Mycobacterium tuberculosis complex

Mycobacterium tuberculosis complex (комплекс Mycobacterium tuberculosis, MTBC) — это группа генетически близких видов микобактерий, способных вызывать туберкулёз у людей и различных видов животных. Комплекс объединяет возбудителей туберкулёза, отличающихся по кругу хозяев, вирулентности и эпидемиологическим характеристикам.

История открытия и изучения

Возбудитель туберкулёза человека — Mycobacterium tuberculosis — был открыт немецким врачом и микробиологом Робертом Кохом 24 марта 1882 года. Кох выделил бактерию из мокроты больного туберкулёзом, разработал метод окрашивания (окраска по Цилю — Нильсену) и доказал, что именно этот микроорганизм является причиной заболевания. В 1905 году за это открытие он был удостоен Нобелевской премии по физиологии и медицине.

Впоследствии были открыты другие виды, входящие в комплекс. В 1937 году выделен Mycobacterium bovis (возбудитель туберкулёза крупного рогатого скота), способный передаваться человеку через молоко и мясо. В 1969 году описан Mycobacterium africanum — штамм, распространённый в Западной Африке. Позднее, с развитием молекулярно-генетических методов, в комплекс включили Mycobacterium microti (возбудитель туберкулёза полёвок), Mycobacterium pinnipedii (тюленей и морских львов), Mycobacterium caprae (коз и овец), Mycobacterium orygis (антилоп) и Mycobacterium mungi (мангустов). В 2013 году был описан Mycobacterium suricattae (сурикатов).

Состав комплекса

В состав Mycobacterium tuberculosis complex входят следующие виды (по состоянию на 2024 год):

• Mycobacterium tuberculosis — основной возбудитель туберкулёза человека. Наиболее изученный и распространённый вид. Высоковирулентен, передаётся воздушно-капельным путём.
• Mycobacterium bovis — возбудитель туберкулёза крупного рогатого скота. Может вызывать заболевание у человека, особенно при употреблении непастеризованного молока. Вакцина БЦЖ (бацилла Кальметта — Герена) получена из аттенуированного (ослабленного) штамма M. bovis.
• Mycobacterium africanum — распространён в странах Западной Африки (Сенегал, Гамбия, Гвинея, Нигерия). Вызывает до 40–50% случаев туберкулёза в этом регионе. По вирулентности и клиническим проявлениям близок к M. tuberculosis.
• Mycobacterium microti — возбудитель туберкулёза у полёвок и других грызунов. Редко вызывает заболевание у человека, обычно у лиц с иммунодефицитом. Отличается пониженной вирулентностью для человека.
• Mycobacterium pinnipedii — выделен у тюленей и морских львов. Зарегистрированы единичные случаи передачи человеку (зоонозная инфекция).
• Mycobacterium caprae — возбудитель туберкулёза коз и овец. Может поражать крупный рогатый скот и человека. Ранее считался подвидом M. bovis, но в 2003 году выделен в самостоятельный вид.
• Mycobacterium orygis — возбудитель туберкулёза антилоп (ориксов). Описан в 2012 году. Случаи заражения человека крайне редки.
• Mycobacterium mungi — возбудитель туберкулёза мангустов. Описан в 2013 году. Не отмечен как патоген для человека.
• Mycobacterium suricattae — возбудитель туберкулёза сурикатов. Описан в 2013 году.

Все виды комплекса имеют высокую степень генетического сходства (более 99% по нуклеотидным последовательностям), что делает их трудноразличимыми стандартными культуральными и биохимическими методами. Для точной идентификации используются молекулярно-генетические методы (ПЦР, секвенирование, MLST-типирование).

Морфология и физиология

Все представители MTBC — грамположительные, неподвижные, неспорообразующие палочковидные бактерии размером 1–4 мкм в длину и 0,3–0,6 мкм в ширину. Характерной особенностью является высокая устойчивость к кислотам и спиртам благодаря толстой клеточной стенке, содержащей миколовые кислоты (длинноцепочечные жирные кислоты). Это свойство используется для окрашивания по методу Циля — Нильсена (кислотоустойчивые палочки окрашиваются в красный цвет).

Микобактерии — облигатные аэробы, медленно растут на питательных средах (время генерации 15–20 часов). Оптимальная температура роста — 37 °C. Колонии появляются через 2–8 недель культивирования на среде Лёвенштейна — Йенсена или агаре Миддлбрука. Они имеют шероховатую, морщинистую поверхность (R-форма), кремовый или желтоватый цвет.

Клеточная стенка MTBC содержит сложные липиды (фтиоцерол, димикоцерат, сульфолипиды), которые обеспечивают устойчивость к фагоцитозу, антибиотикам и дезинфицирующим средствам. Бактерии способны длительно выживать в сухой мокроте (до 3–4 недель), в пыли и на предметах обихода.

Патогенез и клиническое значение

Все виды MTBC являются облигатными внутриклеточными паразитами. Основной механизм заражения — аэрогенный (вдыхание аэрозоля с бактериями). Реже возможен алиментарный путь (через молоко, мясо) или контактный (через повреждённую кожу).

Попав в лёгкие, микобактерии фагоцитируются альвеолярными макрофагами, но не уничтожаются, а размножаются внутри них. Развивается первичный туберкулёзный комплекс (очаг Гона в лёгком и воспаление регионарных лимфоузлов). В большинстве случаев иммунная система ограничивает инфекцию, формируя гранулёмы (туберкулы). Бактерии могут сохраняться в латентном состоянии годами.

При ослаблении иммунитета (ВИЧ-инфекция, сахарный диабет, иммуносупрессивная терапия) происходит реактивация инфекции, развивается вторичный туберкулёз. Поражаются лёгкие (кавернозные формы), кости, суставы, почки, лимфатические узлы, мозговые оболочки (туберкулёзный менингит).

M. tuberculosis является причиной более 90% случаев туберкулёза у человека. M. bovis вызывает около 1–3% случаев (преимущественно в странах с неконтролируемым скотоводством). M. africanum ответственен за значительную долю случаев в Западной Африке. Остальные виды вызывают спорадические зоонозные инфекции.

Диагностика

Диагностика туберкулёза, вызванного MTBC, включает:

• Микроскопия — обнаружение кислотоустойчивых палочек в мокроте (метод Циля — Нильсена) или люминесцентная микроскопия с аурамином.
• Культуральный метод — посев на твёрдые (Лёвенштейна — Йенсена) или жидкие (MGIT) среды. Позволяет определить лекарственную чувствительность.
• Молекулярно-генетические методы — ПЦР (GeneXpert, LPA) для выявления ДНК микобактерий и мутаций, связанных с лекарственной устойчивостью.
• Иммунологические тесты — проба Манту (туберкулиновая проба) и IGRA-тесты (QuantiFERON-TB Gold, T-SPOT.TB) для выявления латентной инфекции.

Для дифференциации видов MTBC используются методы: сполиготипирование, MIRU-VNTR-типирование, секвенирование генов 16S рРНК, rpoB, gyrB.

Лечение и устойчивость

Лечение туберкулёза, вызванного MTBC, основано на комбинации антибиотиков первого ряда: изониазид, рифампицин, пиразинамид, этамбутол. Курс лечения составляет 6–9 месяцев. При лекарственной устойчивости (множественная лекарственная устойчивость — МЛУ, широкая лекарственная устойчивость — ШЛУ) используются препараты второго ряда (фторхинолоны, аминогликозиды, линезолид, бедаквилин).

M. tuberculosis обладает способностью быстро вырабатывать устойчивость к антибиотикам. Основные механизмы устойчивости: мутации в генах-мишенях (katG, rpoB, embB) и активация эффлюксных насосов. M. bovis естественно устойчив к пиразинамиду. M. africanum часто демонстрирует пониженную чувствительность к некоторым препаратам.

Профилактика

Основной метод профилактики туберкулёза — вакцинация БЦЖ (живая ослабленная вакцина из M. bovis). В России вакцинация проводится новорождённым на 3–7 день жизни (согласно Национальному календарю профилактических прививок). Вакцина защищает от тяжёлых форм туберкулёза (менингит, диссеминированный туберкулёз) у детей, но не предотвращает инфицирование.

Другие меры профилактики: раннее выявление больных (флюорография, проба Манту), изоляция и лечение инфекционных форм, санитарно-ветеринарный контроль (пастеризация молока, контроль поголовья скота), социальная поддержка групп риска (лица с ВИЧ, заключённые, мигранты).

Эпидемиология

По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), в 2023 году туберкулёзом заболели около 10,8 миллиона человек, из них 1,3 миллиона умерли. Россия входит в число стран с высоким бременем туберкулёза, хотя заболеваемость снижается (в 2023 году — около 35 случаев на 100 000 населения). Основной возбудитель — M. tuberculosis. Доля МЛУ-туберкулёза в России составляет около 25–30% среди новых случаев.

Зоонозный туберкулёз (вызванный M. bovis, M. caprae) регистрируется преимущественно в странах Африки, Южной Америки и Азии, где отсутствует систематический ветеринарный контроль. В Европе и Северной Америке заболеваемость зоонозным туберкулёзом низкая (менее 1% случаев).

Источники

1. Всемирная организация здравоохранения. Глобальный доклад по туберкулёзу, 2024.
2. Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека. Туберкулёз в Российской Федерации: статистические материалы, 2023.
3. Колесников А. П., Литвинов В. И. Микобактерии и микобактериозы. — М.: Медицина, 2007.
4. Brosch R., Gordon S. V., Marmiesse M., et al. A new evolutionary scenario for the Mycobacterium tuberculosis complex // Proceedings of the National Academy of Sciences. — 2002. — Vol. 99, No. 6. — P. 3684–3689.
5. Smith N. H., Kremer K., Inwald J., et al. Ecotypes of the Mycobacterium tuberculosis complex // Journal of Theoretical Biology. — 2006. — Vol. 239, No. 2. — P. 220–225.
6. Gagneux S. Ecology and evolution of Mycobacterium tuberculosis // Nature Reviews Microbiology. — 2018. — Vol. 16, No. 4. — P. 202–213.
7. Национальное руководство по фтизиатрии / под ред. М. И. Перельмана. — М.: ГЭОТАР-Медиа, 2010.