Туберкулез
оглавление . 1. история. 2. Эпидемиология. 3. Микробиология и микробиологическая диагностика. 3. Патогенез и иммунитет. 4. Клиника и терапия. □ Библиография.
1. Историческая справка
3. Микробиология и микробиологическая диагностика
С клинической точки зрения, туберкулез должен рассматриваться в дифференциальной диагностике любой патологии, которую нельзя классифицировать иным способом, особенно если она имеет подострое или хроническое течение и/или рефрактерна к неспецифической антибиотикотерапии, или если в ней участвуют субъекты, принадлежащие к группам населения с повышенным риском заболевания туберкулезом. Следует отметить, что клинические симптомы и признаки, в том числе рентгенологические, требуют достоверного диагноза, который получают путем выделения и идентификации микобактерии из патологических материалов. В наиболее часто встречающемся случае легочного туберкулеза первое бактериологическое доказательство присутствия микобактерий получают, как уже упоминалось, путем окрашивания предметных стекол, на которые был взят образец мокроты, по методу Циля-Нильсена: микобактерии приобретают красный цвет благодаря своей особенности цепко удерживать содержащийся в красителе кальболфуксин даже после обесцвечивания кислотами и спиртом (кислотоустойчивость). Эта информация имеет большое практическое значение для предположительной диагностики микобактериальной инфекции; однако микроскопическое заключение не позволяет определить, является ли наблюдаемый образец Mycobacterium tuberculosis или другой микобактерией. Идентификация вида требует проведения соответствующих культуральных исследований и биохимических тестов выделенных колоний, которые, в случае положительного результата на Mycobacterium tuberculosis, подтверждают диагноз туберкулеза. Помимо идентификации видов, колонии и броокультуры, обогащенные микобактериями, проверяются на чувствительность к противотуберкулезным препаратам. В целом, процедуры диагностики туберкулеза являются точными, достаточно чувствительными и очень специфичными, но, к сожалению, они требуют много времени и усилий. Необходимость сделать их быстрее дала значительный толчок исследованиям, основанным на методах молекулярной биологии. Различные методы включают методы, основанные на быстрой идентификации Mycobacterium tuberculosis из колоний или жидких культур с помощью реакций со специфическими молекулярными зондами, и более амбициозные методы, способные идентифицировать Mycobacterium tuberculosis непосредственно на клинических образцах. Последние основаны на реакциях амплификации ДНК (ПЦР, полимеразная цепная реакция) или рибосомальной РНК (ТМА, амплификация, опосредованная транскрипцией). Несмотря на высокую чувствительность и точность, их следует рассматривать с осторожностью, поскольку они могут давать ложноотрицательные и положительные результаты по сравнению с культурой, которая по-прежнему является золотым стандартом.
4. Патогенез и иммунитет
В последние годы, наряду с возрождением туберкулеза, наблюдается необычайный прогресс в соответствующих иммунопатогенетических исследованиях, как на экспериментальных моделях, так и на людях, чему способствует применение методов молекулярной биологии, направленных на точное определение факторов вирулентности и антигенов микобактерий, а также большое развитие знаний об иммунной системе, особенно в отношении природы и функций отдельных популяций лимфоцитов, которые опосредуют клеточный ответ, и иммунорегуляторных веществ, известных под общим названием интерлейкины (ИЛ) или, более точно, цитокины, которые эти популяции вырабатывают и с помощью которых они взаимно активируются или подавляются. Цитокины — это полипептидные или гликопротеиновые вещества, вырабатываемые в основном лимфоцитами и макрофагами. Они регулируют в различных и сложных взаимосвязях пролиферацию и дифференцировку иммунных клеток (например, выработку антител определенного изотипа, хелперную или цитотоксическую активность Т-лимфоцитов, микробицидную способность полиморфноядерных лейкоцитов или макрофагов и т.д.).
Другим фундаментальным иммунологическим открытием, которое дало большой толчок к изучению туберкулеза, стало разделение CD4+ Т-лимфоцитов и, вероятно, также CD8+ на две различные и часто противоположные категории. Клетки 1 типа выделяют цитокины, такие как интерферон-γ (IFN-γ), интерлейкин-2 (IL-2) и фактор некроза опухоли α (TNF-α), способствуют индукции клеточно-опосредованного иммунитета и синтезу иммуноглобулинов IgG2α (IgG1 у человека), которые особенно вовлечены в процесс опсонизации бактерий. Клеточно-опосредованный иммунитет фактически является главным механизмом в борьбе с туберкулезной инфекцией и вступает в игру при всех инфекциях с внутриклеточными патогенами. Клетки лимфоцитов второго типа вырабатывают другие цитокины, в основном IL-4 и IL-10, которые способствуют выработке изотипов антител, отличных от IgG2α, в частности IgE и IgM, и подавляют активацию макрофагов. Поэтому этот тип лимфоцитов играет важную роль в борьбе с инфекциями гельминтами, токсигенными и внеклеточными бактериями. Также важен контраст между этими двумя типами клеток и их цитокинами в воспалительном ответе — важнейшем аспекте иммунного ответа на микобактерии и патогенеза туберкулеза. Цитокины первого типа являются сильными воспалительными или провоспалительными агентами, тогда как цитокины второго типа, в частности IL-10, являются сильными противовоспалительными агентами. Также было выяснено, что фагоцитирующие клетки вырабатывают, помимо хемоаттрактантов, цитокины, которые направляют последующий ответ лимфоцитов в один из двух типов. Наиболее важным веществом в этом контексте является IL-12. Он вырабатывается в основном макрофагами и полиморфноядерными гранулоцитами и необратимо стимулирует созревание лимфоцитарного ответа 1 типа. И наоборот, антигенная стимуляция базофильных гранулоцитов, тучных клеток и других лимфоцитарных клеток вызывает выработку IL-4, который запускает ответ второго типа.
Сегодня считается, что первоначальный баланс между количеством IL-12 и IL-4 при положительном или отрицательном участии других цитокинов является решающим фактором в выборе ответа в ту или иную сторону. Для защиты от туберкулеза, которая в основе своей обусловлена клеточно-опосредованным ответом, активация цитокинового паттерна 1 типа является абсолютно критической. Однако устойчивая и непрерывная индукция воспалительных цитокинов в таком режиме, вероятно, также имеет решающее значение для патогенеза заболевания и для клеточных воспалительных паттернов, установленных в местной реакции (туберкулезная гранулема и кавитация).
a)Взаимосвязь патогенеза и иммунитета. Самые тщательные патологические и клинические исследования, а также многочисленные наблюдения на животных моделях ясно показали, что проникновение микобактерий туберкулеза в альвеолярный макрофаг легкого является первым ключевым событием в туберкулезной инфекции. Внутри макрофага фагоцитированная бактерия не только сопротивляется механизмам фагоцитарного киллинга (перевариванию и окислению), но и размножается, может распространяться и заражать другие клетки макрофага до тех пор, пока специфический адаптивный иммунный ответ (который обычно развивается между 2 и 3 неделями после первоначального контакта с бактерией) не возьмет под контроль ее размножение и распространение.
Этот иммунный ответ опосредован такими клетками, как собственно макрофаги и Т-лимфоциты, носит системный характер и защищает от последующей туберкулезной инфекции, даже если не удается полностью ликвидировать первый инфекционный очаг в легком. Показателем такого состояния противотуберкулезного клеточно-опосредованного иммунитета является вышеупомянутая реакция на туберкулин, которая обозначает состояние сенсибилизации к туберкулезной бактерии или латентное инфицирование ею. Поскольку только у 10% инфицированных микобактериями туберкулеза людей в течение жизни развивается туберкулезная болезнь, очевидно, что вышеупомянутый иммунный ответ в большинстве случаев способен остановить размножение бактерий и предотвратить органическое повреждение. Поскольку бактерия живет внутриклеточно, защитный иммунный ответ должен состоять, по сути, из вооружения и активации макрофага, давая ему возможность убить бактерию, в крайнем случае даже пожертвовать самой клеткой макрофага. Клетки, вооружающие макрофаг, представляют собой клоны Т-лимфоцитов, специфичные для туберкулезных антигенов и вырабатывающие цитокины, такие как IFN-γ и TNF-α. Выработка макрофаг-активирующих цитокинов — второе ключевое событие в противотуберкулезном ответе и в патогенезе туберкулеза.
Помимо прямой активации цитоцидных возможностей макрофагов, они вызывают сильный клеточный воспалительный компонент, с набором, размножением и трансформацией клеток, которые в конечном итоге формируют гранулему (бугорок), внутри которой образуется центральная полость с разжижением и некрозом клеток. Образование этой гранулемы фактически является третьим ключевым событием в противотуберкулезном ответе и подчеркивает естественную положительную эволюцию микробной атаки на хозяина, способного эффективно реагировать на нее. Наконец, последним ключевым моментом в противотуберкулезном ответе является активация и размножение различных других лимфоидных и моноцитоидных клеток, которые могут атаковать инфицированный макрофаг и, убивая его, уничтожить бактерии внутри него или сделать их доступными для атаки другими более активными макрофагами. Некоторые цитокины способны вызывать запрограммированную смерть (апоптоз) инфицированного макрофага. Интуитивно понятно, что смерть макрофага является негативным событием для Mycobacterium tuberculosis, поскольку она вынуждает его заражать другие макрофаги, которые могли быть сильно активированы во время инфекции.
Весь этот пыл мобилизации клеток и выработки цитокинов, который, вероятно, не имеет аналогов в других инфекциях, не проходит даром для хозяина, поскольку воспалительная реакция очень интенсивна и продолжительна, с выделением цитотоксических и гиперсенсибилизирующих веществ. Все защитные цитокины обладают этой характеристикой, но TNF-α, в частности, обладает сильными цитотоксическими и кахектическими свойствами. Похоже, что эти события происходят в основном тогда, когда специфический клеточно-опосредованный ответ еще не наступил, а IL-1β и TNF-α вырабатываются макрофагами, которые еще не активированы. Таким образом, роль этих цитокинов фактически двойная: с одной стороны, они контролируют инфекцию, с другой — могут вызывать иммунопатологические явления, если их продукция постоянно высока. Например, TNF-α способен вызывать лихорадку, потерю веса и некроз тканей — все эти клинические признаки присутствуют при туберкулезе. По этой причине иммунная система разработала уравновешивающую стратегию, состоящую в производстве других цитокинов (например, IL-10 и IL-4), которые нейтрализуют воспалительную активность. Как мы уже упоминали, клетки лимфоцитов, продуцирующие IFN-γ, отличаются от клеток, продуцирующих IL-10, и рекрутируются и активируются разными цитокинами.
В этом контексте роль самой микобактерии в патогенезе заключается в том, чтобы избежать внутримакрофагальной гибели путем ингибирования одного или нескольких механизмов, с помощью которых макрофаг убивает бактерии внутри себя. Например, было показано, что один из наиболее специфических компонентов микобактерий туберкулеза, LAM (липоарабиноманнан), способен ингибировать IFN-γ-индуцированные механизмы активации. Как ВИЧ-инфекция, так и эндокринные изменения, вызывающие переход от Th1 к Th2 (T helper) ответу, ассоциируются со значительным увеличением туберкулезного заболевания. Это происходит, например, при образовании кальцитриола, метаболита витамина D₃, в туберкулезных поражениях. Кальцитриол ингибирует цитокиновый паттерн 1 типа. Более того, при наличии сопутствующих инфекций, таких как гельминтозы, которые так распространены в тропических и субтропических странах и вызывают сильный Th2 паттерн, туберкулезная болезнь становится менее контролируемой. Некоторые неудачи вакцинации БЦЖ (см. ниже) в этих странах также объяснялись наличием гельминтоза в вакцинированных группах населения. Наконец, такое состояние, как старость (особенно если она связана с маргинализацией и институционализацией в тюрьмах и хосписах), с дисрегуляцией иммунных реакций в результате старения иммунной системы, вполне способно само по себе объяснить явления реактивации туберкулезного заболевания.
b)Противотуберкулезная вакцина. Эффективная вакцинопрофилактика против туберкулеза будет очень важна для контроля и ликвидации заболевания. Противотуберкулезная вакцина БЦЖ, состоящая из живого штамма Mycobacterium bovis, ставшего авирулентным в результате длительного культивирования на искусственных средах, безопасна, но не очень эффективна при легочном туберкулезе и не контролирует передачу инфекции. Широкое применение БЦЖ в западных странах не показано, как из-за ее относительной неэффективности против инфекционного заболевания у взрослых, так и потому, что БЦЖ вызывает сенсибилизацию и кьютипозитивность к туберкулезному антигену, подрывая тем самым одну из основных мер по контролю за распространением микобактерий, а именно выявление недавно инфицированных контактов и их химиопрофилактику. Вакцинация БЦЖ остается показанной для режуще-отрицательных детей в возрасте до 5 лет, недавно инфицированных бациллярным туберкулезом легких, у которых риск прогрессирования системного заболевания очень высок. В настоящее время проводится ряд исследований, конечной целью которых является разработка новых противотуберкулезных вакцин, в частности, смесей защитных антигенов или их кодирующих ДНК. Некоторые из новых вакцин основаны на использовании самой БЦЖ после генной модификации, включающей защитные антигены и цитокины первого типа.
5. Клиника и терапия
Хотя туберкулез может поражать множество органов и носить системный характер, он преимущественно поражает легкие, отдельно или вместе с другими органами, с локализацией в задних апикальных сегментах. В типичных и более серьезных формах он быстро приводит к образованию туберкулезной гранулемы и полостных поражений, внутри которых активное размножение бактерии и иммуновоспалительная реакция приводят как к выделению большого количества бактерий наружу при кашле, так и к сильному местному воспалению клеточного характера. Это приводит к появлению многочисленных клинических признаков и симптомов, таких как продуктивный кашель, анорексия, ночная потливость, лихорадка и потеря веса, которые, хотя и неспецифичны, сопровождаются развитием болезни и обращают внимание пациента на врача, а значит, и на диагноз. Поэтому за диагностикой случая легочного туберкулеза в сообществе должно немедленно следовать исследование инфицированности контактных лиц с помощью туберкулиновой пробы с последующим проведением профилактических мероприятий.
После постановки диагноза туберкулез можно эффективно лечить с помощью медикаментозной (иногда хирургической) терапии. Медикаментозная терапия основана на комбинированной химиотерапии (т.е. совместное применение нескольких препаратов) и является значительно более длительной (не менее 6-8 месяцев), чем та, которая применяется при большинстве инфекционных заболеваний. Помимо очевидной цели — вылечить пациента, она должна преследовать также цель устранить или значительно снизить его контагиозность, а также не дать возбудителю инфекции стать устойчивым к химиотерапии. Поэтому одновременное применение нескольких препаратов с бактерицидным действием в течение длительного периода времени является «обязательным». В результате лечение требует высокой приверженности пациента; схемы лечения, которые оказались наиболее эффективными, находятся под непосредственным наблюдением, то есть сам врач, его сотрудник или член семьи пациента следит за тем, чтобы пациент принимал лекарства по назначению.
Препараты, с помощью которых проводится медикаментозное лечение туберкулеза, довольно многочисленны и обычно делятся на химиотерапевтические средства первой и второй линии. Противотуберкулезные препараты первой линии — это препараты, которые из-за их большей антибактериальной эффективности в сочетании с приемлемой токсичностью обычно используются у пациентов, которые никогда ранее не получали лечения. Это изониазид, рифампицин, этамбутол, пиразинамид и стрептомицин. За исключением этамбутола, все они обладают бактерицидным действием. Противотуберкулезные препараты второго ряда (например, циклосерин, капреомицин, этионамид) используются для лечения пациентов с туберкулезом, устойчивым к одному или нескольким препаратам первого ряда, или когда по какой-либо другой причине применение препаратов первого ряда нецелесообразно. Они громоздки в дозах, необходимых для достижения реальной клинической эффективности, в основном бактериостатичны и гораздо более токсичны, чем препараты первого ряда. Они должны использоваться только в высокоспециализированных центрах.
Постоянные эксперименты с новыми протоколами лечения в течение последних сорока лет 20-го века привели к выявлению относительно коротких курсов полихимиотерапии (6-9 месяцев; так называемые короткие курсы Всемирной организации здравоохранения) с низкой токсичностью и отличной эффективностью. На самом деле, комбинация изониазида (300 мг) и рифампицина (600 мг), принимаемая ежедневно натощак в течение 9 месяцев, очень эффективна при всех формах лекарственно-чувствительного туберкулеза. Однако в настоящее время все медицинские ассоциации и международные организации здравоохранения, в частности ВОЗ, признают и рекомендуют, что добавление двух других препаратов, таких как этамбутол и стрептомицин или пиразинамид, к вышеупомянутым двум препаратам выгодно, особенно с точки зрения предотвращения возникновения лекарственной устойчивости — явления, которое в некоторых эпидемиях туберкулеза у ВИЧ-положительных пациентов приобрело угрожающие масштабы. В случае неудачного лечения (сохранение положительных культур через 2 месяца или более после начала лечения) риск наличия лекарственно-устойчивого туберкулеза означает, что перед повторным лечением этих пациентов необходимо взять биологические образцы для проведения тестов на культуру и фармакочувствительность. В связи с высоким риском развития лекарственно-устойчивого туберкулеза, при таком ретрите все равно следует находиться под наблюдением и использовать не менее двух активных препаратов в течение 18-24 месяцев. Позитивное взаимодействие между клиницистом и лаборантом, которое всегда желательно, становится необходимым в терапевтическом подходе к пациенту с лекарственно-устойчивым туберкулезом.
