История на откриването на атипичните причинители на респираторни инфекции

Mycoplasma pneumoniae, Legionella pneumophylla, Chlamydia (chlamydiophylla) pneumoniae

Mycoplasma pneumoniae. Спада към клас Mollicutes, което означава мека кожа (Фиг. 1). Заедно с други членове на този клас (Acholeplasma, Anaeroplasma, Asteroleplasma, Spiroplasma и Ureaplasma) микоплазмите се характеризират с необичайно малък геном и с пълната липса на бактериална стена, изградена от пептидогликани. Вместо това те имат клетъчна мембрана, изградена от стеролни съставки, подобни на еукариотните клетки. Микроорганизмите приемат тези стероли от серума на гостоприемника и по този начин запазват опростената си структура. Липсата на клетъчна стена е причина тези микроорганизми да са устойчиви на пеницилини и други бета-лактамни антибиотици, които действат чрез разрушаване на бактериалната клетъчна стена.

Mycoplasma pneumoniae за първи път е била свързана с респираторни инфекции през 1898 г., когато Roux и Nocard изолират микроорганизма от проби, взети от волове, болни от плевро­пневмония. През 1938 г. Reimann описва първите случаи на микоплазмена пневмония при хора. Той въвежда термина първична атипична пневмония, след като описва във Филаделфия седем случая на болни с обичайни симптоми от горни и долни дихателни пътища, протрахиран ход и постепенно разнасяне. През 1943 г. Peterson открива феномена на студовите аглутинини и наличието им във високи титри при пациенти с микоплазмена пневмония. През 1944 г. Eaton получи признание за откриването на специфичен агент, наречен агент на Итън, причиняващ първична атипична пневмония. През 1961 г. е било доказано, че този агент всъщност е Mycoplasma pneumoniae. Понастоящем Mycoplasma pneumoniae се свързва с причиняване на трахеобронхит и първична атипична пневмония. Въпреки че е бактерия с най-малкия известен геном, тя все още е загадка за учените.

Таблица 1. Научна класификация на Mycoplasma pneumoniae.

Фигура 1. Електронно­микроскопски изглед на Mycoplasma pneumoniae.  

Legionella pneumophylla

Изолирана е за първи път преди повече от 60 години – през 1947 г. от серума на болен от треска войник (Фиг. 2). До 1976 г. не се е обръщало внимание на този микророганизъм. Тогава избухва епидемичен взрив от пневмония, който засяга участниците в конгреса на Американския легион във Филаделфия, Пенсилвания (Fraser et al., 1977; Tsai et al., 1979). Пресата нарича болестта Легионерска болест. От 221 заболели 34 души умират в рамките на няколко седмици след конгреса. В рамките на 6 месеца благодарение на усилията на много изследователи от Пенсилвания и Центъра за контрол и превенция на заболяванията в Атланта е била изолирана бактерия, впоследствие наречена Legionella pneumophylla.

Първоначално Legionella pneumophylla е била изолирана чрез инокулация на белодробна тъкан, взета постмортем от болни морски свинчета и отгледана в обогатена изкуствена среда (McDade et al., 1977). След това чрез имунофлуоресцентни методи е било установено, че 90% от заболелите са имали четирикратно нарастване на титъра на антителата срещу този организъм.

По същия метод са били изследвани предварително запазени серуми на болни от по–ранни изяви на необяснимо дихателно заболяване и е било установено, че част от тях са свързани със сероконверсия към Legionella pneumophylla. Към тях може да се прибави и случаят от 1947 година на болния войник, от чиято кръв чрез инокулация в морски свинчета е бил изолиран “подобен на риктесия организъм”. Това остава най–ранният известен случай на изолиране на Legionella pneumophylla.

Legionella pneumophylla е киселинно устойчива, неспорообразуваща, морфологично некапсулирана пръчковидна бактерия. Аеробна е, не хидролизира желатина, не образува уреаза, не предизвиква ферментация, за нея не е характерна автофлуоресценцията. Оксидаза и каталаза позитивна е и произвежда бета-лактамза. Legionella pneumophylla е Грам-отрицателен микроорганизъм, който се оцветява трудно поради наличие на липополизахаридни съставки във външния слой на външната си клетъчна мембрана. На страничните вериги на клетъчната стена са разположени базите на някои специфични за тези организми антигени. Химичният състав на тези антигени, а така също и подреждането на захарите, определя естеството на соматичните или О-антигенни детерминанати, които са важни за серологичното класифициране на много Грам-негативни бактерии. Описани са поне 35 серологични варианти на Legionella pneumophylla, а така също други видове са били подразделени на многобройни серологични варианти.

Таблица 2. Научна класификация на Legionella pneumophila.

Фигура 2. Legionella pneumophylla. 

Legionella pneumophylla се изолира от серум на болен чрез маркирани флуоресциращи антитела, микроаглутинационни и ELISA методи. Най-често причинява остра пневмония (легионелоза), като всички видове Legionella pneumophylla могат за причинят заболяването. Екстрапулмоналното засягане (перикардит, ендокардит) е рядко. По-рядко заболяването може да се изяви като непневмонично епидемично грипоподобно заболяване, наречено Понтиак треска.

Chlamydia (Chlamydiophylla) pneumoniae. Тя е пръчковидна, Грам-отрицателна бактерия, причиняваща пневмония, астма, респираторни инфекции, сърдечна коронарна болест и атеросклероза при хората (Фиг. 3). Съществуват данни за връзка на Chlamydia pneumoniae с мултипленната склероза (МС), които не са потвърдени от проучвания, но гръбначномозъчната течност на пациенти с МС са положителни за Chlamydia pneumoniae. Предава се по въздушно-капков път и около 20% до 50% от възрастните хора в САЩ са прекарали инфекция, причинена от нея преди 20-годишна възраст. Chlamydia pneumoniae, подобно на вирусите, е паразитен организъм, не може да се репродуцира извън клетките на гостоприемника и по този начин е зависима от състоянието на клетките на макроорганизма за оцеляването си.

Фигура 3. Chlamydia pneumoniae, флуоресцентна микроскопия. 

Преди да бъдат открити нови методи за сравнение на ДНК и антигени, се е считало, че съществува само едно семейство Chlamydiaceae, род Chlamydia. След откриване на различия в ДНК и антигенния материал се е обособил нов род в семейството – Chlamydophila, което означава подобни на хламидии. Пълният геном на бактерията е бил публикуван през 1999 г. C. psittaci е била отдиференцирана от C. trachomatis по резистентността си към sulfadiazine, въпреки че не е била установена при всички C. psittaci. Chlamydia pneumoniae е била класифицирана по електронномикроскопския си изглед и по способността си да инфектира хора. Причинява заболявания и при коали, игуани, хамелеони, жаби и костенурки. Първият известен случай на инфекция с Chlamydia pneumoniae при хора е синузит, регистриран в Тайван.

Претърпява няколко трансформации по време на жизнения си цикъл. Тя съществува като елементарно телце между гостоприемниците. То не е биологично активно, но е устойчиво в околната среда и може да оцелее известно време извън гостоприемника (Фиг. 4). Елементарното телце се пренася от инфектирания бял дроб в неинфектирания чрез капчици секрет и навлиза в клетките на гостоприемника чрез фагоцитоза. Телцето не се разрушава чрез сливане с лизозомите, както се случва с фагоцитирания материал, а започва да се реплицира в ендозомата и се превръща в ретикуларно телце. То използва механизмите на клетките на гостоприемника за репликацията си. След това ретикуларното телце отново се превръща в елементарно телце и напуска клетката, предизвиквайки разрушаването й (Фиг. 5)

Фигура 4. Клетка, инфектирана с четири елементарни телца.

Фигура 5. Елемемтарни телца (Е).

По този начин жизненият цикъл на Chlamydia pneumoniae е разделен между елементарното телце, което не може да се възпроизвежда, но може да заразява и ретикуларното телце, което не може да причини нова инфекция, но може да се възпроизвежда.