Анаплазмы (возбудители анаплазмозов человека): морфология, культуральные свойства

а) Микроэкология, круг хозяев и естественного обитания. Анаплазмы являются облигатными внутриклеточными паразитами, поражающими мезодермальные клетки млекопитающих, прежде всего клетки крови и эндотелия сосудов теплокровных. Их резервуаром являются различные виды теплокровных животных, а переносчиками — преимущественно иксодовые клещи, которые при питании кровью передают эрлихии своим хозяевам.

Возбудители локализуются в цитоплазматических вакуолях (эндосомах) лейкоцитов и вызывают у человека острые гриппоподобные лихорадочные заболевания. По спектру поражаемых клеток человека различают возбудителей моноцитарного эрлихиоза человека — МЭЧ (поражают преимущественно моноциты периферической крови) и гранулоцитарного анаплазмоза человека — ГАЧ (поражают преимущественно гранулоциты, в основном нейтрофилы). Эрлихии могут также поражать тромбоциты, эритроциты, клетки эндотелия капилляров.

В процессе метаморфоза иксодид анаплазмы передаются от стадии к стадии через линьки (трансстадиально), но не трансовариально. Клещи, которые известны как специфические переносчики A. phagocytophila, включают представителей Ixodes persulcatus комплекса I. scapularis (восток Северной Америки), I. pacificus (западная часть Северной Америки), I. ricinus (Европа) и I. persulcatus (Восточная Европа, Азия). Нимфы I. scapularis инфицируются в стадии личинок при питании на мелких млекопитающих, в крови которых содержатся анаплазмы. Они появляются поздней весной и ранним летом и питаются преимущественно на белоногих мышах (Peromyscus leucopus), у которых наблюдается персистентная инфекция.

Новое поколение личинок, появляющееся в середине лета, часто питается на мелких млекопитающих, в крови которых уже содержатся анаплазмы, что поддерживает цикл циркуляции. Инфицированные нимфы и имаго клещей могут нападать и присасываться к людям, передавая им анаплазмы. Важную роль как прокормители (хозяева) имаго Ixodes spp. и резервуар гранулоцитарных анаплазм играют олени. В Великобритании и на Европейском континенте в качестве резервуарного хозяина гранулоцитарных анаплазм рассматривают косуль Capreolus capreolus.

Семейство Anaplasmataceae

б) Морфологические и тинкториальные свойства. Анаплазмы — грамотрицательные, коккобациллярные бактерии небольшого размера (в длину от 0,5 до 1,5 миллимикрон). Морфологически представляют плеоморфные кокковидные или овоидной формы микроорганизмы, приобретающие темно-голубой или пурпурный цвет при окраске по Романовскому. Их выявляют в специализированных вакуолях-фагосомах в цитоплазме инфицированных эукариотических клеток в виде компактных скоплений — морул, названных так за внешнее сходство с ягодами тутового дерева. Вакуоли содержат чаще небольшое количество эрлихий, а число содержащих эти микроорганизмы эндосом может достигать нескольких сотен на клетку.

Изучение ультраструктуры анаплазм показало их схожесть с риккетсиями и ориенциями. Наружная мембрана отстает от цитоплазматической мембраны и имеет волнообразный вид, внутренняя мембрана — гладкая. Четко выделяются две различные морфологические формы анаплазм (аналогично хламидиям) — большего размера ретикулярные клетки с равномерным распределением рибосом и филаментов ДНК (нуклеоида) и клетки меньшего размера, с центральным расположением рибосом и филаментов нуклеоида и электронно-плотным центром (dense-cored cells, англ., — клетки с плотной сердцевиной). Ретикулярные клетки характеризуют стадию вегетативного развития, уплотненные анаплазмы — стационарную стадию покоя.

Выход анаплазм из клетки осуществляется путем разрыва мембраны эндосомы, а затем клеточной стенки, возможен экзоцитоз (выдавливание) эрлихий или инфицированных вакуолей из клетки хозяина. Другие представители Anaplasmataceae имеют сходную морфологию.

в) Физиологические особенности. Анаплазмы и эрлихии — медленно растущие микроорганизмы, размножаются поперечным бинарным делением с наличием вегетативных (ретикулярных) и покоящихся (элементарных) клеток, аналогично хламидиям. Представители родов Anaplasma, Ehrlichia, Neorickettsia и Wolbachia являются облигатными внутриклеточными протеобактериями, размножающимися в специализированных вакуолях (фагосомах или эндосомах) эукариотических клеток, обозначаемых как «морулы». Возбудитель МЭЧ размножается в моноцитах и макрофагах, возбудитель ГАЧ — в гранулоцитах (нейтрофилах).

Представители семейства обладают механизмом, препятствующим слиянию фагосом с лизосомами. Они имеют осмотически активную клеточную мембрану, содержащую специфические переносчики для транспорта субстратов.

Лабораторное поддержание представителей семейства связано с культивированием на специальных линиях клеток — макрофагоподобные клетки гистиоцитомы собак (DH82) и лейкемии человека (линия HL60), в некоторых случаях — эпителиоидноподобные клетки (линии эндотелиальных клеток человека, клетки Vero, Не La). Накопление анаплазм в них происходит медленно и незначительно, поэтому используют длительно культивируемые линии с выдерживанием клеточных культур до месяца и более с периодической сменой поддерживающей питательной среды. Для размножения N.sennetsu можно использовать белых мышей, у которых наблюдается генерализованная инфекция с накоплением возбудителя в селезенке и макрофагах перитонеальной жидкости.

г) Устойчивость к факторам внешней среды. Конкретная устойчивость представителей семейства к факторам внешней среды изучена недостаточно, можно лишь предполагать, что она существенно не отличается от таковой у риккетсий. Анаплазмы устойчивы к неблагоприятным условиям внешней среды. Anaplasma marginale сохраняется в цитратной крови при температуре 3-5"С до 94-104 дней, в глюкозо-сахарозо-цитратном растворе при той же температуре — 334 дня. И цитратной крови анаплазмы сохраняют свою патогенность до 82 дней. Выживаемость и патогенность анаплазм при сохранении in vitro зависит от того, в начале или в конце заболевания была взята кровь и насколько сильно была выражена клиника анаплазмоза у овцы-донора. Наиболее продолжительно анаплазмы сохраняются в крови, взятой на высоте паразитарного приступа у овец, больных тяжелой формой анаплазмоза.

Что касается устойчивости к антибактериальным препаратам, то минимальная ингибирующая концентрация в культуре клеток составила для доксициклина и рифампицина менее 0,5 и 0,125 мг/мл соответственно, левомицетин не задерживал развитие инфекции клеточных культур при концентрациях 16 мг/мл. Выявлена резистентность эрлихий к эритромицину, котримоксазолу, пенициллину. A. chaffeensis резистентна к хинолонам.

Семейство Anaplasmataceae
Филодендрограмма, демонстрирующая эволюционные взаимоотношения α1 протеобактерий на основе секвенса 16S rРНК.

д) Антигенная структура. На первом этапе изучения было установлено отсутствие общих антигенных детерминант эрлихий с риккетсиями сыпнотифозной и клещевой групп, коксиеллами Бернета и боррелиями Бургдорфера, однако в дальнейшем показана перекрестная реактивность белков теплового шока HSP60 у риккетсий и анаплазм. У представителей семейства Anaplasmataceae имеются общие антигенные детерминанты, обусловливающие наибольшую перекрестную реактивность внутри видов (геногрупп), что позволило в свое время диагностировать МЭЧ с использованием антигена Е. canis. Использование техники вестерн-иммуноблоттинга позволило выявить 7 главных белков — 120; 66; 58; 44; 29; 28; 22 кД, наибольшим набором антигенов обладает Е. canis.

С использованием техники моноклональных антител и моноспецифических поликлональных антител продемонстрировано, что главные иммунодоминантные белки 120; 29; 28; 22 кД, а также минорный белок 30 кД являются поверхностными протеинами, а белки 28 и 22 кД антигенно взаимосвязаны. ДНК-клонирование показало, что белки 58 и 10 кД генетически гомологичны белкам теплового шока GroEL и GroES Escherichia coli. Белок 120 кД имеет регион идентичных 80 аминокислотных тандемных повторяющихся единиц, вероятно, определяющий адгезию эрлихий к клеткам хозяина.

Представители рода Ehrlichia и Anaplasma marginale имеют главный поверхностный антигенный комплекс от 24 до 31 кД, Anaplasma phagocytophila — 44 кД, представители рода Neorickettsia — от 51 до 55 кД.

е) Генетическая характеристика. Степень гомологии рода Rickettsia с представителями Anaplasmataceae, по данным определения нуклеотидных последовательностей 16S гДНК, составляет около 83-84%. Максимальное сходство между родами семейства Anaplasmataceae составляет от 87,1 до 94,9%. Геномный размер различных штаммов Anaplasma marginale отличается и составляет 1200-1280 kbp, Neorickettsia (N. risticii, N. sennetsu) — от 860 до 880, E. chaffeensis — 1160 kbp. Содержание Г + Ц составляет в ДНК Anaplasma marginale 56 мол.%. На рисунке выше показаны взаимоотношения α1-протеобактерий на основе секвенса 16S rРНК.

ж) Факторы патогенности. У представителей семейства выявлены поверхностные белки, выполняющие функции адгезинов. Они взаимодействуют с лектин-содержащими СЕ)15-ассоциированными (для возбудителя ГАЧ) рецепторами клеток хозяина. Доказано наличие факторов, препятствующих фагосомо-лизосомальному слиянию и обеспечивающих возможность внутрифагосомного цикла развития. Anaplasma phagocytophila обладает механизмом задержки спонтанного апоптоза нейтрофилов, что способствует их размножению в них.

- Читать далее "Клиника инфекций вызванных анаплазмами (анаплазмозов)"

Редактор: Искандер Милевски. Дата публикации: 17.2.2020

Все размещенные статьи преследуют образовательную цель и предназначены для лиц имеющих базовые знания в области медицины.
Без консультации лечащего врача нельзя применять на практике любой изложенный в статье факт.
Жалобы и возникшие вопросы просим присылать на адрес statii@dommedika.com
На этот же адрес ждем запросы на координаты авторов статей - быстро их предоставим.