Криптококкус неоформанс что это
Характеристика Cryptococcus neoformans, морфология, патология, лечение
Cryptococcus neoformans Это оппортунистические дрожжи, которые вызывают легочный криптококкоз, атипичную острую пневмонию и хронический менингит. Сначала считалось, что этот микроорганизм является однородным видом, но затем он был разделен на четыре серотипа (A-D) и три сорта. (неоформанс, грубий и гаттий).
В настоящее время предложены следующие подразделения: С неоформанс вар. grubii (серотип А) с 3 генотипами (NIV, VNII, VNB); С неоформанс вар. neoformans (серотип D или VNIV); и другие 5 видов, C. gattii, C. bacillisporus, C. deuterogattii, C. tetragattii и C. decagattii (серотипы B / C или VGI-IV).
Хотя сорта имеют разные эпидемиологические характеристики, сама патогенность одинакова, поэтому их называют в целом Cryptococcus neoformans.
Это вездесущий гриб по всему миру. Люди заражаются, когда они вдыхают грибок, но болезнь не заразна от человека человеку.
C. neoformans Он широко распространен в природе, особенно в щелочных почвах, богатых азотом. Почвы, которые соответствуют этим условиям, представляют собой почвы, на которых разлагающийся растительный материал смешан с птичьим пометом (индейка, голубь, чайка и др.), Но эти животные не подвержены этой болезни..
С другой стороны, летучие мыши служат механическими переносчиками гриба. Наиболее уязвимыми являются те, кто находится в тесном контакте с птицами, например, те, кто работает на птицефабриках, уборщики, занятые голубями, археологи и исследователи пещер..
Общие характеристики
Большую часть времени инфекция у человека встречается у людей с подавленной иммунной системой, поэтому она классифицируется как оппортунистический микроорганизм..
Тем не менее, большое количество гриба, вдыхаемого иммунокомпетентным человеком, может развить заболевание даже в обобщенном и прогрессивном ключе..
До сильной эпидемии СПИДа в Соединенных Штатах уровень заражения составлял два случая на миллион жителей, причем около 300 случаев в год.
Сегодня 96% зарегистрированных случаев относятся к людям со СПИДом, хотя они могут варьироваться в зависимости от уровня заражения ВИЧ-инфицированными..
Факторы вирулентности
Основные факторы вирулентности, с которыми Cryptococcus neoformans Они следующие:
-Сначала капсула, которая состоит из глюкуроноксилманано (GXM).
-На втором месте находятся внеклеточные продукты, которые он выделяет, среди них: уреаза, лакказа и меланин..
таксономия
морфология
Микроскопические характеристики
Cryptococcus neoformans микроскопически это круглые или яйцевидные дрожжи диаметром от 4 до 6 мкм, которые часто находятся в почковании. Он характеризуется наличием большой углеводной капсулы диаметром до 25 мкм или более.
Макроскопические характеристики
Колонии Cryptococcus neoformans В питательных средах встречаются характеристики дрожжей со слизистой консистенцией, глянцевого и кремового цвета. Эти колонии развиваются через 2 или 3 дня инкубации.
Образование нити, когда поверхность колонии приподнята с помощью петли, свидетельствует о наличии обильного капсульного материала..
Телеоморфных (половых) форм с гифами и базидиоспорами в природе не наблюдалось, хотя считается, что это может быть так, как они живут в окружающей среде, но если они были произведены в лаборатории в особых условиях.
Полученные из C. neoformans это называется Filobasidiella neoformans и культивируемые из сорта C. gattii это называется Filobasidiella bacillispora.
патогенез
После вдыхания Cryptococcus neoformans достичь альвеол, где капсула играет фундаментальную роль в вирулентности.
Известно, что капсула GXM обладает антифагоцитарным действием и обладает несколькими иммуномодулирующими эффектами, такими как вмешательство в представление антигена, миграция лейкоцитов, индукция специфических антител и развитие иммунного ответа Т-клеток.H1.
Таким образом, первая линия защиты деактивируется, что позволяет микроорганизму распространяться за пределы легкого, мигрируя в ЦНС, к которому он имеет большое сродство..
Считается, что он проникает через гематоэнцефалический барьер в макрофагах. Выживание в иммунной клетке благодаря выработке меланина, который препятствует окислительному разрушению.
Там он превращает катехоламины в меланин благодаря ферменту лакказы, который обеспечивает ему окислительную защиту в ЦНС. У пациентов с иммунодефицитом легочная инфекция распространена и достигает ЦНС и других органов..
Гистологически это наблюдается от легкого воспаления до образования типичных гранулем.
патология
Первоначальная инфекция на легочном уровне обычно протекает бессимптомно или очень слабо, с минимальным выделением мокроты. Инфекция становится очевидной, когда проявляются клинические симптомы хронического менингита. Кожные или костные формы встречаются редко и являются результатом системной инфекции..
Хронический менингит
У него медленное и коварное начало, появляются лихорадка и головная боль, которые постепенно прогрессируют до изменения психического состояния (потеря памяти или изменения личности), с ремиссиями и спонтанными обострениями..
По мере прогрессирования заболевания присутствуют признаки и симптомы, характерные для менингита, такие как: ригидность затылочных мышц, чувствительность к прикосновению в шее, тесты на колено и положительная нога (признаки Брудзинского и Кернига).
В случаях локализованных криптококом возникают паралич, гемипарез, судороги Джексона, помутнение зрения, диплопия, офтальмоплегия, журчащий язык, двоение в глазах, папиллома и нестабильная походка..
Для всех этих клинических проявлений необходимо поставить дифференциальный диагноз с опухолью головного мозга, абсцессом головного мозга, дегенеративным заболеванием ЦНС или любым бактериальным менингитом или другими грибами..
По мере прогрессирования заболевания возможны потеря веса, недомогание, лихорадка, тошнота, рвота и головокружение.
Давление CSF может быть увеличено. То же самое можно представить увеличение концентрации белка при плеоцитозе с преобладанием лимфоцитов, где уровень глюкозы нормальный или низкий.
У пациента могут быть поражения кожи, легких или других органов. Болезнь, если ее не лечить, она смертельна.
диагностика
Идеальными образцами являются CSF, экссудаты, мокрота, моча и сыворотка..
Прямой осмотр
Мокрые опоры готовят непосредственно из осадка центрифугированного образца или предпочтительно смешивают с чернилами индийского происхождения, что является идеальной техникой для выделения грибка и выделения капсулы..
Требуется хорошо обученный персонал, чтобы избежать путаницы лимфоцитов с дрожжами
Он имеет чувствительность 50% для пациентов, не инфицированных ВИЧ, и от 74 до 88% для пациентов с ВИЧ.
выращивание
Он растет на кровяном агаре, шоколадном агаре и агаре Сабуро при температуре 25 или 37 ° С без циклогексимида, поскольку последний препятствует его росту.
Культивируемые штаммы могут быть инокулированы экспериментальным мышам для определения их патогенности. Их также можно выращивать в агаре кукурузной муки, где C. neoformans не образует гифы в отличие от других грибов.
Биохимические тесты должны быть выполнены, чтобы дифференцировать C. neoformans других Cryptococcus as C. albidus, C. laurentii, C. luteolus, C. terreus и C. uniguttulatus.
Лабораторные испытания
Уреаза положительна через 2 часа инкубации при 35 ° С с мочевинным бульоном или агаром Кристенс, хотя существует быстрое обнаружение уреазы, описанное Циммером и Робертсом, с положительными результатами через 10-30 минут..
Еще одним полезным тестом является доказательство образования коричневого пигмента в присутствии субстрата для фенолоксидазы..
Это делается с использованием агара птичьего семени Сатиб и Сенскау и кофейной кислоты, инокулирование сильно (большой инокулят) и инкубирование при 37 ° С в течение одной недели. Появление коричневого до красноватого или коричневого пигмента является положительным патогномоничным тестом C. neoformans.
Не восстанавливайте нитраты до нитритов и не ассимилируйте глюкозу, мальтозу, сахарозу, трегалозу, галактозу, целлобиозу, ксилозу, рафинозу и дульцитол, не усваивая лактозу или мелибиозу..
Однако эти тесты менее надежны и давно не проводились в лабораториях..
Обнаружение капсульных антигенов Cryptococcus neoformans
Иногда невозможно наблюдать дрожжи в образцах, но это не означает, что инфекции не существует Cryptococcus neoformans.
Грибок производит большое количество капсул на легочном и системном уровне. По этой причине капсульный антиген GXM может быть растворен и легко обнаружен в CSF и сыворотке со специфической антисывороткой методом латекс-агглютинации..
Тест может быть количественно измеримым, поэтому он идеально подходит для прогноза и оценки эффективности лечения, хотя из-за травматического характера образца CSF не очень возможно повторить тест, чтобы проконтролировать.
Это очень простой способ поставить диагноз, точно так же, как методы энзиматического иммуноанализа.
Обнаружение Cryptococcus neoformans с помощью технологий зондов нуклеиновых кислот, это еще одна отличная альтернатива для быстрой и безопасной идентификации.
лечение
Флуцитозин эффективен, но появились устойчивые мутанты. Амфотерицин В внутривенно является еще одной очень эффективной альтернативой.
При менингите необходимо использовать оба препарата в течение нескольких месяцев, после чего следует длительный цикл флуконазола. 75% излечивается, но после лечения у некоторых пациентов может возникнуть рецидив, требующий повторных терапевтических циклов.
Криптококкоз центральной нервной системы
Описаны клинические формы криптококковой инфекции и подходы к диагностике и лечению пациентов. Приведены схемы комбинированной терапии с применением антимикотических препаратов.
Clinical forms of cryptococcal infection and approaches to diagnosis and treatment of patients were described. The schemes of combined therapy with antimycotics were given.
На протяжении последних десятилетий грибковые заболевания не теряют своей актуальности. Среди всех инвазивных микозов криптококковая инфекция занимает одно из наиболее значимых мест, так как является жизнеугрожающим заболеванием. Даже при своевременном лечении летальность составляет от 10% до 25%, а в развивающихся странах достигает 90%. Ежегодно в мире регистрируют около 1 млн случаев криптококкоза. В России, на данном этапе, обязательная регистрация глубоких микозов отсутствует. Истинная заболеваемость не известна, но по данным Северо-Западного государственного медицинского университета им. И. И. Мечникова в Санкт-Петербурге отмечается значительный рост криптококкоза с летальным исходом в период с 2002 по 2010 г. [1–5].
Род Cryptococcus насчитывает более 70 видов базидиомицетовых капсулированных дрожжей, из них медицинское значение имеет Cryptococcus neoformans и Cryptococcus Gatti. Cryptococcus Gatti наиболее распространен в странах с тропическим климатом, на территории Европы и России доминирует Cryptococcus neoformans. К факторам патогенности криптококка относят его способность расти при температуре 37 °C (т. е. при температуре тела теплокровных животных), а также возможность образовывать полисахаридную капсулу, которая является защитой от фагоцитоза и гуморальных факторов иммунитета. Криптококки синтезируют ряд ферментов, в том числе уреазу и фосфолипазу. Уреаза способствует адгезии дрожжей к эндотелиальным клеткам и формирует слизистые «кисты», не инициируя воспалительного ответа. Фосфолипаза разрушает клеточные мембраны человека, облегчает прикрепление к легочному эпителию. Способность грибов к меланинообразованию служит защитой от антитело-опосредованного фагоцитоза [6–10].
Заболеванию клинически выраженными формами криптококкоза подвержены люди с нарушениями в иммунной системе. Чаще всего это пациенты с синдромом приобретенного иммунодефицита (СПИД), лейкозом, саркоидозом, лимфомой, а также пациенты после трансплантации органов и больные, получающие большие дозы цитостатиков или кортикостероидов. Заражение происходит ингаляционно, легкие являются органом первичной локализации возбудителя, где он может долгое время находиться в латентном состоянии. При нарушении функционирования иммунной системы происходит активация инфекции [11, 12].
Клиника криптококкоза зависит от локализации и распространенности процесса. По МКБ-10 выделяют легочный криптококкоз, церебральный криптоккоз, криптококкоз кожи, криптококкоз костей. Криптококкоз легких может протекать бессимптомно или сопровождаться кашлем со слизистой мокротой, слабовыраженной лихорадкой, недомоганием, редко одышкой. Рентгенологически визуализируются узелковые инфильтраты и сливные очаги, расположенные субплеврально. У больных СПИДом в 1/3 выявляется криптококковая пневмония. Заболевание характеризуется быстрым прогрессированием с развитием респираторного дистресс-синдрома и острой дыхательной недостаточностью. Криптококкоз кожи встречается в 10–15% случаев. Характеризуется появлением папул, которые трансформируются в бляшку с уплотнением и последующим изъязвлением в центре элемента. Локализуются чаще на волосистой части головы и лице. Криптококкоз костей характеризуется остеолизисом, частота встречаемости 5%. Поражаются кости таза, позвоночника, черепа, ребра [13].
Наиболее частой клинической формой является церебральный криптококкоз, который в 80–90% протекает в форме менингоэнцефалита. В центральной нервной системе (ЦНС) возбудитель диссеминирует гематогенным путем. Мишенью для патогенного воздействия криптококков является эндотелий сосудов микроциркуляторного русла. Основной способ проникновения возбудителя в вещество головного мозга это разрушение стенки сосуда. В результате этого возникает нарушение микроциркуляции, что влечет за собой дистрофию нейронов и развитие очагов некроза. Вследствие резко повышенной проницаемости сосудов происходит скопление жидкости в веществе мозга. Гистологически отмечается пролиферация дрожжеподобных грибов с инфильтрацией, представленной преимущественно лимфоцитами, гистиоцитами, небольшим числом плазмоцитов, единичными нейтрофилами. На аутопсии поражение оболочек мозга характеризуется как серозно-продуктивный менингит с точечными кровоизлияниями в мягкую и твердую мозговые оболочки. Оболочки утолщены, мутные, на поверхности множественные мелкие бугорки (скопление грибов). Патологический процесс также может охватывать базальную поверхность мозга. Причиной смерти является отек головного мозга с дислокацией стволовых структур [13, 14].
Доминирующая жалоба — постоянная головная боль диффузного характера, интенсивность которой постепенно нарастает. Тошнота, рвота отмечается у 40% пациентов. Лихорадочная реакция не постоянна, температура тела колеблется в широких пределах от 37,2 до 39,5 °С. Менингеальные симптомы (ригидность мышц затылка, симптом Кернига, симптом Брудзинского) чаще отсутствуют или бывают сомнительными. Судороги, нарушение сознания встречаются в единичных случаях и, как правило, в поздних стадиях заболевания. У некоторых больных могут выявляться застойные диски зрительных нервов, нарушение зрения, очаговая неврологическая симптоматика. При исследовании спинномозговой жидкости (СМЖ) воспалительные изменения слабо выражены. Обычно отмечается повышенное содержание белка и лимфоцитарный двух-трехзначный плеоцитоз. Характерно прогрессирующее снижение уровня глюкозы [7, 12, 13, 15, 16].
Для диагностики криптококкового поражения ЦНС основным методом является микробиологическое исследование СМЖ. Для микроскопии мазки заливают 1–2 каплями туши. Капсула Cryptococcus neoformans окрашивается не полностью и образует специфические ободки. Клетки криптококка имеют шаровидную или эллипсовидную форму. Диаметр варьирует от 5 до 7 мкм, редко от 2 до 15 мкм. Капсула хорошо окрашивается, по методу Моури альциановым синим в сине-зеленый цвет. Этот метод окрашивания позволяет визуализировать фагоцитированные криптококки. Эффективность данного метода достигает 97% [5, 17].
Для подтверждения диагноза решающее значение имеет культуральный метод. Растет Cryptococcus neoformans от 48 до 72 часов, на сусло-агаре или среде Сабуро, при температуре 37 °С. Внешне это белые, гладкие, блестящие слизисто-тягучие колонии. Получение культуры криптококка позволяет определить чувствительность выделенного штамма к антимикотическим препаратам. Микробиологическая диагностика применяется и при других формах криптококковой инфекции. Субстратами для исследования являются кровь, мокрота, отделяемое кожных элементов. Из дополнительных методов используется латекс-агглютинация. Показатели специфичности и чувствительности стандартных тестов превышают 90%. В последние годы все шире в диагностических целях применяется полимеразная цепная реакция (ПЦР), ценность этого метода заключается в том, что он позволяет в кротчайшие сроки установить диагноз [14, 16, 17].
Методы нейровизуализации (компьютерная томография и магнитно-резонансная томография) в части случаев позволяют получить дополнительные данные о характере процесса. У 34% отмечается атрофия коры головного мозга, у 11% поражение вещества головного мозга как диффузного, так и очагового характера (криптококкома). Гидроцефалия выявляется у 9%, в 50% патологические изменения не обнаруживаются [13, 17].
Для лечения менингоэнцефалита криптококковой этиологии необходимо использовать антимикотические препараты, проникающие через гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) в терапевтических концентрациях. К ним относят флуцитозин, амфотерицин В, флуконазол. Флуцитозин обладает как фунгистатическим, так и фунгицидным действием. Встраиваясь в рибонуклеиновую кислоту (РНК) возбудителя, нарушает образование белков, а также подавляя активность тимидилатсинтетазы, препятствует синтезу грибковой дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). Его концентрация в СМЖ составляет 75% от концентрации в плазме. Амфотерицин В обладает в большей степени фунгистатическим действием. Механизм действия заключается в способности связываться с эргостерином клеточной мембраны возбудителя. В мембране образуются поры, нарушается барьерная функция, что влечет за собой потерю клеточных структур и гибель гриба. Его концентрация в СМЖ при внутривенном введении составляет 5%, поэтому предпочтительно эндолюмбальное введение. Комбинация этих двух препаратов дает лучший терапевтический эффект, в отличие от монотерапии. Кроме того, это позволяет уменьшить дозу амфотерицина В и, тем самым, снизить его токсический эффект и сократить продолжительность курса лечения. Применение комбинированной терапии позволяет предотвратить или отсрочить развитие резистентности возбудителя. Чувствительность Cryptococcus neoformas к амфотерицину В составляет 68%, флуцитозину 54%. Столь же хорошо проникает в биологические среды организма флуконазол, его концентрация в СМЖ составляет около 85%. Фунгистатический эффект данного препарата заключается в способности угнетать синтез эргостерина мембраны грибов. Чувствительность к нему составляет 74% [16, 22, 23].
В настоящее время используется следующая схема лечения: амфотерицин В 0,7–1,0 мг/кг/сут в сочетании с флуцитозином 100 мг/кг/сут в течение двух недель, а затем флуконазол 800–400 мг/сут не менее 10 недель. Если состояние пациента не улучшается в первые две недели лечения, то лечение амфотерицином В продлевают. Для лиц с сохраняющимся фактором риска повторного развития инфекции (больные СПИДом) рекомендуется поддерживающая терапия флуконазолом 200–400 мг/сут от 6 месяцев до года. Основной побочный эффект данного лечения это токсическое воздействие на почки, которое может отмечаться у 80% пациентов. Поэтому целесообразно применение липосомального препарата амфотерицина B (Амбизом), обладающего меньшей токсичностью. Возможно также эндолюмбальное введение амфотерицина В в дозе 0,25–1,0 мг 2–4 раза в сутки. При возникновении рецидива заболевания рекомендуется использовать амфотерицин В или липосомальный амфотерицин В в дозе 1 мг/кг/сут в течение 4–10 недель. В качестве поддерживающей терапии флуконазол 800–1200 мг/сут не менее 10–12 недель. В процессе лечения необходим регулярный контроль чувствительности штаммов криптококка к антимикотическим препаратам для корректировки терапии в случае резистентности возбудителя [5, 16, 24].
Помимо этиотропной терапии необходима коррекция внутричерепного давления, так как его стойкое повышение свидетельствует о возможности развития отека и набухания головного мозга (ОНГМ) с дислокацией, являющейся главной причиной летальности. Это осложнение возможно и на фоне специфической терапии, т. к. лизис криптококка приводит к освобождению токсических компонентов клетки, способствующих повышению проницаемости сосудов. Поэтому необходимо систематическое проведение дегидратационной терапии с использованием петлевых и осмотических диуретиков. При давлении СМЖ выше 250 мм в. ст. рекомендуются ежедневные пункции до снижения показателей. Стойкое повышение давления СМЖ требует постоянного дренажа (вентрикулоперитонеальный шунт) [5].
Об эффективности лечения судят по клиническому состоянию больного и улучшению состава СМЖ. Прежде всего, нормализации уровня глюкозы, отрицательному результату микроскопического и бактериологического исследовании ликвора, а также по результатам ПЦР. Снижение микробной нагрузки на 2–3 порядка в течение двух недель является хорошим прогностическим признаком и критерием адекватности терапии [2, 16].
Летальность при криптококкозе без применения антимикотической терапии достигает 100%. Она обусловлена: поздней диагностикой, резистентностью возбудителя, возможностью развития ОНГМ на фоне антимикотической терапии, низкой приверженностью больных к лечению или отказом от нее (в первую очередь ВИЧ-инфицированных) [16, 25].
Таким образом, проблема криптококкового поражения ЦНС приобретает все большую актуальность. Малая информативность клинической картины болезни требует от врачей при появлении неврологической симптоматики, прежде всего длительной головной боли у больных из группы риска раннего исследования СМЖ, даже при отсутствии менингиальных симптомов. В процессе лечения необходимо повышенное внимание к состоянию больного (возможность внезапного развития ОНГМ), микробиологический контроль СМЖ с определением чувствительности возбудителя (возможность формирования резистентности) и определения микробной нагрузки методом ПЦР как самого достоверного метода оценки эффективности лечения.
Литература
О. Е. Волкова 1
Ю. Я. Венгеров, доктор медицинских наук, профессор
ГБОУ ВПО МГМСУ им. А. И. Евдокимова МЗ РФ, Москва
Биологи назвали грибок из Чернобыля «вторым пенициллином»
Ученые NASA начали активное изучение удивительного грибка Cryptococcus neoformans, который был обнаружен на Чернобыльской АЭС. Дело в том, что этот грибок питается смертельными дозами радиации и процветает рядом с реактором, залитым гамма-излучением. Об этом сообщает американский портал MSN.
Удивительные микроорганизмы были обнаружены спустя 20 лет после катастрофы на Чернобыльской АЭС, но их свойства ученые в полной мере распознали только сейчас. Это открытие может не только полностью перевернуть наши знания о радиации, но и совершить революцию в защите человека от смертельного излучения, в том числе во время полетов в космос, где оно возрастает.
Ученые считают, что грибки типа Cryptococcus neoformans человек может научиться использовать также, как, в свое время, на основе плесневых грибов Penicillium notatum был открыт первый антибиотик пенициллин. Грибки Cryptococcus neoformans могут помочь создать вещества, которые одновременно будут блокировать смертоносное радиоактивное излучение и одновременно превращать его в бесконечно возобновляемый источник энергии.
Сейчас исследования NASA в этой сфере возглавляет биотехнолог Кастури Венкатесваран. По его инициативе небольшое количество грибка Cryptococcus neoformans было отправлено на Международную космическую станцию, где космонавты под руководством ученых, находившихся на удаленной связи, провели несколько опытов. Ведь в космосе уровень радиации повышается по сравнению с Землей.
Результаты проведенного эксперимента еще не опубликованы. Планируется, что это произойдет в ближайшее время. Научное сообщество во всем мире заинтриговано и с нетерпением ждет, когда данные будут обнародованы. Ведь это открытие может произвести настоящую революцию в сфере защиты человека от излучения, а также сделать доступными новые способы получения энергии.