК K. pneumoniae не выше 103 ГЭ/мл, ДНК P. aeruginosa не выше 103 ГЭ/мл, ДНК E. coli не выше 103 ГЭ/мл, причем у одного человека в разных органах могли обнаруживаться различные возбудители. По результатам секвенирования бактериальной ДНК (16SrДНК) можно сделать вывод об отсутствии в аутопсийном материале больного какого-либо лидирующего бактериального возбудителя в значимой концентрации. В большинстве случаев образцы либо не содержали бактериальной ДНК в достаточном для секвенирования количестве, либо содержали ассоциацию различных бактерий в незначительном количестве.
Заболевание регистрировалось в декабре-марте разных лет после переохлаждения на фоне неблагополучной по ОРЗ обстановки в воинских частях, 4 случая были эпидемиологически связаны между собой. Сопутствующая патология или состояния (ишемическая болезнь сердца) имелась у 1 больной, ожирение алиментарно-конституциональное I степени - у 1 больного, в 1 случае - недостаточное питание.
Заболевание у всех начиналось остро с повышения температуры тела до 37,8-39 °С, слабости, головной боли, боли в горле, сухого малопродуктивного кашля у 4 пациентов, насморка в 2 случаях. На фоне преимущественно симптоматической терапии (в одном случае больная самостоятельно принимала ингавирин) лихорадка сохранялась, симптоматика усиливалась либо состояние больных резко ухудшалось в связи с появлением одышки, что приводило к госпитализации в стационар на 2-11-е сутки болезни (в среднем на 5-й день), где по результатам обследования ставился диагноз: внебольничная пневмония. На рентгенограмме грудной клетки при госпитализации наблюдались поражение одного сегмента легких (у 2 больных), поражение одной доли легкого (у 3 больных), тотальное поражение легких (у 2 больных). Согласно историям болезни при проведении лабораторных исследований при поступлении в стационар у 4 из 6 больных наблюдалась лейкопения, у 2 - лейкоцитоз. В динамике у больных с первоначальным лейкоцитозом через 5 дней отмечалась лейкопения. Практически у всех больных увеличивалось число палочкоядерных нейтрофилов, концентрации аспартатаминотрансферазы (АсАТ) и аланинаминотрансферазы (АлАТ). Концентрация азота мочевины незначительно увеличена у 2 больных. Всем больным при поступлении в стационар назначалась антибактериальная терапия. Смена антибактериального препарата во время пребывания в стационаре происходила от 1 (1 больной) до 6 (1 больной) раз, в среднем 2-3 раза, в части случаев антибиотики дополнительно вводились ингаляционно. При переводе в ОРИТ в среднем на 10-й день болезни всем больным назначали по 2-4 антибиотика одновременно.
В общей сложности терапия антибиотиками продолжалась от 8 до 17 дней. Всем пациентам в ОРИТ проводилась иммуномодулирующая терапия (иммуноглобулин человека нормальный - IgG + IgA + IgM, меглюмина акридонацетат). Дополнительно назначали глюкокортикостероиды, сурфактант, антикоагулянтную и инфузионную терапию; 4 пациентам в среднем на 10-13-й день болезни назначили осельтамивир, 2 - ингавирин.
Несмотря на лечение, лихорадка сохранялась, состояние больных прогрессивно ухудшалось, отмечались нарастание интоксикационного синдрома, дыхательной недостаточности и нестабильность гемодинамики. По мере развития болезни наблюдался гидроторакс в 6 случаях. На 20-й день болезни у 2 больных наблюдались носовые кровотечения. Пункцию и дренирование плевральной полости проводили 4 больным (с количеством экссудата от 600 до 2000 мл). Наряду с интенсивной патогенетической и симптоматической терапией всем пациентам в ходе лечения на 8-15-й день болезни потребовалась искусственная вентиляция легких (ИВЛ). Больные находились на лечении в стационаре от 8 до 17 дней.
Летальные исходы регистрировались на 10-24-й день болезни. У всех больных диагностирован острый респираторный дистресс-синдром (ОРДС), острая дыхательная недостаточность III степени, полиорганная недостаточность (ПОН), у 3 пациентов синдром диссеминированного внутрисосудистого свертывания крови (ДВС). При патолого-анатомическом исследовании у всех больных отмечалась ПОН: ОРДС, острая сердечно-сосудистая недостаточность, острая почечная недостаточность, токсическая гепатопатия, токсическая нефропатия, токсическая миокардиодистрофия. При гистологическом исследовании наблюдались признаки деструктивной пневмонии с обширным некрозом легочной паренхимы, интраальвеолярные и паренхиматозные кровоизлияния в легких, в слизистой оболочке трахеи, макрофагальный альвеолит или гиалиновые мембраны в паренхиме легких. Практически у всех больных отмечалась резко выраженная белковая дистрофия канальцев почек, дистрофические изменения в паренхиме печени, отек мягких оболочек головного мозга, отек или диапедезные кровоизлияния в белом веществе мозга. Типичная гистологическая картина представлена на рис. 1-6 на цв. вклейке.
Приводим характерный пример аденовирусной пневмонии (АВП) тяжелого течения с летальным исходом.
Больной, военнослужащий срочной службы 1990 года рождения, заболел остро, когда температура тела повысилась до 39 °С, появился сухой кашель, насморк. В анамнезе отмечалось наличие контакта с больными ОРЗ. Лечился самостоятельно, принимал парацетамол по 1 таблетке 3 раза в день. Через 1 нед состояние больного ухудшилось, появилась одышка, общая слабость, усиление кашля, лихорадки, в связи с чем был госпитализирован на 11-й день заболевания в пульмонологическое отделение стационара, где диагностирована ВБП верхней доли левого легкого, нетяжелого течения. Назначена антибактериальная терапия (цефтриаксон и азитромицин). Через 2 дня отмечались отрицательная динамика в виде увеличения объема и интенсивности инфильтрации верхней доли левого легкого при рентгенографии грудной клетки и выраженная лейкопения. Произведена смена антибактериальной терапии на имипенем+циластатин и моксифлоксацин и добавлена противовирусная терапия: имидазолилэтанамид пентандиовой кислоты и осельтамивир. В связи с отрицательной клинико-рентгенологической динамикой на 14-й день заболевания больной переведен в ОРИТ, где состояние расценено как тяжелое, обусловленное дыхательной недостаточностью II степени, интоксикационным синдромом на фоне левосторонней тотальной пневмонии, осложненной гидротораксом. При объективном обследовании: сознание ясное, кожные покровы бледные, акроцианоз. Температура тела 38 °С. Аускультативно: дыхание слева резко ослаблено, выслушиваются крепитирующие хрипы над всей поверхностью левого легкого. Одышка с частотой дыхания 24 в 1 мин, пульс 90 ударов в 1 мин, артериальное давление 110/70 мм рт.ст., тоны сердца приглушены.
В анализе крови отмечалась лейкопения 1,5·109/л, метамиелоциты до 14%, палочкоядерный сдвиг до 41%.
В биохимическом анализе крови: глюкоза 6,5 ммоль/л, АсАТ 114 мкмоль/л, АлАТ 32 мкмоль/л, креатинин 107 мкмоль/л, общий белок 51 г/л. По данным газового состава крови: pH 7,42, pO
При бактериологическом исследовании крови, взятой на 15-й день болезни, рост бактериальной микрофлоры не выявлен. При бактериологическом исследовании посмертного материала выделены из легких K. pneumoniae, A. baumannii, Psеudomonas aeruginosa, Enterococcus faecium, Candida glabrata; из крови: K. pneumoniae, P. aeruginosa, E. faecium; из головного мозга: A. baumannii, P. aeruginosa, E. faecium, C. qlabrata.
С помощью ПЦР в крови обнаружена ДНК A. baumannii не более 105 ГЭ/мл, K. pneumoniae не более 103 ГЭ/мл, P. aeruginosa не более 103 ГЭ/мл; в легком: A. baumannii не более 103 ГЭ/мл. При ПЦР-исследовании в посмертном материале (легкие, головной мозг, селезенка, печень, кровь) обнаружена ДНК аденовируса в концентрации не ниже 106 ГЭ/мл. На основании результатов секвенирования аденовирус отнесен к виду В1 серотип 7.
Обсуждение
Известно, что причинами развития инфекции могут быть как снижение эффективности защитных механизмов макроорганизма, так и массивность дозы микроорганизмов и/или их повышенная вирулентность [2]. По-видимому, в рассматриваемых случаях имелось сочетание всех факторов, поскольку заболевание в большинстве случаев происходило на фоне переохлаждения, при тесном контакте с инфицированными, что способствовало вдыханию аэрозоля возбудителя. Известно, что аденовирусы способны уклоняться от иммунной защиты, подавляя процесс представления антигенов на поверхности антиген-презентирующих клеток, нарушая механизм апоптоза инфицированных клеток, ингибируя действие интерферона и фактора некроза опухоли [15].
Обнаружение во всех исследованых образцах посмертного и прижизненного материала ДНК аденовирусов в высокой концентрации, в отсутствие клинически значимых бактериальных возбудителей пневмонии в аутопсийном материале позволяет считать установленной аденовирусную этиологию пневмонии. Обнаружение следовых количеств условно-патогенных бактерий в посмертном материале, по-видимому, следует рассматривать как трупный микробизм [16]. Гистологическая картина имеет характерные признаки АВИ легких, что служит дополнительным подтверждением установленной этиологии. При тяжелых и фатальных АВП выделяют, как правило, аденовирусы 7, 3 и 5-го серотипов [8]. В данном исследовании аденовирус 7-го серотипа, обнаруженный у всех пациентов, вызвал тяжелую пневмонию и летальный исход вследствие дыхательной недостаточности и ПОН. Представленные данные свидетельствуют, что случаи АВП не следует рассматривать как единичные или очень редкие. Вирусные возбудители инфекций дыхательных путей обнаруживаются у 10% пациентов ВБП, нуждающихся в интенсивной терапии [3]. К сожалению, этиотропные препараты против АВИ до сих пор не разработаны, и осельтамивир, который назначался пациентам, не мог дать эффекта, поскольку не предназначен для ее лечения. Создание специфических противовирусных препаратов и схем лечения АВП взрослых является крайне важной и актуальной задачей.
Внедрение в клиники методов ранней этиологической лабораторной диагностики вирусных инфекций позволит клиницистам разработать и своевременно применять эффективную тактику ведения пациентов с АВП и предотвращать летальные исходы. Актуальна разработка отечественных средств специфической профилактики АВИ и введение вакцинации в контингентах военнослужащих. В мире имеется положительный опыт использования живой пероральной вакцины, включавшей 7-й и 4-й серотипы, применение которой с 1971 по 1996 г. у военнослужащих снизило их заболеваемость АВИ на 96% [10]. Эффективность новой живой вакцины против АВИ составляет 99,3% (при 95% доверительном интервале - ДИ от 96,0 до 99,9; р<0,001), уровень сероконверсии для аденовирусов 4-го и 7-го серотипов - 94,5% (при 95% ДИ от 93,4 до 95,5%) и 93,8% (при 95%ДИ от 93,4 до 95,2%) соответственно [17].
Авторы выражают благодарность сотрудникам ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Волгоградской области», без участия которых данная работа была бы менее полноценной и содержательной.