Impact of the pathogenetic patterns of an infectious process on the generality of the clinical and epidemiological manifestations of tick-borne rickettsioses


Rudakov N.V.

1Omsk Research Institute of Feral Herd Infections, Russian Federal Service for Supervision of Consumer Rights Protection and Human Welfare; 2Omsk State Medical University, Ministry of Health of Russia
The paper gives the concept of the pathogenesis of rickettsioses. It shows an association of the pathogenetic features of an infectious process with the clinical and epidemiological manifestations of tick-borne rickettsioses. There is an explanation for a spectrum of clinical manifestations of rickettsioses of spotted fever group rickettsiosis in terms of the ongoing stages of an infectious process.

Термин «риккетсии», введенный H. da Rocha-Lima (1916) [1], объединяет обширную группу внутриклеточных альфа-протеобактерий, тесно связанных в своей жизнедеятельности с членистоногими (клещами, вшами, блохами).

Порядок Rickettsiales объединяет α1-протео­бактерии семейств Rickettsiaceae (рода Rickettsia и Orientia) и Anaplasmataceae (рода Anaplasma, Ehrlichia, Neorickettsia, Wolbachia) [2]. В составе рода Rickettsia выделяли 2 группы: клещевой пятнистой лихорадки (КПЛ) и сыпного тифа (СТ). D.R. Stothard и соавт. [3] на основе анализа нуклеотидных последовательностей гена 16S rRNA предложили выделить предковую группу (ancestral group), предшествующую разделению риккетсий на группы КПЛ и СТ.

В соответствии с критериями идентификации новых риккетсий [4], разработанными на основе определения нуклеотидных последовательностей генов, подтверждена видовая принадлежность более 20 представителей рода Rickettsia. В настоящее время List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature – Genus Rickettsia включает 27 видов риккетсий (http://www.bacterio.cict.fr/qr/rickettsia.html). За последние 20 лет этот список пополнили 14 риккетсий, которые получили официальный статус вида: R. aeschlimannii (1997), R. africae (1996), R. asiatica (2006), R. felis (2001), R. heilongjiangensis (2006), R. helvetica (1993), R. honei (1998), R. hoogstraalii (2010), R. japonica (1992), R. massiliae (1993), R. peacockii (1997), R. raoultii (2008), R. slovaca (1998), R. tamurae (2006).

К риккетсиям группы СТ отнесены 2 вида – R. prowazekii и R. typhi, к группе предшественников – R. canadensis, R. bellii и Candidatus R. tarasevichiae.

Широкое использование в последние годы современных методов изоляции и идентификации риккетсий привело к существенному пересмотру представлений о распространении и эпидемиологическом проявлении очагов клещевых риккетсиозов (КР) или пятнистой лихорадки, как они обозначены в МКБ-10 (А77).

Если раньше считалось, что в России имеется 1 риккетсиальный «клещевой» патоген – Rickettsia sibirica, вызывающий сибирский клещевой тиф, то к настоящему времени в России и Казахстане выявлено еще 6 видов патогенных для человека риккетсий, экологически связанных с иксодовыми клещами.

КР регистрируют не только в Сибири и на Дальнем Востоке, но и за пределами РФ – в Казахстане, Монголии, Китае. На территории России и Казахстана выявляют также заболевания астраханской пятнистой лихорадкой, возбудитель – R. conorii subsp. caspiensis. К новым риккетсиям, вызывающим КР, относятся также R. heilongjiagensis, R. helvetica, R. aeschlimannii, R. slovaca и R. raoultii [5, 6].

С учетом общности клинико-эпидемиологических особенностей вызываемых различными видами «клещевых» риккетсий нозологических форм КР необходим анализ особенностей их пато- и иммуногенеза.

Целью нашей работы была разработка современной концепции патогенеза риккетсиозов с позиций свойств их возбудителей и состояния иммунной защиты организма хозяина. При разработке концепции авторы исходили из представлений о связи клинических проявлений риккетсиозов с реализацией этапов инфекционного процесса.

Результаты и обсуждение

С учетом накопленных к настоящему времени знаний о риккетсиях выделены следующие этапы патогенеза КР. В зависимости от результата взаимодействия иммунной системы организма и факторов вирулентности риккетсий процесс может быть остановлен на любом этапе.

  1. После присасывания клеща риккетсии со слюной попадают в сосочковый и дермальный слои кожи человека. Во входных воротах происходит их контакт с клетками сосудистого эндотелия кожи. Риккетсии, имеющие рецепторы к клеткам эндотелия (адгезин – риккетсиальный поверхностный белок Omp A), интернализуются (попадают внутрь фагосом клетки с последующим выходом в ее цитоплазму, где и размножаются). Размножение риккетсий во входных воротах сопровождается формированием так называемого первичного аффекта. Данная фаза первичной адаптации во входных воротах характерна для большинства риккетсий группы КПЛ. В результате взаимодействия с иммунной системой хозяина риккетсии могут быть уничтожены, и дальнейшего распространения инфекционного агента не произойдет. Такой процесс квалифицируется как «реакция на присасывание (в обиходе – «укус») клеща».
  2. Из первичного очага риккетсии распространяются лимфогенно, в ряде случаев обусловливая формирование лимфангита. Клинически выделяют ассоциированный с лимфангитом риккетсиоз (lymphangitis-associated rickettsiosis – LAR), поскольку в клинической картине этого заболевания, которое связывают преимущественно с Rickettsia sibirica subsp. mongolotimonae, преобладает лимфангоит [7]. Лимфангоит как одно из проявлений наблюдается и при других риккетсиозах.
  3. Далее риккетсии лимфогенно попадают в региональные лимфатические узлы, где обусловливают формирование лимфаденита. В литературе описаны синдромы TIBOLA (tick-borne lymphadenopathy – лимфаденопатия после присасывания клеща) [8], DEBONEL (Dermacentor-borne necrotic erythema and lymphadenopathy – обусловленные Dermacentor некротическая эритема и лимфоаденопатия) [9], SENLAT (scalp eschar and neck lymphadenopathy – первичный аффект волосистой части головы и шейная лимфаденопатия) [10]. Эти синдромы связывают с R. slovaca, в меньшей степени – с R. raoultii, то есть с видами, ранее считавшимися непатогенными. Клиническую картину TIBOLA/DEBONEL/SENLAT они вызывают преимущественно у детей и пожилых людей, у лиц с иммунодефицитами.
  4. Преодолев кожный и лимфатический барьеры, патогенные риккетсии попадают в кровь, вызывают риккетсемию, проявляющуюся развитием общетоксического синдрома (стадия первичной диссеминации).
  5. Освобождение эндотоксина при разрушении риккетсий ведет к развитию ряда биологических эффектов: лихорадки, интоксикации, образованию элементов сыпи.
  6. По мере прогрессирования процесса риккетсии проникают через гемато-тканевые барьеры (в том числе риккетсии группы сыпного тифа – через гемато-энцефалитический барьер) и вызывают поражение органов и систем. Наблюдается диффузное поражение эндотелия с образованием специфических гранулем в артериолах, капиллярах, прекапиллярах и венулах.
  7. Развитие реактивно-аллергических реакций и иммунологическая перестройка организма. В элиминации риккетсий и формировании постинфекционного иммунитета существенное значение имеют лимфоциты, макрофаги и другие клетки иммунной системы, обеспечивающие преимущественное формирование гиперчувствительности замедленного типа.

Необходимо подчеркнуть, что именно клетки эндотелия сосудистого русла являются основными клетками-мишенями для риккетсий. Это определяет выраженную схожесть клинических проявлений при различных риккетсиозах. По образному выражению К.М. Лобана, «…площадь, занимаемая выстилающими сосуды человека и животных эндотелиоцитами, можно представить, как «идеальный» монослой клеточной культуры в автономном режиме саморегуляции и питания…» [11, с. 46].

Отличия в патогенезе и патоморфологии КР касаются преимущественного поражения периферических сосудов (кожи), при сыпном тифе – сосудов головного мозга. Риккетсии, не имеющие адгезина к рецепторам клеток эндотелия микроциркуляторного русла (преимущественно риккетсии группы СТ), захватываются фагоцитами, разносятся по организму лимфогематогенным путем и взаимодействуют с рецепторами клеток эндотелия сосудов мозга, обусловливая их преимущественное поражение. В качестве адгезина у них выступает риккетсиальный поверхностный белок Omp B.

По степени патогенности выделяют классические патогены, новые патогены (они близки к условно-патогенным микроорганизмам) и риккетсии с недоказанной к настоящему времени патогенностью для человека [5, 6]. Следовательно, спектр и тяжесть клинических проявлений риккетсиозов зависят как от вирулентности возбудителя, так и от состояния иммунной системы организма. Несомненно, существенное значение в защите от риккетсиозов имеют факторы клеточно-опосредованного иммунитета.

Широкий спектр клинических проявлений риккетсиозов группы КПЛ объясняется реализацией этапов инфекционного процесса – от размножения во входных воротах (первичный аффект – «реакция на укус клеща»), лимфогенного распространения (лимфангоит, лимфаденит, синдромы TIBOLA/DEBONAL/SENLAT) до генерализованных форм с классической клинической картиной риккетсиозов группы КПЛ. Клинически риккетсиозы группы КПЛ обладают выраженной схожестью проявлений, а их видоспецифическая верификация применяемыми в практике лабораторными методами неэффективна [12]. Наиболее характерными для данных инфекций проявлениями являются первичный аффект на месте присасывания клеща, лимфангоит, регионарный лимфаденит, лихорадка и розеолезно-папулезная сыпь [5, 6].

Как показано нами ранее [13], в отличие от других риккетсиозов группы КПЛ (включая вызываемый R. sibirica subsp. sibirica сибирский клещевой тиф), у больных с антителами к R. sibirica subsp. BJ-90 отсутствовали такие классические проявления, как сыпь, лимфангоит и лимфаденит, то есть КР могут и не иметь классических клинических проявлений [13].

Таким образом, в условиях широкого распространения в Сибири и на Дальнем Востоке риккетсий, экологически связанных с иксодовыми клещами, отмечается общность клинико-патогенетических особенностей КР, вызываемых разными видами риккетсий группы КПЛ. Обоснована концепция патогенеза риккетсиозов с позиций свойств возбудителей и состояния иммунной защиты организма хозяина. Полученные результаты подтверждают необходимость организации лабораторной диагностики КР с учетом всего спектра их клинических проявлений для оптимизации этиотропной терапии.


Literature


1. da Rocha-Lima H. Zur Aetiologie des Fleckfiebers. Zbl Allg. Path. Anat. 1916; 27: 45–50.

2. Dumler J.S., Barbet A.F., Bekker C.P., Dasch G. A., Palmer G.H., Ray S.C., Rikihisa Y., Rurangirwa F.R. Reorganization of genera in families Rickettsiaceae and Anaplasmataceae in the order Rickett siales: unification of some species of Ehrlichia with Anaplasma, Cowdria with Ehrlichia, and Ehrlichia with Neorickettsia, descriptions of six new species combinations and designation of Ehrlichia equi and «HGE agent» as subjective synonyms of Ehrlichia phagocytophila. Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 2001; 51: 2145–2165.

3. Stothard D.R., Fuerst P.A. Evolutionary analysis of spotted fever and typhus groups of Rickettsia using 16S rRNA gene sequences. Syst. Appl. Microbiol. 1998; 18: 52–61.

4. Fournier P.-E., Dumler J.S., Greub G., Zhang J., Wu Y., Raoult D. Gene Sequence-Based Criteria for Identification of New Rickettsia Isolates and Description of Rickettsia heilongjiangensis sp. nov. J. Clin. Microbiol. 2003; 41 (12): 5456–5465.

5. Rudakov N.V., Shpynov S.N., Samojlenko I.E., Obert A.S. Kleschevoy rikketsioz i rikketsii gruppyi kleschevoy pyatnistoy lihoradki v Rossii. [Tick-borne rickettsiosis and rickettsiae of Spotted Fever Group in Russia]. Omsk: Izdatelskiy tsentr «Omskiy nauchnyiy vestnik», 2011. 232 р. (In Russ.).

6. Rudakov N.V., Shpynov S.N., Samojlenko I.E., Jastrebov V.K., Obert A.S., Kurepina N.Ju. Rikketsii i rikketsiozyi gruppyi kleschevoy pyatnistoy lihoradki v Sibiri. [Rickettsiae and rickettsioses of Spotted Fever Group in Siberia]. Omsk: Izdatelskiy tsentr «Omskiy nauchnyiy vestnik», 2012: 288 р. (In Russ.).

7. Fournier P.E., Gouriet F., Brouqui P., Lucht F., Raoult D. Lymphangitis-associated rickettsiosis, a new rickettsiosis caused by Rickettsia sibirica mongolotimonae: seven new cases and review of the literature. Clin Infect. Dis. 2005; 40(10): 1435–1444.

8. Lakos A. Tick-borne lymphadenopathy (TIBOLA). Wien. Klin. Wochenschr 2002; 114: 648–654.

9. Ibarra V., Oteo J.A., Portillo A., Santibanez S., Blanco J.R., Metola L., Eiros J.M., Perez-Martinez L., Sanz M. Rickettsia slovaca infection: DEBONEL/TIBOLA. Ann. N. Y. Acad. Sci. 2006; 1078: 206–214.

10. Angelakis E., Pulcini C., Waton J., Imbert P., Socolovschi C., Edouard S., Dellamonica P., Raoult D. Scalp eschar and neck lymphadenopathy caused by Bartonella henselae after Tick Bite. Clin. Infect. Dis. 2010; 50(4): 549–551.

11. Loban K.M., Lobzin Ju.V., Lukin E.P. Rikketsiozyi cheloveka [Rickettsioses of human]. Moscow– Sankt-Peterburg: Elbi, 2002. 475 p. (In Russ.).

12. Rudakov N.V., Samojlenko I.E., Reshetnikova T.A. [Problems of laboratory diagnostics of spotted fever group rickettsioses]. Klinicheskaya Laboratornaya Diagnostika 2015; 1: 50–52. (In Russ.).

13. Rudakov N.V., Shpynov S.N., Reshetnikova T.A., Pen’evskaya N.A., Abramova N.V., Kumpan L.V. [New data about pathogenicity of Rickettsia sibirica subsp. BJ-90]. Epidemiologiya i Infektsionnyie Bolezni 2014; 5: 10–13. (In Russ.).


About the Autors


For correspondence:
Prof. Rudakov Nikolai Viktorovich, MD; Director, Omsk Research Institute of Natural Focal Infections, Russian Federal Service for Supervision of Consumer Rights Protection and Human Welfare; Head, Department of Microbiology, Virology, and Immunology, Omsk State Medical University, Ministry of Health of Russia
Address: 7, Mir Prospect, Omsk 644080
Telephone: +7(3812) 65-06-33
Е-mail: rickettsia@mail.ru


Similar Articles


Бионика Медиа