Введение к работе
Актуальность исследования
Более ста лет назад Эрнест Эдвард Тизер (1875 – 1965) впервые обнаружил и описал нового паразита из класса споровиков (E. Tyzzer, 1907).
С момента этого открытия прошло около 70 лет прежде чем криптоспоридиоз был выявлен у человека. В 1976 году почти одновременно были опубликованы описания двух случаев болезни, один из них в форме энтероколита у ребенка с сохранным иммунитетом (F. Nime et al., 1976), другой – в виде обильной водной диареи у взрослого больного с иммунодепрессией (J.Meisel et al., 1976).
В целом 7 случаев криптоспоридиоза были опубликованы и суммированы в литературе к 1980 году, из них у 5 больных заболевание возникло на фоне иммунодепрессии (R. Bird, M. Smith, 1980). В связи с этим авторы отметили в своей публикации: «В тех случаях, когда иммунная система функционирует нормально, и нет никаких других фоновых поражений кишечника, криптоспоридиоз не представляет никаких проблем для здоровья и ориентировочно может рассматриваться как оппортунистический возбудитель». Эти слова были написаны в то самое время, когда стали регистрироваться первые случаи СПИД.
Уже через три года появилась первая статья, в которой были представлены 10 случаев криптоспоридиоза с затяжной водной диареей у больных СПИД гомосексуалистов (P. Ma, R. Soave, 1983). А еще через год число описанных в литературе случаев криптоспоридиоза у больных СПИД достигло пятидесяти (P. Ma, 1984). К концу 1984 года из числа всех описанных в литературе случаев криптоспоридиоза больные со СПИД составляли 83%, а 55% из них погибли (T. Navin, D. Juranek, 1984).
Связь криптоспоридиоза со СПИД была настолько очевидной, что криптоспоридиоз стал одним из общепризнанных индикаторов СПИД задолго до открытия и описания самого вируса иммунодефицита человека. С начала эпидемии ВИЧ-инфекции и до сегодняшнего дня основная часть исследований, посвященных проблеме криптоспоридиоза, так или иначе были связаны с проблемой СПИД. Исследователей меньше интересовала проблема криптоспоридиоза у больных, находящихся на ранних стадиях ВИЧ-инфекции. Отчасти это было обусловлено тем, что предположение о криптоспоридиозе и целенаправленное обследование больных на криптоспоридиоз выполнялось только у больных ВИЧ-инфекцией при появлении диареи.
Больные ВИЧ-инфекцией на стадии СПИД подвержены особо тяжелым затяжным и хроническим формам криптоспоридиоза с обильной водной диареей, обезвоживанием и неблагоприятным прогнозом для жизни (S. Pitlik et al., 1983; C. Petersen, 1992; B. Ramratnam, T. Flanigan, 1997; D. Clark, 1999; S. Caccio, 2005). Однако, почти одновременно с описанием злокачественных форм криптоспоридиоза у больных СПИД появлялись единичные публикации о более благоприятных клинических вариантах болезни со спонтанным выздоровлением и сообщения о ее бессимптомных формах (F. Zar et al., 1985; F. Zar, 1990; E. Janoff et al., 1990; D. Saltzberg et al., 1991; C. Blanshard et al., 1992; R. Goodgame et al., 1993; I. McGowan et al., 1993; M. Pettoello-Mantovani et al., 1995; S. Chhin et al., 2006). Благоприятно протекающие формы любых болезней редко привлекают внимание врача.
Варианты клинического течения криптоспоридиоза у больных ВИЧ-инфекцией напрямую зависят от степени выраженности иммунодепрессии (T. Flanigan et al., 1992; E. Pozzio et al., 1997). Единичные публикации последних лет свидетельствуют также и о том, что клинические проявления криптоспоридиоза у больных ВИЧ-инфекцией могут быть обусловлены биологическими свойствами отдельных видов и генотипов возбудителя (M. Messner et al., 2001; C. Chappell et al., 2006; V. Cama et al., 2007).
Важность проблемы криптоспоридиоза для больных ВИЧ-инфекцией неоднократно подчеркивалась и отечественными учеными (В.И. Покровский, В.В. Покровский, 1988; Н.А. Чайка, Т.В. Бейер, 1990; В.И. Покровский, Б.А. Годованный, 1995; В.В. Шкарин, С.Н. Соринсон, 1999; В.В. Покровский и др., 2000, 2003; Е.С. Белозеров, Е.И. Змушко, 2003; Ю.В. Лобзин и др., 2003; В.М.Волжанин, 2008). Однако специальные исследования по проблеме криптоспоридиоза у больных ВИЧ-инфекцией в России не выполнялись.
Образовавшийся разрыв между информацией о криптоспоридиозе у больных ВИЧ-инфекцией за рубежом и отсутствием данных о состоянии этой проблемы у больных ВИЧ-инфекцией в России, а также неоспоримое значение проблемы криптоспоридиоза для больных ВИЧ-инфекцией определяют актуальность данного исследования.
Цель работы. На основе изучения эпидемиологии криптоспоридиоза в Ростове-на-Дону, особенностей его клинического течения и лабораторной диагностики у больных ВИЧ-инфекцией, а также методов оценки биологических свойств паразита разработать программу диагностики и прогноза криптоспоридиоза у больных с разными стадиями ВИЧ-инфекции.
Задачи исследования:
1) исследовать чувствительность разных лабораторных методов диагностики криптоспоридиоза и определить частоту криптоспоридиоза у больных с ВИЧ-инфекцией, дать клиническую характеристику криптоспоридиоза в зависимости от клинической стадии ВИЧ-инфекции, а также изучить влияние разных клинических форм криптоспоридиоза на динамику клинического течения и прогноз ВИЧ-инфекции;
2) выполнить молекулярно-генетические исследования паразита и определить доминирующий вид криптоспоридий у больных ВИЧ-инфекцией в Ростове-на-Дону;
3) исследовать биологические особенности паразита, в частности, жизнеспособность ооцист, выделенных от больных ВИЧ-инфекцией с разными клиническими проявлениями криптоспоридиоза, провести оценку вирулентности криптоспоридий при экспериментальной инфекции у лабораторных мышей SCID, а также потенциал роста на искусственной питательной среде, не содержащей клеток хозяина;
4) провести исследование ооцист паразита в питьевой воде городской системы водоснабжения Ростова-на-Дону, а также изучить содержание ооцист криптоспоридий в речной воде бассейна Нижнего Дона для оценки ее роли в эпидемиологии криптоспоридиоза у больных ВИЧ-инфекцией;
5) оценить потенциальную роль отдельных сельскохозяйственных животных и птиц как резервуара криптоспоридий и зоонозного источника инфекции для больных ВИЧ-инфекцией;
6) на основе полученных данных разработать программу оптимизации клинико-лабораторной диагностики и прогноза течения криптоспоридиоза у больных ВИЧ-инфекцией.
Научная новизна
Установлены преимущества иммунологических методов лабораторной диагностики криптоспоридиоза (прямая иммунофлюоресценция и иммуномагнитная сепарация) при обследовании больных ВИЧ-инфекцией над традиционными методами лабораторной диагностики (прямая микроскопия, окраска мазка испражнений по Циль-Нильсену). Эти преимущества характеризуются высокой специфичностью и чувствительностью методов первой группы, которые позволили выявить высокую частоту бессимптомных формы болезни форм криптоспоридиоза у больных ВИЧ-инфекцией в г. Ростове-на-Дону.
Впервые установлена зависимость клинических проявлений и исходов криптоспоридиоза от клинической стадии ВИЧ-инфекции, а также отрицательное влияние хронического криптоспоридиоза на темпы прогрессирования ВИЧ-инфекции уже на ее начальных стадиях.
Впервые в России выполнено генотипирование криптоспоридий, выделенных от больных ВИЧ-инфекцией и определен доминирующий вид паразита у больных ВИЧ инфекцией в Ростовской области – С. parvum.
Впервые в истории изучения криптоспоридиоза изучены биологические свойства криптоспоридий, обнаруживаемых в испражнениях больных ВИЧ-инфекцией. В частности, исследована жизнеспособность выделяемых с испражнениями больных ВИЧ-инфекцией ооцист по показателю активности эксцистирования и их вирулентность для мышей SCID, а также потенциал роста паразита на искусственной питательной среде, не содержащей клеток хозяина.
Впервые выполнена эпидемиологическая оценка качества питьевой воды в г. Ростове-на-Дону и речной воды бассейна Нижнего Дона по содержанию в ней ооцист криптоспоридий, а также определен потенциал зоонозного резервуара инфекции среди сельскохозяйственных животных, которым является крупный рогатый скот.
Практическая значимость
Разработана программа клинико-лабораторной диагностики и оценки прогноза криптоспоридиоза у больных ВИЧ-инфекцией в зависимости от ее стадии.
Расширены показания к лабораторному обследованию больных ВИЧ-инфекцией на криптоспоридиоз. Рекомендованы методы лабораторной диагностики криптоспоридиоза, обладающие высокой специфичностью и чувствительностью, что повышает вероятность его распознавания у больных ВИЧ-инфекцией.
Изучены биологические особенности криптоспоридий, обнаруженных в испражнениях больных ВИЧ-инфекцией, выполнена оценка их жизнеспособности, потенциал роста при культивировании в искусственной питательной среде, не содержащей клеток хозяина, разработана модель оценки вирулентности паразита на экспериментальной модели инфекции у мышей SCID.
Показано, что клинические проявления и исход криптоспоридиоза варьируют в зависимости от клинической стадии ВИЧ-инфекции, вероятность выздоровления существует только у больных на ранних стадиях ВИЧ-инфекции. Установлено отрицательное влияние криптоспоридиоза на темпы прогрессирования ВИЧ-инфекции даже на ранних клинических стадиях при отсутствии выраженного иммунодефицита. При выявлении криптоспоридиоза у больного ВИЧ-инфекцией следует его в число первоочередного кандидата для проведения высоко активной антиретровирусной терапии.
Установлен доминирующий вид паразита, являющийся возбудителем криптоспоридиоза у больных ВИЧ-инфекцией, естественный резервуар инфекции в природе, показано, что вода не является основным путем передачи инфекции.
Основные положения диссертации, выносимые на защиту
1. При использовании высоко чувствительных методов лабораторной диагностики выявлена высокая частота криптоспоридиоза у больных ВИЧ-инфекцией в г. Ростове-на-Дону, который характеризуется на ее ранних стадиях значительным удельным весом легких и бессимптомных форм.
2. ВИЧ-инфекция и криптоспоридиоз оказывают взаимное отягчающее влияние друг не друга. Отрицательное влияние ВИЧ-инфекции проявляется на поздних стадиях болезни и характеризуется увеличением удельного веса клинически проявляющихся и хронических форм криптоспоридиоза. Отрицательное влияние криптоспоридиоза выражается в ускорении темпов прогрессирования ВИЧ-инфекции у больных с хронической формой болезни, сопровождающейся диареей.
3. Доминирующим видом возбудителя криптоспоридиоза у больных ВИЧ-инфекцией в г. Ростове-на-Дону является C. parvum, что является свидетельством преимущественно зоонозного резервуара и источника инфекции.
4. Экспериментальная инфекция у мышей SCID является наиболее чувствительной моделью оценки вирулентности криптоспоридий, выделенных из испражнений больных ВИЧ-инфекцией (с учетом видовой принадлежности обнаруженного паразита, представленного C. parvum), показатель эксцистирования ооцист и рост криптоспоридий на искусственной питательной среде не обладают такой чувствительностью.
5. Питьевая вода не является ведущим фактором передачи криптоспоридиоза у больных ВИЧ-инфекцией в г. Ростове-на-Дону.
6. Основным естественным резервуаром инфекции в природе является крупный рогатый скот.
Внедрение в практику
Материалы диссертации внедрены:
1) в работу Областного центра по борьбе со СПИД и инфекционными заболеваниями в Ростовской области;
2) в работу Северокавказского Центра СПИД;
3) в учебный процесс на кафедре инфекционных болезней РостГМУ
Росздрава.
Подготовлены и опубликованы методические указания для инфекционистов и врачей амбулаторно-поликлинического звена «Стандарты диагностики и лечения инфекционных болезней» (Ростов-на-Дону, 2008 г.). Предложена программа оптимизации диагностики и прогноза течения криптоспоридиоза у больных ВИЧ-инфекцией.
Апробация работы
Основные результаты исследования представлены на научных конференциях: «Developing Research for a Common Future. The 2nd German-Russian Cooperative Symposium, 4-8 June, 2002» (Rostov-on-Don, Russia, 2002); «IWA Symposium on Health-Related Water Microbiology, 14-19 September, 2003» (Cape Town, South Africa, 2003); «Improving Research for a Common Future. The 3rd German-Russian Cooperative Symposium, 29-31 May, 2004» (Cologne, Germany, 2004); « The 3rd Congresss of German-Greek Academy for Biomedicine, 29-31 May, 2004» (Kavala, Greece, 2004); « The Fourth International Giardia Conference and the First Combined Giardia/Crypto Meeting in Amsterdam, 20-24 September, 2004» (Amsterdam, Netherlands, 2004); «The 15th Japanese-German Symposium on Protozoan Diseases, 16-21 September, 2006» (Obihiro, Hokkaido, Japan, 2006). The 4-th German-Russian Cooperative Symposium, 6-10 June, 2006» (Rostov-on-Don, Russia, 2006). I Съезд инфекционистов ЮФУ (Краснодар, 2008). The 5-th German-Russian Cooperative Symposium, 14-17 June, 2008» (Cologne, Germany, 2008). Международная конференция «Физиология и патология иммунной системы», IV Международная конференция по иммунотерапии (Москва, 2008).
Публикации
Основные результаты диссертации представлены в 16 работах, в том числе в 7 изданиях, включенных в перечень рекомендованных ВАК.
Объем и структура диссертации
Диссертация изложена на 337 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, двух глав собственных исследований, обсуждения результатов, выводов, практических рекомендаций. Список литературы включает 668 источников, из которых 34 опубликованы на русском языке и 634 – на иностранных языках. Работа иллюстрирована 8 таблицами и 36 рисунками.