Факторы патогенности менингококка (N. menengitidis)

Менингококк имеет большой набор факторов патогенности, которые он экспрессирует на разных стадиях вызываемого им инфекционного процесса. Как и у большинства патогенных бактерий, основные факторы патогенности расположены на поверхности клетки и/или выделяются в окружающую среду.

Пили, окутывающие клетку, несут несколько функций. Главнейшая из них — адгезия к клеткам человека: эпителию, эндотелию, клеткам крови. В основном это осуществляется благодаря липкому белку — пилину С (PilC), находящемуся на конце волоска. На мембране клетки человека PilC прикрепляется к соответствующему рецептору — белку CD46. Этот белок существует у человека для защиты от собственного комплемента (а вовсе не для адгезии паразитов!), широко распространен в тканях, но специфичен только для человека. В этом кроется главная причина исключительного видового тропизма менингококка в отношении Homo sapiens — ни один живой организм, кроме человека, не имеет рецептора для адгезина PilC.

Стержень волоска состоит из белка — пилина Е (PilE), несущего опорную функцию, но и обеспечивающего адгезию менингококка к эритроцитам. Рецептор на эритроцитах для PilE пока неизвестен.

Благодаря способности к сокращению (ретракции) пили обеспечивают «дергающуюся» подвижность менингококка, которая позволяет клеткам паразита передвигаться по слизистой оболочке, способствуя ее колонизации. Пили осуществляют сцепление размножающихся клеток между собой, что приводит к образованию биопленки на слизистой оболочке. Именно пили ответственны за спонтанную агглютинацию бескапсульных штаммов.

По пилям в клетку паразита поступает экзогенная ДНК, высвобождающаяся при распаде клеток менингококка и других бактерий, находящихся рядом. Таким путем менингококк при помощи природной трансформации постоянно обновляет свой генетический запас, что способствует изменчивости с последующим отбором наиболее приспособленных особей.

И, наконец, пили через сенсорные молекулы белка PilC передают сигнал своему генетическому аппарату, «сообщая» о состоявшемся прикреплении к клетке человека.

Другим фактором адгезии менингококка являются белки Ора. Именно они обеспечивают адгезию в отсутствие пилей, которые исчезают у менингококка непосредственно перед инвазией в клетки. Как и у гонококка, рецептором для прикрепления белков Ора являются поверхностные белки клеток человека — CD66 (или СЕАСАМ).

Усиление адгезии происходит и за счет белка Орс, который после прочного прикрепления обеспечивает проникновение (инвазию) менингококка и поэтому назван инвазином. Рецептором для него является гепаран-сульфат-протеогликан, широко представленный в поверхностных мембранах эпителиальных клеток респираторного тракта.

Инвазии способствуют белки-порины, встраивающиеся в оболочки инфицируемых клеток. Порин В (белок 2/3 класса) принимает участие в инвазии и трансцитозе менингококка в клетках хозяина, а также способствует выживанию паразита внутри фагоцита. Недавно оказалось, что порин В обладает антиапоптозным действием, препятствуя «самоликвидации» эпителиальной клетки. Роль этого рода активности в развитии менингококкового инфекционного процесса пока неясна. Не исключено, что как и у гонококка, антиапоптозная активность предотвращает гибель эпителия, на котором расположилась менингококковая биопленка, способствующая длительной персистенции (бактерионосительству) паразита.

Для инвазированных в подслизистые ткани и кровь менингококков важнейшую роль фактора патогенности играет капсула, защищающая их от поглощения фагоцитами.

Существенным фактором патогенности менингококка являются ЛОС, обладающие свойствами эндотоксина. Как уже указывалось, частички ЛОС вместе с отщепляющимися участками клеточной стенки менингококка попадают в окружающие ткани. Известно, что многие штаммы менингококка, преимущественно выделенные из ликвора и крови, обладают устойчивостью к бактерицидному действию как нормальной, так и иммунной сыворотки, что способствует выживанию паразита в организме. Эта устойчивость связана с неспособностью комплемента участвовать в лизисе клетки. Оказалось, что антикомплементарные свойства связаны с присоединением к ЛОС остатка сиаловой кислоты — N-ацетилнейраминовой. При этом менингококки серогрупп В, С, Y используют сиаловую кислоту, входящую в состав их же капсульного вещества.

Имеется несколько предположений о причинах антикомплементарных свойств сиализированных ЛОС менингококка. Возможно, что они сходны с таковыми у гонококка. Однако есть и другое предположение, а именно: сиализированный ЛОС адсорбирует маннозосвязывающий лектин — компонент сыворотки, участвующий в активации комплемента. Впрочем, устойчивость к действию бактерицидной системы комплемента придает и капсула, механически препятствующая доступу мембраноатакующего комплекса к клеточной стенке паразита.

ЛОС являются индукторами провоспалительных цитокинов, обеспечивающих гнойно-воспалительную реакцию в месте внедрения менингококка в ткани.

Как уже указывалось, в клеточной стенке N. meningitidis содержится система белков, участвующих в захвате и переносе железа из тканей и жидкостей человека. Железосвязывающие белки также способствуют патогенному действию, так как железо жизненно необходимо организму. Система связывания железа сходна с таковой у гонококка.

Недавно у менингококка выявлен белок наружной мембраны NadA, участвующий в адгезии и инвазии. Однако, вирулентные свойства присущи только штаммам, содержащим 3 (из 4-х) генных аллеля этого белка — nadAl, nadA2 и nadA3. А вот аллель nadA4 встречался у «носительских» штаммов и даже у непатогенной нейссерии N. lactamica.

Менингококк выделяет ряд растворимых субстанций — фермент протеазу, расщепляющий иммуноглобулин А подкласса 1 (IgA1), фактор, вызывающий стаз и даже «срезание» ресничек мерцательного эпителия, а также обладает способностью инактивировать лизоцим. Эти приспособления облегчают менингококку задачу подавления защиты организма человека в процессе колонизации слизистой оболочки.

У менингококка обнаружены нейраминидаза и гиалуронидаза, способствующие его распространению по организму, так как эти энзимы снижают вязкость слизи и межуточного вещества соединительной ткани.

В зависимости от набора поверхностных факторов патогенности у разных штаммов менингококка имеется тропизм к клеткам эпителия, крови или эндотелия сосудов мозга.

Биологические модели менингококковой инфекции. Вызвать экспериментальную менингококковую инфекцию у животного, аналогичную таковой у человека, невозможно. Удается лишь воспроизвести эндотоксемию у мышей и бактериемию у новорожденных крысят определенных линий, иногда с развитием менингита. Особенности взаимодействия менингококка со слизистыми оболочками и эндотелием сосудов изучают на культурах тканей и органов человека (линия эпителия конъюнктивы, эндотелия сосудов, культура аденоидной ткани ротоглотки). Впрочем, недавно созданы трансгенные линии мышей, экспрессирующие рецептор для пилей — СД46, что позволило изучать на этих мышах продвижение менингококка по организму.

- Читать далее "Патогенез и клиника менингококковой инфекции"

Редактор: Искандер Милевски. Дата публикации: 25.12.2019

Остались вопросы или замечания?

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.