Обзор научной литературы «Водные микобактерии, потенциально опасные для здоровья людей и гидробионтов»

Нетуберкулезные микобактерии водопроводной воды, вызывающие заболевания у людей

В настоящий момент описано 170 видов микобактерий (Euzebu, 2016), из которых патогенными для людей и животных признано 73 вида (Goodfellow et al., 2012).

Источниками заражения людей и животных патогенными микобактериями являются вода и почва. Из водопроводной воды центральной системы городского водоснабжения выявлены патогенные нетуберкулезные микобактерии, относящиеся к следующим видам: M. gordonae, M. intracellulare, M. avium, M. chelonae, M. fortuitum, M. kansasii, M. abscessus, M. flavescens, M. gadium, M. gilvum, M. lentiflavum, M. mucogenicum, M. peregrinum, M. scrofulaceum, M. szulgai, M. terrae (Thomson, 2013; Falkinham, 2011; Covert, 1999; Le Dantec, 2002; Vaerewijck, 2005). Все вышеперечисленные виды микобактерий вызывают заболевания у людей.

Следующие виды микобактерий из водопроводной воды способны вызывать заболевания у животных: M. lentiflavum, M. interjectum, M. gordonae, M. abscessus, M. fortuitum, M. poriferae, M. scrofulaceum, M. farcinogenes, M. avium, M. senegalense, M. intracellulare, M. gadium, M. malmoense, M. nonchromogenicum, M. simiae, M. duvalii, M. chelonae, M. kansasii, M. palustre, M. fortuitum, M. szulgai (Goodfellow et al., 2012; Akbari et al., 2014; Jacobs et al., 2009).

Впервые кислотоустойчивые бактерии (микобактерии) были выделены из водопроводной воды Галли-Валерио и Борнардом в 1912 году и названы M. aquae (Kazda, 2000). После дальнейших исследований они были отнесены к виду M. gordonae (Runyon, 1974). 1959 году Швабахер сделал вывод о том, что изоляты микобактерий, выделенные из поражений кожи у аквариумных хладнокровных животных и у людей, имеют одинаковое водное происхождение. Но долгое время водопроводная вода не рассматривалась как источник заражения людей нетуберкулезными микобактериями. В 1970 году появились работы, доказывающие причастность микобактерий водопроводной воды к патогенезу у людей (Bullin et al, 1970; Bailey, 1970).

По данным ВОЗ питьевая вода центральной системы водоснабжения является одним из основных источников заражения людей нетуберкулезными микобактериями (Nichols et al., 2004).

Во всех странах мира, перед поступлением в центральную распределительную сеть, вода подвергается процедурам санации (озонирование, обработка активным хлором, ультрафиолетовое облучение). Это приводит к снижению общей численности бактерий в питьевой воде. Тем не менее, остаточная концентрация устойчивых нетуберкулезных микобактерий остается существенной и составляет несколько десятков КОЕ/мл (Le Dantec et al., 2002a, Eun Sook Lee, 2009, Falkinham III, 1996; Taylor et al., 2000; Le Dantec et al., 2002; Falkinham III 2003; Hilborn et al., 2006).

В США и Австралии в 2005 году заболеваемость нетуберкулезными микобактериями составила 3,2−8,6 случаев на каждые 100 тысяч населения (Van Ingen et al., 2011; Thomson et al., 2010). Ежегодно данный показатель возрастает на 2,6% (Prevots et al., 2010). В РФ такая статистика пока отсутствует.

За период 1999;2010 гг. в США зарегистрировано 2990 случаев смертности в результате заболеваний, вызванных нетуберкулезными микобактериями, что составляет 0,01% от общего количества смертей за этот период (Mirsaedi et al., 2014).

Заражение нетуберкулезными микобактериями чаще всего происходит при приеме зараженной питьевой воды центральной системы водоснабжения, особенно в лечебных учреждениях (Le Dantec, 2002; Ulmann, 2015).

Нетуберкулезные микобактерии, встречающиеся в водопроводной воде, вызывают заболевания у всех групп населения. Тем не менее, наиболее подверженными заражению нетуберкулезными микобактериями являются пациенты больничных учреждений, лица с иммунодефицитами, болезнями легких, раком крови, пациенты, подвергшиеся хирургическим вмешательствам (Mirsaedi et al., 2014).

В 1980;90е годы количество заболеваний, вызванных нетуберкулезными микобактериями, резко возросло, что связано с ростом количества случаев заражения ВИЧ. На сегодняшний день заболевания, вызываемые нетуберкулезными микобактериями, стоят на втором месте в списке причин, вызывающих смерть у людей с иммунодефицитами (Nichols et al., 2004).

В настоящий момент особую озабоченность вызывает ряд нетуберкулезных микобактерий (M. marinum, M. fortuitum, M. chelonae, M. gordonae), вызывающих заболевания у конкретных профессиональных групп людей и гидробионтов — объектов разведения в океанариумах, на предприятиях аквакультуры, в профессиональной аквариумистике. Показана их способность заражать персонал этих учреждений (Nichols et al., 2004; Decostere et al., 2004; Novotny et al., 2010; Akbari et al., 2014). Этот вопрос более подробно будет изложен в следующей главе.

Нетуберкулезные микобактерии объединены в ряд групп для эффективной и быстрой идентификации в медицинской практике. Основой для объединения микобактерий служило сходство морфологических и физиолого-биохимических свойств.

В настоящий момент описаны следующие группы: MAC, M.chelonaeabscessus group, MFG, MTC (Kothavade, 2012).

Ниже мы приводим характеристики этих групп микобактерий и характер вызываемых ими патологических процессов в организме человека.

1. Группа MAC (Mycobacterium avium complex). В эту группу входят следующие виды: M. avuim subsp. avium, M. avium subsp. silvaticum, M. avium subsp. paratuberculosis, M. intracellulare. В 1933 году Барксдэйл и Ким показали способность M. avium вызывать заболевания у людей (Barksdale et al, 1977). С 1956 года в группу МАС введен вид M. scrofulaceum и группа МАС переименована в MAIS (Mycobacterium avium-intracellulare-scrofulaceum) (Turenne et al., 2004). В настоящий момент в литературе авторы оперируют названиями обеих групп (Turenne, 2007; Nichols et al, 2004).

Микобактерии группы МАС вызывают заболевания легких (псевдотуберкулез, аллергический альвеолит, пневмонии), заболевания костей (остеомиелиты), заболевания кожи (вздутие, болезненность), затылочные лимфадениты у детей с режущимися зубами, генерализованные инфекции (бактериемии) (De Groote, WHO, 2004; Falkinham, 2001).

Возбудители группы МАС (особенно M. avium и M. intracellulare) ответственны за 72% всех инфекций, вызываемых нетуберкулезными микобактериями (EPA, 2009). Частота заболеваемости от всех зарегистрированных случаев заболеваний, вызванных нетуберкулезными микобактериями, составляет от 64 до 85% по Северной Америке и от 19,8 до 82% в Европе (Prevots et al., 2015).

Микобактерии группы МАС вызывают первичные инфекции по типу псевдотуберкулеза и в форме аллергического альвеолита.

Микобактерии группы МАС вызывают вторичные инфекции по типу псевдотуберкулеза у пациентов с ВИЧ, эмфиземой, бронхоэктазией (очаговое расширение бронхов), кистозным фиброзом, туберкулезом, гистоплазмозом, силикозом, пневмонией, раком легких. Микобактерии группы МАС вызывают осложнения у 40% больных СПИД (Nightingale et al, 1992). В 20% случаев инфекция, вызванная МАС, осложняется комбинированной инфекцией с M. kansasii.

M. scrofulaceum вызывает затылочные лимфадениты у детей с режущимися зубами (Wayne et al., 1992).

2. Группа M. chelonae/abscessus group. В состав группы входят M. chelonae, M. abscessus, M. immunogenum, M. massiliense, M. bolletii, и M. salmoniphilum (Simmon et al., 2011).

До 1974 года вид M. abscessus считался подвидом M. chelonae, затем была доказана их принадлежность к разным видам и создана группа M. chelonae/abscessus group (Brown-Elliot et al., 2002). С 2001 года в состав группы включены еще 4 вида (M. immunogenum, M. massiliense, M. bolletii, and M. salmoniphilum). За исключением M. salmoniphilum все представители являются возбудителями заболеваний человека (Simmon et al., 2012).

В США и Бразилии заболевания, вызванные представителями группы M. chelonae/abscessus составляет от 4 до 13% всех зарегистрированных микобактериальных заболеваний. В Европе этот показатель составляет от 5 до 8,6%, а в Тайване 30,2% (Prevots, 2015).

Представители группы M. chelonae/abscessus вызывают заболевания кожи (гранулемы) и мягких тканей (гиподермиты), лимфадениты, пневмонии, инфекции кровотока (бактериемии), генерализованные инфекции (Griffith et al, 1993; Wallace, 1983, Kothavade, 2012).

3. Группа MFG (Mycobacterium fortuitum group).

В состав группы входят следующие виды M. fortuitum, M. peregrinum, M. mucogenicum, M. senegalense, M. mageritense, M. septicum, M. houstonense, и M. bonickei (Brown-Elliot et al., 2002).

Из водопроводной воды наиболее часто выделяют M. fortuitum, M. peregrinum и М. septicum, которые могут также являться возбудителями заболеваний человека. Они вызывают поражения легких, кожи, генирализованные инфекции.

Члены группы MFG были изолированы из аэрозоля воздуха в домах больных с нетуберкулезными микобактериальными поражениями легких (Thomson et al., 2013a).

Представители группы MFG были выделены из водопроводной воды Парижа, Мехико и некоторых городов Южной Африки (Dubrou et al., 2013; Le Dantec et al., 2002; Castillo-Rodal et al., 2012; September et al., 2004).

M. fortuitum впервые описан как патоген человека Да Коста Крузом в 1938 году (Runyon, 1972). Он является возбудителем поражений кожи (волдыри, язвы, фурункулез) и подлежащих тканей, вызывает болезни легких, кровеносных сосудов (полиартериты, лейкоцитокластический васкулит), костей и суставов (остеомиелит), кератит и затылочный лимфаденит (Kothavade et al., 2013).

M. septicum впервые был описан как причина сепсиса у детей с метастазирующей гепатобластомой (Brown-Elliot et al., 2002). Описаны случаи возникновения фиброзно-кавернозного туберкулеза, вызванного M. septicum, сопровождающегося потерей в весе и сильным кашлем (Lulu Lian et al., 2013).

M. peregrinum вызывает гранулематозные поражения кожи (Kamijoa et al., 2012). Описаны случаи поражения легких с образованием каверн, в которых локализовался возбудитель (Todorova et al., 2015).

Частота заболеваемости MFG от всех зарегистрированных случаев заболеваний, вызванных нетуберкулезными микобактериями, составляет от 3 до 8% по Северной Америке, от 3,4 до 16% по Южной Америке, от 5 до 62,5% по Европе (Prevots, 2015).

4. Группа MTC (Mycobacterium terrae complex). Включает виды M. terrae, M. triviale, M. nonchromogenicum, M. hibberinae.

Представители группы изначально считались сапрофитами, лишь в последние годы появились сведения об их патогенных свойствах (Smith et al., 2000). В 1983 году появилось сообщение о шести случаях заболеваний человека, вызванных M. nonchromogenicum. в 1983 и 1988 году появились сообщения о случаях заражения M. terrae, ставших причиной легочных заболеваний (Wayne et al., 1992).

В Шотландии за 1992;2010 годы заболеваемость составила 6,3% от всех зарегистрированных микобактериальных заболеваний за этот период (Prevots et al., 2015).

Представители этой группы вызывают остеоартриты, тендовагиниты (воспаление синовиальной оболочки сухожильного влагалища), гранулемы, болезни легких, кишечника и генерализованные инфекции.

Ниже описаны свойства патогенных нетуберкулезных микобактерий, не объединенных в группы.

1. M. kansasii

Был описан как возбудитель инфекций в 1953 году Бухлером и Поллаком (De Lima et al., 2014). Выделен из водопроводной воды в 1967 году (Bailey et al., 1970).

M. kansasii занимает второе место по частоте встречаемости среди нетуберкулезных микобактерий — возбудителей заболеваний легких. Частота заболеваемости 0,5−1/100 тысяч населения. (De Groote, 2004).

В Бразилии и Италии заболеваемость превышает 30%, а в Англии составляет 70% от всех зарегистрированных заболеваний, вызванных нетуберкулезными микобактериями, и превышает данный показатель по МАС (Prevots et al., 2015).

M. kansasii вызывает заболевания легких (псевдотуберкулез и пневмония), поражения кожи, генерализованные инфекции.

2. M. szulgai

Впервые описан в 1972 году и был выделен из клинических образцов по всему миру (Falkinham, 1996). Частота заболеваемости составляет 7,6% от всех выделенных образцов нетуберкулезных микобактерий по данным за 1999;2005 год в Нидерландах (Prevots, 2015).

Данный вид вызывает заболевания легких по типу псевдотуберкулеза (Wayne et al., 1992).

Поражения могут затрагивать суставы и кости (бурситы и остеомиелиты), лимфатические узлы (шейные лимфадениты), кожу (фурункулезы). У больных СПИД зафиксированы случаи генерализованных инфекций (Falkinham, 1996).

3. M. xenopi

Патогенность для человека установлена в 1967 году, из водопроводной воды был выделен в 1970 году (Bullin et al., 1970).

Частота заболеваемости от всех зарегистрированных случаев заболеваний, вызванных нетуберкулезнами микобактериями, составляет от 1 до 23% по Северной Америке и от 6 до 28,1% по Европе (Prevots, 2015).

Вызывает заболевания легких по типу псевдотуберкулеза у больных с иммунодефицитами и генерализованные инфекции у иммунокомпетентных пациентов (Mirza et al., 2013).

4. M. simiae

Патогенность для человека установлена в 1971 году (Woods et al., 1987). Частота заболеваемости от всех зарегистрированных случаев заболеваний, вызванных нетуберкулезнами микобактериями, составляет 3% в США по данным за 1994;2006 годы и от 14,3 до 22% по Средней Азии по данным за 2005;2008 годы (Prevots et al, 2005).

Данный вид вызывает хронические заболевания легких, генерализованные инфекции и поражения почек (Woods et al., 1987).

5. M. porcinum

Впервые описан в 1973 как возбудитель лимфаденитов у свиней.

В 2004 году был впервые охарактеризован как патоген человека.

Данный вид вызывает поражения кожи, кровеносных сосудов, перитониты и остеомиелиты. Был изолирован из водопроводной воды, может являться причиной внутрибольничных инфекций (Brown-Elliott et al., 2011).