4 курс / Дерматовенерология / Диссертация_Рауш_Е_Р_Особенности_возбудителей_внутрибольничного

11

Рисунок 1 – Первые печатные иллюстрации Candida (Oidium) albicans: гриба молочницы (champignon du muguet) - эпителиальные фрагменты с круглыми клетками Oidium albicans и нитями псевдомицелия с бластоспорами (C. Robin, 1853 г.) [32].

В 1864 году немецкий ученый Burchardt опубликовал результаты экспериментального микроскопического изучения возбудителя молочницы

12

(рисунок 2). Он изучал развитие возбудителя в препаратах эпителия на предметных стеклах в течение 2 – 3 дней и обнаружил септирование,

разветвление нитей с боковыми почками, некоторые нити росли с образованием почек на концах нитей. Эти нити были названы псевдогифами

[153].

Рисунок 2 – Филаментирующий рост возбудителя молочницы (Burchardt,

1864 г.) [32].

В 1869 году французский педиатр Joseph Parrot при изучении молочницы пищевода, желудка, кишечника, гортани, трахеи и легких, возникших в результате грибкового поражения ротоглотки, впервые произвел гистологическое описание проникновения гриба в ткани. В 1877 году немецкий ученый Paul Grawitz, культивируя возбудителя молочницы,

обнаружил, что в кислых условиях образовались не нити гриба, а

дрожжеподобные клетки, и назвал их Mycoderma vini. Одновременно немецкий ученый Max Reess, исследуя биопсийный материал от больных,

описал возбудителя молочницы как дрожжеподобный микромицет, но назвал его Saccharomyces albicans. Таким образом, P. Grawitz и M. Reess первыми выявили диморфизм, характерный для Candida albicans, т.е. способность образовывать и дрожжеподобные, и нитчатые формы [14, 32]. В 1890 году немецкий ботаник Wilhelm Zopf переименовал возбудителя в Monilia albicans,

13

а заболевание соответственно стало именоваться «монилиаз» вплоть до 1923

года, когда датский микробиолог Christine Berkhout предложила назвать род

Candida и вид Candida albicans. Название Candida albicans было образовано от двух латинских слов: toga candida (тога, которую носили кандидаты древнеримского сената) и albicans - от латинского слова albicare –

«отбеливать», что связано с внешним видом колоний на питательной среде.

Хорошо известное сейчас название рода Candida было закреплено лишь в 1954 году на VIII Ботаническом конгрессе в Париже и используется до сих пор [11].

Количество видов грибов рода Candida постоянно увеличивается и в настоящее время составляет около 150 видов, а включая синонимы - почти

800. Большинство Candida spp. являются сапротрофами. Основными патогенами для человека являются около 20 видов [8].

Всоответствии с классификацией патогенных грибов,

сформулированной в 1996 году американским микологом K.J.Kwon-Chung [96], в основу которой положены способы размножения грибов, Candida spp.

относят к классу Ascomycetes и дрожжевым грибам. Ранее Candida spp.

относили к классу Fungi imperfecti (или Несовершенным грибам, для которых половая стадия не была выявлена). С развитием методов диагностики возбудителей кандидоза, включая молекулярно-генетические, у многих видов

Candida выявлена способность размножаться половым путем (половая стадия

– телеоморфа). Для тех видов Candida, у которых половая стадия до сих пор не обнаружена, но молекулярно-генетическими исследованиями, характером метаболизма подтверждено, что эти грибы являются аскомицетами, введено понятие аффинитета, то есть сродства, в данном случае, к классу Ascomycetes.

Названия половой стадии и бесполой (анаморфы) Candida spp. различны.

Впоследние годы благодаря использованию современных молекулярно

–генетических методов значительно уточнены межвидовые отношения внутри рода Candida. Так, описаны три клады в роде Candida spp.: клада 1 –

Candida albicans, включает C. albicans, C. tropicalis, C. parapsilosis; клада 2 –

14

Clavispora – Metschnikowia, включает C. guilliermondii, C. lusitaniae, Debaryomyces hansenii; клада 3 – Saccharomycetaceae, включает

Saccharomyces cerevisiae, C. glabrata, C. krusei [95].

Современная классификация грибов рода Candida выглядит следующим образом.

Надцарство – Eukaryota

Царство – Fungi

Отдел – Ascomycota

Подотдел - Saccharomycotina

Класс – Hemiascomycetes

Порядок – Saccharomycetales

Семейство - Saccharomycetaceae

Род – Candida

Вид – Candida albicans и т.д.

[29]

1.2 Грибы рода Candida - возбудители инвазивного кандидоза

Инвазивный кандидоз – инфекция, вызванная грибами Candida spp., как правило, внутрибольничная, возникающая при наличии следующих факторов риска: долгое пребывание в отделении реанимации и интенсивной терапии,

сахарный диабет, хирургические манипуляции, парентеральное питание,

трансплантация органов и тканей, применение центрального венозного катетера, антибиотиков широкого спектра действия, а также иммуносупрессивной терапии и системы гемодиализа [4].

Грибы рода Candida являются важными представителями нормальной микробиоты человека. Чаще всего Candida spp. можно обнаружить в желудочно-кишечном тракте, на слизистых оболочках ротовой полости и половых органов, коже. Также они широко распространены во внешней среде (растения, почва, продукты питания) [29,69].

15

Дрожжи Candida spp. имеют общие характеристики: это одноклеточные микроорганизмы; образуют псевдомицелий (кроме C. glabrata и C. inconspicua); размножаются почкованием; размеры клеток в пределах 1,5 – 15

мкм; являются факультативными анаэробами, большинство видов растут при температуре 370С [95].

Всоответствии с санитарно-эпидемиологическими правилами,

принятыми в России, «СП 1.3.2322-08. Безопасность работы с микроорганизмами III и IV групп патогенности (опасности) и возбудителями паразитарных болезней» [13], Candida spp. относят к III и IV группам патогенности, т.е. к условно-патогенным организмам, вызывающим оппортунистические системные микозы при понижении иммунного статуса человека (III группа) или являющимися возбудителями поверхностных микозов (IV группа). В соответствии с зарубежной классификацией по уровням биологического риска (BioSafety Level, BSL), принятой Всемирной Организацией Здравоохранения [98], Candida spp. относят к BSL-1 и BSL-2 -

возбудителям низкого уровня риска, так как они вызывают глубокие микозы на фоне иммунодефицита, критического состояния (BSL-1) или среднего уровня риска (BSL-2) [11].

К основным возбудителям инвазивного кандидоза (ИК) человека относят виды: C. albicans, C. parapsilosis, C. glabrata, C. krusei, C. tropicalis.

Реже встречаются: C. lusitaniae, C. guilliermondii, C. rugosa, C. inconspicua.

Редкими возбудителями ИК являются C. kefyr, C. utilis, C. lipolytica, C. dubliniensis.

Самым частым возбудителем кандидоза, в том числе инвазивного,

является вид C. albicans, который входит в состав нормальной микробиоты тела человека, колонизируя слизистые оболочки желудочно-кишечного тракта. Поэтому ИК обычно возникает в результате эндогенной диссеминации, реже – экзогенным путем. C. albicans растет при температуре

370С и 450С. При посеве на «голодные» среды (рисовый агар, голодный щелочной агар) образует терминальные хламидоспоры. При инкубировании

16

культуры C. albicans с сывороткой крови образуются «ростковые трубки» –

короткие нити истинного мицелия. Аскоспор не образует [95].

C. parapsilosis обычно является экзогенным патогеном, обитает на коже человека. Этот вид распространен в окружающей среде больниц, на поверхностях катетеров и другом медицинском оборудовании. Образует псевдомицелий. В 2005 г. были описаны два новых вида, которые сформировали так называемый C. parapsilosis комплекс: собственно C. parapsilosis, C. orthopsilosis и C. metapsilosis. Два последних вида часто проявляют способность к формированию биопленок на биомедицинских устройствах, их идентификация возможна с помощью молекулярно-

генетических методов, а также MALDI-TOF масс-спектрометрии [29, 39, 68].

C. glabrata может входить в состав нормальной микробиоты тела человека. Псевдомицелий не образует. Ассимилирует глюкозу и трегалозу.

Важной особенностью C. glabrata является ее способность замещать вид C. albicans на фоне лечения инфекции, вызванной этим видом. В 2005 году с помощью ДНК-секвенирования выявлен «криптический» вид, т.е. вид не отличающийся по морфологическим и биохимическим свойствам – C. nivariensis, который является более устойчивым к азоловым противогрибковым препаратам, чем C. glabrata [121], а в 2008 описан вид C. bracarensis [29, 34].

C. krusei (телеоморфа Pichia kudriavtsevii, прежнее название -

Issatchenkia orientalis) входит в состав микробиоты желудочно-кишечного тракта человека, однако может встречатся в почве и воде. Вид имеет способность к ассимиляции и ферментации глюкозы [29].

C. tropicalis входит в состав нормальной микробиоты человека.

Образует псевдомицелий. Вызывает более тяжелые инфекции у онкогематологических больных, чем C. albicans [29, 94].

C. lusitaniae (телеоморфа Clavispora lusitaniae) может входить в состав нормальной микробиоты человека в качестве сапроба, однако может

17

вызывать ИК у пациентов с онкологическими заболеваниями крови и после трансплантации стволовых клеток [29].

C. guilliermondii (телеоморфа Pichia guilliermondii) входит в состав нормальной микробиоты человека, в частности, кожи и слизистых. Часто встречается как возбудитель ИК у онкологических пациентов. По биохимическим свойствам вид похож на C. famata, однако в отличие от C. famata образует псевдомицелий [29, 36].

C. rugosa может быть возбудителем ИК у пациентов ожоговых отделений. С 2006 года, после проведения молекулярно-генетической идентификации вида C. rugosa, стало известно, что данный вид образует комплекс, куда входят, кроме собственно C. rugosa, также C. mesorugosa, C. neorugosa, C. pseudorugosa. Близкородственным видом является и C. pararugosa, который отличается от C. rugosa по ряду биохимических свойств

(усвоение L-сорбозы и L-арабинозы, отсутствие ассимиляции глицерина).

Идентификация видов возможна также с помощью молекулярно-

генетических методов, а также MALDI-TOF масс-спектрометрии [112].

C. inconspicua (телеоморфа Pichia cactophila) растет на агаре Сабуро при 370С и 420С. Не образует псевдомицелия. Вариабельно ферментирует глюкозу, по биохимическим свойствам похожа на C. glabrata [89].

C. kefyr (телеоморфа Kluyveromyces marxianus) является возбудителем ИК в основном у онкогематологических больных [29, 95].

C. utilis (телеоморфа Pichia jadinii) первоначально применяли в пищевой индустрии, однако в 1988 г. был описан первый случай возникновения ИК у пациента со СПИД после установления катетера [29].

C. lipolytica (телеоморфа Yarrowia lipolytica) является обитателем окружающей среды. Первое сообщение об этом виде как возбудителе ИК появилось в 1985 г., заболевание было связано с внутрисосудистой катетеризацией. Гриб не ферментирует сахара, ассимилирует только глюкозу.

Вызывает заболевание у иммунодефицитных пациентов [29].

18

Вид C. dubliniensis по фенотипическим свойствам близок с C. albicans,

образует ростковые трубки в сыворотке крови при температуре 370С,

хламидоспоры на «голодных средах». Впервые описан в 1995 году как возбудитель орофарингеального кандидоза у больных СПИД. Является менее патогенным видом, чем C. albicans. Хотя в последнее время отмечают тенденцию к увеличению количества штаммов C. dubliniensis, устойчивых к азолам in vitro, клиническая устойчивость встречается редко. Отличается от

C. albicans по максимальной температуре роста: C. albicans растет при температуре 450С, C. dubliniensis – не растет. Отличить два этих вида надежно можно молекулярно-генетическими методами [29,118].

Из вышеперечисленных представителей рода Candida вид C. albicans

является основным возбудителем ИК [128]. Однако, в последние годы отмечают снижение встречаемости этого вида как возбудителя ИК и увеличение доли C. не-albicans видов. Второе место по распрострененности,

в зависимости от географического положения региона, профиля стацонара и других факторов, занимают C. parapsilosis и C. glabrata [37]. Замечено, что C. glabrata часто выделяют у пациентов старшего возраста [162]. В

исследовании (Аргентина, 2007-2008 гг.) доля C. albicans составила 38,4%,

среди C. не-albicans видов - C. parapsilosis (26,4%) и C. tropicalis (15,4%) [99].

В рамках исследования, проведенного в Ломбардии (Италия), выявлено, что с

1999 г. по 2009 г. доля C. glabrata возросла с 12,8% до 20,3% [16]. При исследовании возбудителей ИК, выделенных из двух университетов Айовы

(США), обнаружено, что в период с 2004 по 2007 гг. доля C. albicans

составила 47%, C. glabrata – 29%, C. parapsilosis – 12%, C. tropicalis – 6% [155].

Также в последние годы регистрируют возрастание доли редких видов с природно сниженной чувствительностью к одному или нескольким противогрибковым препаратам азолового ряда: С. cifferrii, C. guilliermondii, C. inconspicua, C. humicola, C. lambica, C. lipolytica, C. norvegensis, C. palmioleophila, C. rugosa и С. valida, а также двух видов со сниженной

19

чувствительностью к эхинокандинам: С. fermentati и С. guilliermondii [77]. В

исследовании, проведенном ранее (ARTEMIS DISK, 2005–2007 г.), доля редких видов составляла около 4%; в исследовании, проведенном в те же годы в Германии – 4,7%, а в рамках программы исследования CANDIPOP (39

госпиталей Испании) доля редких видов составляла уже более 6% [76, 131, 143].

Глобальные исследования эпидемиологии инвазивного кандидоза начали проводить в 90-х годах ХХ века. Так, в исследовании ARTEMIS DISK,

которое проводили при участии 39 стран мира, в период 1997-2003 гг. была отмечена тенденция к снижению уровня C. albicans с 73,3% (1997 г.) до

62,3% (2003 г.), доля C. не-albicans также постепенно возрастала. При этом уровень C. glabrata вырос с 9,7% до 12%, доля C. tropicalis - c 4.6% до 7,5%,

C. parapsilosis - с 4,2% до 7,3%, C. krusei – с 1,7% до 2,7%. Таким образом,

доля C. не-albicans за 6 лет увеличилась с 26,7% до 37,7% [135].

По данным глобального исследования SENTRY, проведенного в 79

странах, в 2003 г. обнаружили, что видовой спектр возбудителей ИК в мире представлен C. albicans (48,7%), на втором месте C. glabrata и C. parapsilosis

(по 17,3%), далее - C. tropicalis (10,9%). В аналогичном исследовании

SENTRY в период с 2008 по 2009 гг. выявили незначительные изменения видового спектра среди штаммов C. не-albicans; так доля C. glabrata возросла до 18,2% и снизилась доля C. tropicalis – 10,6%. Наибольший процент C. albicans был определен в странах Азиатско-Тихоокеанского региона – 56,9,

на втором месте были C. glabrata и C. parapsilosis - 13,7%, далее C. tropicalis

– 11,7%. В европейских странах также преобладал вид C. albicans – 55,2%,

далее - C. glabrata – 15,7% и C. parapsilosis – 13,7%. Однако, в странах Латинской Америки доля C. albicans была менее 50% (43,6%), штаммы C. parapsilosis составляли 25,6%, на третьем месте по встречаемости был вид C. tropicalis – 17,0% [163].

В национальных исследования видового спектра возбудителей ИК в США отмечено, что уже в период с 1995 по 1998 гг. наблюдали снижение

20

доли C. albicans как возбудителя ИК до 46%, а с 2008 года – до 38% с

сохранением этого уровня до 2012 г. [51]. По данным других национальных исследований, в частности проведенных на территории Северной и Латинской Америки с 2001 по 2004 гг., доля C. albicans составляла 50 – 51 %,

а с 2004 – 2008 гг. обнаружили снижение до 46% [66]. В Испании снижение уровня C. albicans (45,4%) было отмечено только с 2013 г. [65], тогда как в Греции такой же уровень наблюдали уже в период с 2005 по 2009 гг. В

странах Азиатско-Тихоокеанского региона и Африке доля штаммов C. albicans составила от 35,6% в Тайланде до 45,9% в Южной Африке. Стоит заметить, что в странах Скандинавского региона, таких как Дания, Исландия,

Финляндия, Швеция, с 2000 г. и до настоящего времени не выявлено уменьшение доли C. albicans среди возбудителей ИК - ниже 50%; в среднем доля C. albicans в этих странах находится в пределах 52,1-70 %, в Германии –

58,5% [41, 99,163].

Среди C. не-albicans видов в Северной Америке, в частности США, в

Дании, Исландии, Финляндии, Швеции, Швейцарии, Германии,

Великобритании в основном преобладали штаммы C. glabrata (16 – 29%), вид характеризующийся умеренной чувствительностью к противогрибковому препарату – флуконазолу. C. parapsilosis занимала второе место как возбудитель ИК в странах Средиземноморья: Греции (2005-2009 гг.) – 22,7 %,

Испании – 24,9% (по настоящее время), Италии – 36,9%, Тайланде – 27,1%,

Южной Африке – 25%, Китае – 23,8%. В Израиле, Латинской Америке, в

Турции на втором месте по встречаемости находилась C. tropicalis 17-24,1% [64, 116]. В исследовании FUNGEMYCA (Испания, 2009-2011гг.) было выявлено, что среди возбудителей ИК доля C. albicans составила 44,6%, C. parapsilosis – 26,5%, C. glabrata - 11,4%, C. tropicalis – 8,2%, C. krusei – 1,96%,

C.dubliniensis – 0,29% [160].

В многоцентровом исследовании этиологии ИК, проведенном во Франции (2007 – 2013гг.), установлено, что доля C. albicans составила 67,4%,