Legionella pneumophila

Legionella pneumophila — это грамотрицательная аэробная бактерия, являющаяся возбудителем легионеллёза (болезни легионеров) и более лёгкой формы острого респираторного заболевания — понтиакской лихорадки. Относится к семейству Legionellaceae, роду Legionella. Впервые идентифицирована в 1977 году после вспышки тяжёлой пневмонии среди участников съезда Американского легиона в Филадельфии.

История открытия

В июле 1976 года в Филадельфии (США) во время ежегодного съезда Американского легиона — организации ветеранов войн — произошла вспышка тяжёлого респираторного заболевания. Из примерно 4400 участников съезда заболели 182 человека, 29 из них скончались. Симптомы напоминали тяжёлую пневмонию, но возбудитель долгое время не удавалось идентифицировать. Вспышка получила широкую огласку и название «болезнь легионеров».

Лишь спустя несколько месяцев, в январе 1977 года, сотрудники Центров по контролю и профилактике заболеваний США (CDC) под руководством доктора Джозефа Макдейда выделили ранее неизвестную бактерию из ткани лёгкого умершего пациента. Микроорганизм получил название Legionella pneumophila (от лат. legio — легион, pneumophila — лёгочный любитель). Ретроспективный анализ показал, что вспышки этой инфекции происходили и раньше, но не были диагностированы.

Биологические свойства

Морфология

L. pneumophila представляет собой прямые или слегка изогнутые палочки размером 0,3–0,9 мкм в ширину и 2–5 мкм в длину. Бактерия подвижна благодаря одному или нескольким полярным или латеральным жгутикам. Спор не образует. В окраске по Граму проявляется как слабоокрашиваемая грамотрицательная палочка, что затрудняет её обнаружение в клиническом материале.

Физиология и метаболизм

Бактерия является строгим аэробом, то есть для роста ей необходим кислород. Оптимальная температура роста — 35–37 °C, но способна выживать и размножаться в диапазоне от 20 до 45 °C. Метаболизм хемоорганотрофный. Для роста требует аминокислоты, особенно L-цистеин и соли железа. На питательных средах растёт медленно, колонии становятся видимыми через 3–5 суток. Наиболее часто используемая среда — буферный угольно-дрожжевой агар (BCYE-α) с добавлением α-кетоглутарата.

Серологические группы

На сегодняшний день выделено более 60 видов рода Legionella, из которых не менее 30 способны вызывать заболевания у человека. L. pneumophila является наиболее патогенным видом и подразделяется на 16 серогрупп. Серогруппа 1 ответственна за 70–90% всех подтверждённых случаев легионеллёза. Другие серогруппы (2–16) встречаются реже, но также могут вызывать спорадические случаи и вспышки.

Патогенез и вирулентность

Механизм заражения

Заражение происходит аэрогенным путём — при вдыхании аэрозоля (мелких водяных капель), содержащего бактерии. L. pneumophila не передаётся от человека к человеку. Основные источники инфекции — системы водоснабжения, кондиционеры с градирнями (испарительными башнями), джакузи, фонтаны, увлажнители воздуха, системы охлаждения промышленных предприятий.

Внутриклеточный паразитизм

Ключевая особенность патогенеза — способность L. pneumophila выживать и размножаться внутри клеток-фагоцитов (макрофагов, моноцитов, нейтрофилов) и амёб. Бактерия проникает в клетку-хозяина путём коил-фагоцитоза. Внутри фагосомы она подавляет слияние фагосомы с лизосомами (кислотный компартмент), используя систему секреции IV типа (Dot/Icm). Вместо этого бактерия формирует репликативную вакуоль, в которой активно размножается, используя питательные вещества клетки-хозяина. Через 12–24 часа клетка-хозяин лизируется, высвобождая новые бактерии, которые инфицируют соседние клетки.

Факторы вирулентности

К основным факторам вирулентности относятся:

• Система секреции IV типа Dot/Icm — ключевой механизм, обеспечивающий внутриклеточное выживание.
• Жгутики и пили — обеспечивают подвижность и адгезию к клеткам-мишеням.
• Липополисахарид (ЛПС) — компонент клеточной стенки, обладающий эндотоксической активностью.
• Протеазы и фосфолипазы — способствуют разрушению тканей и уклонению от иммунного ответа.

Клинические проявления

Болезнь легионеров (легионеллёз)

Инкубационный период составляет от 2 до 10 дней (чаще 5–6 дней). Заболевание начинается остро с высокой температуры (до 40 °C), озноба, головной боли, миалгий. На 2–3-й день присоединяется сухой кашель, который затем становится продуктивным с отделением скудной слизистой или слизисто-гнойной мокроты. Характерны боли в груди, одышка. У многих пациентов наблюдаются желудочно-кишечные симптомы (тошнота, рвота, диарея). Возможны неврологические проявления: спутанность сознания, дезориентация, атаксия. Тяжесть варьирует от лёгких форм до тяжёлой пневмонии с дыхательной недостаточностью, септическим шоком и полиорганной недостаточностью. Летальность при отсутствии лечения может достигать 15–20%, при своевременной антибиотикотерапии снижается до 5–10%.

Понтиакская лихорадка

Это острое, самоограничивающееся заболевание с инкубационным периодом от 5 до 72 часов (чаще 24–48 часов). Проявляется гриппоподобным синдромом: лихорадка, озноб, головная боль, миалгии, недомогание. Пневмония не развивается. Заболевание длится 2–5 дней и заканчивается выздоровлением без специфического лечения. Случаев смерти не зарегистрировано.

Диагностика

Диагностика легионеллёза затруднена из-за неспецифичности клинической картины и особенностей бактерии. Используются следующие методы:

• Культуральный метод — «золотой стандарт». Посев мокроты, бронхоальвеолярного лаважа, плевральной жидкости или аутопсийного материала на среду BCYE-α. Чувствительность — 50–80%, требует 3–5 дней.
• Определение антигена в моче — быстрый иммунохроматографический тест, выявляющий антиген L. pneumophila серогруппы 1 в моче. Чувствительность — 70–90%, специфичность — >99%. Результат доступен через 15–30 минут.
• Полимеразная цепная реакция (ПЦР) — высокочувствительный и специфичный метод, позволяющий выявить ДНК бактерии в различных клинических образцах. Может быть положительной даже при отрицательном культуральном исследовании.
• Серологические методы — выявление антител классов IgM и IgG к L. pneumophila в парных сыворотках крови (с интервалом 2–4 недели). Диагностически значимым считается четырёхкратное нарастание титра антител.

Лечение

Лечение легионеллёза проводится антибиотиками, способными проникать внутрь клеток-фагоцитов. Препаратами выбора являются макролиды (азитромицин, кларитромицин) и фторхинолоны (левофлоксацин, моксифлоксацин). Доксициклин и рифампицин используются реже, часто в комбинации с основными препаратами. Лечение обычно продолжается 7–14 дней, при тяжёлых формах — до 21 дня. При понтиакской лихорадке специфическая антибактериальная терапия не требуется.

Эпидемиология и профилактика

Эпидемиология

L. pneumophila широко распространена в окружающей среде, особенно в пресных водоёмах (озёра, реки, пруды), где она паразитирует в амёбах. В искусственные водные системы (водопровод, кондиционеры, бассейны) бактерия попадает из природных источников. Вспышки часто связаны с крупными зданиями (гостиницы, больницы, офисные центры), где имеются сложные системы водоснабжения и кондиционирования. Факторы риска: возраст старше 50 лет, курение, хронические заболевания лёгких, сахарный диабет, иммуносупрессия (включая трансплантацию органов, приём кортикостероидов, ВИЧ-инфекция).

Профилактика

Основные меры профилактики направлены на контроль роста бактерий в системах водоснабжения и кондиционирования:

• Поддержание температуры воды в системах горячего водоснабжения выше 60 °C (на выходе из водонагревателя) и выше 50 °C (в точках разбора).
• Регулярная дезинфекция градирен, джакузи, фонтанов.
• Использование хлорирования, озонирования, ультрафиолетового облучения или медных/серебряных ионизаторов для обработки воды.
• Промывка и дезинфекция систем водоснабжения после длительного простоя.
• В медицинских учреждениях — мониторинг воды на наличие Legionella и проведение санитарно-гигиенических мероприятий.

В Российской Федерации действуют санитарные правила и нормы (СанПиН), регламентирующие контроль за содержанием легионеллы в системах горячего водоснабжения и кондиционирования воздуха в лечебно-профилактических учреждениях.

Интересные факты

• L. pneumophila является одним из немногих бактериальных патогенов, способных вызывать эпидемические вспышки, связанные с системами кондиционирования воздуха.
• Бактерия была названа в честь Американского легиона — организации, чей съезд привёл к её открытию.
• L. pneumophila способна выживать в амёбах, что делает её устойчивой к многим дезинфицирующим средствам, так как амёбы защищают бактерию от внешних воздействий.
• В 2012 году в США была зафиксирована крупнейшая вспышка легионеллёза, связанная с джакузи на ярмарке в штате Нью-Йорк (более 100 заболевших, 2 умерших).
• В России вспышки легионеллёза регистрируются редко, однако спорадические случаи выявляются в крупных городах, особенно в гостиницах и больницах.

Источники

• Fields, B. S., Benson, R. F., & Besser, R. E. (2002). Legionella and Legionnaires' disease: 25 years of investigation. Clinical Microbiology Reviews, 15(3), 506–526.
• Cunha, B. A., Burillo, A., & Bouza, E. (2016). Legionnaires' disease. The Lancet, 387(10016), 376–385.
• Phin, N., Parry-Ford, F., Harrison, T., et al. (2014). Epidemiology and clinical management of Legionnaires' disease. The Lancet Infectious Diseases, 14(10), 1011–1021.
• СанПиН 3.3686-21 «Санитарно-эпидемиологические требования по профилактике инфекционных болезней» (раздел «Легионеллёз»).