Pneumocystis jirovecii

Pneumocystis jirovecii (лат., ранее Pneumocystis carinii f. sp. hominis) — это вид дрожжеподобных грибов (ранее ошибочно классифицировался как простейшее), являющийся возбудителем пневмоцистной пневмонии (PCP) у человека. Относится к условно-патогенным микроорганизмам: у людей с нормальным иммунитетом инфекция протекает бессимптомно или в лёгкой форме, тогда как у лиц с выраженным иммунодефицитом, особенно при ВИЧ-инфекции, вызывает тяжёлое, потенциально смертельное заболевание лёгких. Характеризуется уникальным жизненным циклом, включающим как бесполое размножение (делением), так и половой процесс, и отличается высокой тропностью к лёгочной ткани.

История открытия и таксономия

Первое описание и ранняя классификация

Впервые микроорганизм был описан в 1909 году бразильским учёным Карлосом Шагасом (Carlos Chagas) в лёгких морских свинок, заражённых Trypanosoma cruzi. Шагас ошибочно принял его за часть жизненного цикла трипаносомы. В 1910 году итальянский паразитолог Антонио Карини (Antonio Carini) независимо обнаружил подобные структуры в лёгких крыс. В 1912 году французские исследователи Пьер и Мари Делано (Delanoë) выделили организм у крыс и дали ему название Pneumocystis carinii (от греч. pneumon — лёгкое и kystis — пузырёк), отнеся его к простейшим.

Переклассификация в грибы

В 1980-х годах молекулярно-генетические исследования (анализ последовательностей рибосомальной РНК) показали, что Pneumocystis имеет значительно большее сходство с грибами (царство Fungi), чем с простейшими (Protozoa). В частности, были обнаружены гомологии с генами аскомицетов. В 1988 году Эдман и соавторы (Edman et al.) окончательно подтвердили грибковую природу микроорганизма. Несмотря на это, многие клинические и морфологические особенности (чувствительность к противопротозойным препаратам, отсутствие эргостерола в мембране) сохраняют сходство с простейшими.

Видовая специфичность и переименование

Долгое время считалось, что один вид P. carinii поражает многих млекопитающих. Однако в 1990-х годах было доказано, что каждый вид хозяина имеет свой специфичный штамм Pneumocystis. Возбудитель пневмоцистной пневмонии у человека был выделен в отдельный вид, который в 1999 году получил название Pneumocystis jirovecii — в честь чешского паразитолога Отто Йировеца (Otto Jírovec), который в 1950-х годах впервые описал пневмоцистную пневмонию у детей. Название P. carinii сохранилось за возбудителем, поражающим крыс.

Морфология и жизненный цикл

Морфологические формы

В жизненном цикле P. jirovecii выделяют несколько стадий, различающихся по размеру, форме и ультраструктуре:

• Трофозоиты (вегетативная форма): мелкие (1–4 мкм), амёбовидные или неправильной формы клетки с тонкой клеточной стенкой. Являются основной метаболически активной формой, размножаются бинарным делением (бесполое размножение). Прикрепляются к альвеолоцитам I типа в лёгких.
• Прецисты (споробласты): промежуточная стадия (4–6 мкм), округлой формы, с утолщающейся клеточной стенкой. Внутри происходит деление ядра.
• Цисты (зрелые): крупные (5–8 мкм), округлые или овальные образования с толстой стенкой, содержащие до 8 внутрицистных телец (спорозоитов). Цисты являются инвазионной формой, способной к распространению.
• Внутрицистные тельца: мелкие (1–2 мкм) клетки, образующиеся внутри цисты после мейоза и митоза. После разрыва цисты они высвобождаются и превращаются в трофозоиты.

Жизненный цикл

Жизненный цикл P. jirovecii включает как бесполую (трофозоиты → деление → трофозоиты), так и половую фазу (слияние трофозоитов → образование прецисты → мейоз → формирование цисты с 8 тельцами → высвобождение). Полный цикл, вероятно, происходит исключительно в лёгких человека. Вне организма хозяина микроорганизм не культивируется (не растёт на искусственных питательных средах), что значительно затрудняет его изучение.

Эпидемиология

Пути передачи

Основной путь передачи P. jirovecii — воздушно-капельный (аэрозольный). Источником инфекции является больной человек или, вероятно, бессимптомный носитель. Считается, что большинство людей инфицируются в раннем детском возрасте (серологические исследования показывают наличие антител к P. jirovecii у 70–80% детей к 2–4 годам). У здоровых людей инфекция протекает бессимптомно или в виде лёгкого респираторного заболевания. Реактивация латентной инфекции при снижении иммунитета является основным механизмом развития пневмоцистной пневмонии у взрослых. Однако не исключается и возможность экзогенного заражения (новое инфицирование от другого человека).

Группы риска

Наибольшему риску развития тяжёлой пневмоцистной пневмонии подвержены:

• ВИЧ-инфицированные с уровнем CD4+ лимфоцитов менее 200 клеток/мкл (до внедрения антиретровирусной терапии PCP была одной из главных оппортунистических инфекций и причиной смерти при СПИДе).
• Реципиенты органов и тканей (после трансплантации) на фоне иммуносупрессивной терапии (глюкокортикоиды, циклоспорин, такролимус).
• Пациенты с онкологическими заболеваниями (особенно гематологическими — лимфомы, лейкозы) на фоне химиотерапии.
• Пациенты с аутоиммунными заболеваниями (системная красная волчанка, васкулиты), получающие высокие дозы глюкокортикоидов или другие иммуносупрессанты.
• Недоношенные и ослабленные дети (в странах с низким уровнем дохода).
• Пациенты с первичными иммунодефицитами (например, с тяжёлой комбинированной иммунной недостаточностью).

Патогенез

Механизм поражения лёгких

После ингаляции P. jirovecii попадает в альвеолы лёгких. Трофозоиты прикрепляются к альвеолоцитам I типа (плоским клеткам, выстилающим альвеолы) с помощью фибриллярных адгезинов (в частности, гликопротеина A, Msg). Прикрепление вызывает повреждение альвеолярного эпителия, нарушение синтеза сурфактанта (особенно его фосфолипидной фракции) и увеличение проницаемости альвеолярно-капиллярной мембраны. В ответ на это развивается воспалительная реакция с инфильтрацией альвеол макрофагами, нейтрофилами и лимфоцитами. В просвете альвеол накапливается пенистый экссудат, состоящий из фибрина, клеточного детрита и большого количества микроорганизмов. Это приводит к нарушению газообмена — гипоксемии и респираторному дистресс-синдрому.

Иммунный ответ

Ключевую роль в защите от P. jirovecii играют CD4+ Т-лимфоциты (Т-хелперы). Именно их дефицит (при ВИЧ-инфекции или ятрогенной иммуносупрессии) делает организм уязвимым. Макрофаги альвеол фагоцитируют микроорганизмы, но для их эффективного уничтожения требуется активация Т-клетками. Воспалительная реакция, опосредованная цитокинами (TNF-α, IL-8, IL-6), может быть как защитной, так и повреждающей, усугубляя лёгочную недостаточность.

Клиническая картина

Пневмоцистная пневмония (PCP)

Основное клиническое проявление инфекции P. jirovecii — пневмоцистная пневмония. Заболевание развивается постепенно, в течение 1–2 недель.

Основные симптомы:

• Лихорадка (субфебрильная или фебрильная, часто с ознобом).
• Непродуктивный кашель (сухой, мучительный, без мокроты).
• Прогрессирующая одышка (инспираторная, усиливается при физической нагрузке, затем в покое).
• Боль в груди (непостоянная, связана с дыханием).
• Потеря веса, слабость, ночная потливость (характерно для ВИЧ-инфицированных).

Физикальное обследование: Аускультативно хрипы могут отсутствовать или быть скудными (сухие, реже влажные). Характерно несоответствие между выраженной одышкой и скудными данными аускультации.

Рентгенологическая картина: На рентгенограмме грудной клетки — двусторонние интерстициальные инфильтраты, чаще в прикорневых и нижних отделах, имеющие вид «матового стекла» или «снежной бури». В 10–20% случаев (особенно при ВИЧ-инфекции) возможны атипичные проявления: односторонние инфильтраты, кисты, пневмоторакс, плевральный выпот.

Внелёгочные формы

Встречаются крайне редко, преимущественно у пациентов с тяжёлым иммунодефицитом. Описаны случаи поражения лимфатических узлов, селезёнки, печени, костного мозга, щитовидной железы, глаз, кожи.

Диагностика

Лабораторная диагностика

Золотым стандартом диагностики является обнаружение P. jirovecii в клиническом материале из нижних дыхательных путей.

Материал для исследования:

• Индуцированная мокрота (получают после ингаляции гипертонического раствора натрия хлорида) — менее инвазивный метод, чувствительность 50–80%.
• Бронхоальвеолярный лаваж (БАЛ) — наиболее информативный метод, чувствительность >90% при ВИЧ-инфекции.
• Трансбронхиальная биопсия лёгкого — при неясных результатах БАЛ.

Методы окраски:

• Серебрение по Гомори-Грокотту (GMS) — окрашивает стенки цист в чёрный цвет.
• Окраска по Райту-Гимзе — выявляет трофозоиты и внутрицистные тельца.
• Окраска толуидиновым синим — окрашивает цисты в фиолетовый цвет.
• Иммунофлуоресценция с моноклональными антителами — более чувствительный и специфичный метод, позволяет выявить как цисты, так и трофозоиты.

Молекулярно-генетические методы:

• Полимеразная цепная реакция (ПЦР) — высокочувствительный метод, позволяет выявить ДНК P. jirovecii даже при низкой концентрации. Используется для диагностики, а также для дифференциации колонизации (носительства) от активной инфекции (количественная ПЦР).

Серологическая диагностика

Определение антител к P. jirovecii (IgG, IgM) имеет ограниченное диагностическое значение, так как антитела широко распространены в популяции и не позволяют отличить текущую инфекцию от перенесённой.

Лечение

Этиотропная терапия

Препаратом выбора для лечения пневмоцистной пневмонии является триметоприм-сульфаметоксазол (ко-тримоксазол, бисептол). Он действует на обе стадии жизненного цикла (трофозоиты и цисты), ингибируя синтез фолиевой кислоты.

Режим дозирования: Внутривенно или перорально в дозе 15–20 мг/кг/сут (по триметоприму) и 75–100 мг/кг/сут (по сульфаметоксазолу) в 3–4 приёма. Курс лечения — 14–21 день (при ВИЧ-инфекции — 21 день).

Альтернативные препараты (при непереносимости или неэффективности ко-тримоксазола):

• Пентамидин (внутривенно или ингаляционно) — высокая токсичность (нефротоксичность, гипогликемия, панкреатит).
• Атоваквон (перорально) — менее эффективен, но лучше переносится.
• Клиндамицин + примахин (комбинация).
• Дапсон (перорально) — часто используется в комбинации с триметопримом.

Патогенетическая терапия

При тяжёлой гипоксемии (PaO₂ < 70 мм рт. ст. или альвеолярно-артериальный градиент > 35 мм рт. ст.) показано назначение глюкокортикоидов (преднизолон 40–80 мг/сут с постепенным снижением). Глюкокортикоиды подавляют избыточную воспалительную реакцию, которая может усиливаться на фоне гибели микроорганизмов под действием антибиотиков (синдром восстановления иммунитета). Адъювантная терапия глюкокортикоидами снижает летальность при тяжёлой PCP у ВИЧ-инфицированных.

Поддерживающая терапия

Включает кислородотерапию, респираторную поддержку (при необходимости — ИВЛ), коррекцию водно-электролитных нарушений, нутритивную поддержку.

Профилактика

Первичная профилактика

Показана лицам из групп риска с выраженным иммунодефицитом:

• ВИЧ-инфицированные с уровнем CD4+ < 200 клеток/мкл (или < 14%).
• Реципиенты органов после трансплантации (в течение 6–12 месяцев).
• Пациенты с гематологическими злокачественными новообразованиями на фоне химиотерапии.
• Пациенты, получающие высокие дозы глюкокортикоидов (эквивалент преднизолона > 20 мг/сут более 4 недель).

Препарат выбора: Триметоприм-сульфаметоксазол (480–960 мг 3 раза в неделю или ежедневно). Альтернативы: дапсон, атоваквон, пентамидин (ингаляционно).

Вторичная профилактика

Проводится после перенесённой пневмоцистной пневмонии для предотвращения рецидивов. Показана до восстановления иммунитета (например, при ВИЧ-инфекции — до уровня CD4+ > 200 клеток/мкл в течение 3–6 месяцев на фоне антиретровирусной терапии).

Прогноз

Без лечения пневмоцистная пневмония у пациентов с иммунодефицитом прогрессирует и в 90–100% случаев заканчивается летальным исходом. При своевременной диагностике и адекватной терапии (ко-тримоксазол + глюкокортикоиды при тяжёлой форме) летальность снижается до 10–20% у ВИЧ-инфицированных и до 30–50% у пациентов с другими иммунодефицитами. У ВИЧ-инфицированных, получающих антиретровирусную терапию, риск развития PCP и смертность от неё значительно снизились.

Источники

• Thomas C.F., Limper A.H. Pneumocystis pneumonia. New England Journal of Medicine, 2004, 350(24): 2487–2498.
• Kovacs J.A., Masur H. Evolving health effects of Pneumocystis: one hundred years of progress in diagnosis and treatment. JAMA, 2009, 301(24): 2578–2585.
• Edman J.C., Kovacs J.A., Masur H., et al. Ribosomal RNA sequence shows Pneumocystis carinii to be a member of the Fungi. Nature, 1988, 334(6182): 519–522.
• Stringer J.R., Beard C.B., Miller R.F., Wakefield A.E. A new name (Pneumocystis jirovecii) for Pneumocystis from humans. Emerging Infectious Diseases, 2002, 8(9): 891–896.
• Клинические рекомендации «Пневмоцистная пневмония у взрослых» (Российское общество фтизиатров, 2020).
• Руководство по ВИЧ-инфекции (John G. Bartlett, 2019).