Инфекционные болезни, общие для человека и животных, имеют глобальное распространение. За последние 10 лет наблюдается тенденция к увеличению их доли в этиологической структуре инфекций человека. К наиболее распространенным в мире зоонозам относят бруцеллез и Ку-лихорадку. Неблагополучие по бруцеллезу и Ку-лихорадке, как правило, наблюдается в одних и тех же регионах: страны Ближнего Востока, Юго-Восточной Азии, севера и юго-востока Африки [1-4]. В странах Европейского союза ежегодная заболеваемость людей бруцеллезом и Ку-лихорадкой в среднем составляет 105 и 230 случаев на 100 млн человек соответственно [5].
Установлено, что в регионах (странах), в которых официально бруцеллез и Ку-лихорадку регистрируют редко, после более тщательного эпизоотологического мониторинга, как правило, обнаруживают эпидемически значимый уровень инфицированности скота, а при эпидемиологическом обследовании часто выявляют эти инфекции и у людей [1, 3, 6].
Эпизоотологические и эпидемиологические особенности бруцеллеза и Ку-лихорадки имеют много общего. Заболеваемость преимущественно регистрируют среди контингентов, занятых в сфере животноводства (работники животноводческих предприятий, хозяйств и владельцы сельскохозяйственных животных) и персонала предприятий по убою животных, заготовке и первичной переработке мяса. Клинические проявления бруцеллеза и Ку-лихорадки характеризуются значительным полиморфизмом, что существенно затрудняет первичную (догоспитальную) клиническую диагностику и требует обязательного лабораторного подтверждения.
К характерным особенностям Brucella spp. и Coxiella burnetii можно отнести их высокую устойчивость во внешней среде, длительную выживаемость в различных субстратах, что может обусловливать широкую диссеминацию возбудителей в сельскохозяйственных очагах и вынос инфекции далеко за пределы эпизоотического очага [7]. В ряде исследований сообщается о выявлении в результате серомониторинга сочетанных эпизоотий бруцеллеза и коксиеллеза среди поголовья скота (антропургические очаги). При этом инфекционный процесс в основном протекает в форме инаппарантной кои/или суперинфекции и клинически часто проявляется в поздние сроки беременности, окота или отела. Распространенность этих инфекций существенно выражена среди молочных стад крупного (КРС) и мелкого рогатого скота (МРС), которые имеют набольшее эпидемиологическое значение в качестве источников инфекции [8-10].
В отличие от возбудителей бруцеллеза, характеризующихся циркуляцией преимущественно в антропургических (сельскохозяйственных) очагах, C. burnetii способна длительное время выживать и персистировать в организме иксодовых клещей, что обусловливает функционирование природных очагов коксиеллеза (экологическая ниша) [11]. К наиболее вероятным первичным резервуарам коксиелл относят свободноживущих простейших (Аmoebae) [12].
Описаны случаи коинфицирования людей возбудителями бруцеллеза и Ку-лихорадки [13-15]. Случаи заболевания людей бруцеллезом и коксиеллезом ежегодно выявляют на территории России. К наиболее эпизоотологически и эпидемиологически неблагополучным по этим инфекциям регионам относят европейский юг страны (Южный и СевероКавказский федеральные округа), где за последние 10 лет было выявлено 2794 случая заболевания людей бруцеллезом и 1172 - Ку-лихорадкой. Наибольшее количество заболевших бруцеллезом в регионе было зарегистрировано на территориях Республики Дагестан и Ставропольского края (СК), а Ку-лихорадки - преимущественно среди жителей Астраханской области и СК [16-18]. Наибольшее количество заболевших бруцеллезом и Ку-лихорадкой в СК ежегодно регистрируют в югои северо-восточных районах края - в зонах наиболее интенсивного разведения скота, особенно овец и коз [16, 18, 19].
Региональные эпизоотолого-эпидемиологические особенности бруцеллеза и Ку-лихорадки часто совпадают (территория распространения, динамика заболеваемости, группы наиболее высокого риска инфицирования, ведущие механизмы и факторы передачи возбудителя), что обусловливает необходимость их дифференциально-эпидемиологического сопоставления в зонах, энзоотичных по этим инфекциям (существование активных антропургических микст-очагов).
Цель исследования - выявление особенностей серопревалентности к антигенам Brucella spp. и Coxiella burnetii у больных бруцеллезом, проживающих на энзоотичной территории (на примере СК).
Материал и методы
Исследование проводили в 2015-2021 гг. в 2 этапа. Были обследованы 609 жителей СК. На I этапе исследованы 474 образца сыворотки крови добровольцев, жителей Ставрополя на антитела к Brucella spp. и C. burnetii, не имевших в анамнезе данных о заболевании бруцеллезом, Ку-лихорадкой и/или вакцинации против этих инфекций. Учитывая данные анамнеза, обследуемые не относились к категориям риска по инфицированию возбудителями этих зоонозов и в течение последних 5 лет не обращались за медицинской помощью по поводу различных лихорадочных состояний. Среди обследованных добровольцев было 194 (41%) мужчины и 280 (59%) женщин.
На II этапе исследовали материал от 134 больных бруцеллезом: 95 человек с диагнозом "острый бруцеллез" и 40 - с диагнозом "хронический бруцеллез" [20]. Больных бруцеллезом обследовали в период госпитализации в инфекционное отделение ГБУЗ СК ГКБ № 2 г. Ставрополя (региональный бруцеллезный центр).
Выявление в сыворотке крови специфических антител (IgM, IgG, IgA) к Brucella spp. проводили методом иммуноферментного анализа (ИФА) с использованием диагностических тест-систем АО "Вектор-Бест" (Россия). У больных острым бруцеллезом, помимо специфических антител к Brucella spp., также определяли антитела IgM и IgG к антигенам C. burnetii фазы II, у людей с хроническим бруцеллезом выявляли IgG к антигенам C. burnetii фазы I при помощи тест-систем Institut Virion/Serion GmbH (Германия). Постановку и полуколичественный учет результатов ИФА осуществляли в соответствии с инструкциями к тест-системам с помощью фотометра планшетного iMark Bio-Rad (США).
Сбор, транспортирование, подготовку и исследование проб клинического материала, а также их последующую утилизацию осуществляли в соответствии с санитарноэпидемиологическими правилами (ГОСТ Р 53022.3-2008 Технологии лабораторные клинические. Требования к качеству клинических лабораторных исследований. Ч. 3. Правила оценки клинической информативности лабораторных тестов; ГОСТ Р 53079.4-2008 Технологии лабораторные клинические. Обеспечение качества клинических лабораторных исследований. Ч. 4. Правила ведения преаналитического этапа; СП 1.3.3118-13 "Безопасность работы с микроорганизмами I-II групп патогенности (опасности)"; СП 2.1.7.2790-10 "Санитарно-эпидемиологические требования к обращению с медицинскими отходами") и методическими документами (МУК 3.1.7.3402-16 "Эпидемиологический надзор и лабораторная диагностика бруцеллеза"; Санитарно-эпидемиологические правила СП 3.1.7.2811-10 "Профилактика коксиеллеза (лихорадка Ку)").
Для статистической обработки полученных результатов применяли аналитический пакет Microsoft Excel 2010. Рассчитывали средную (хср), интервал (min÷max), медиану (Ме) и экстенсивные показатели (%). Различия считали статистически значимыми при р≤0,05.
Все обследуемые представили в установленном порядке информированное согласие на участие в настоящих исследованиях.
Результаты
На I этапе проведенный анализ результатов серологических исследований показал наличие антител к антигенам Brucella spp. у 33 (6,96%) человек, C. burnetii - 14 (2,94%). У 2 обследуемых выявлены антитела к обоим возбудителям, что составляет 0,42% общего количества обследованных на этом этапе (n=474). Антитела к возбудителю бруцеллеза выявлены в возрастной группе от 20 до 75 лет, при этом почти 70% среди них - люди от 31 года до 60 лет. Среди серопозитивных на бруцеллез доля женщин составила 57,6% (n=19), мужчин - 42,4% (n=14). Возраст людей, серопозитивных к антигенам возбудителя Ку-лихорадки, по результатам ИФА, - варьировал от 23 до 77 лет. Удельный вес мужчин - 64,2% (n=9).
Рис. 1. Структура выявления антител IgM, IgG и IgA к Brucella spp. у здоровых добровольцев (n=474)
Рис. 2. Структура выявления антител IgM, IgG и IgA к Brucella spp. у больных с диагнозом "острый бруцеллез" (n=95)
При анализе величин коэффициента позитивности (КП) по классам иммуноглобулинов M, G и A среди людей с выявленными антителами к возбудителю бруцеллеза было установлено, что значения КП IgM находились в диапазоне 1,52-5,83 (Ме = 3,27), IgG - 1,13÷12,48 (Ме = 4,92) и IgA - 1,08-10,67 (Ме = 3,27).
Структура выявления антител к Brucella spp. у здоровых добровольцев представлена на рис. 1.
На II этапе больных с диагнозами "острый бруцеллез" и "хронический бруцеллез" обследовали в первые 14 дней после госпитализации в региональный бруцеллезный центр. Все обследуемые - постоянные жители СК.
Критерии отбора пациентов с диагнозом "острый бруцеллез":
верифицированный диагноз;
среднетяжелое течение острого бруцеллеза без очаговых (органных) поражений (фаза компенсации);
длительность болезни не более 6 нед.
Критерии отбора пациентов с диагнозом "хронический бруцеллез":
верифицированный диагноз;
хронический инфекционно-аллергический процесс с очаговым поражением различных органов и систем с формированием нарушений функционального характера (комбинированная форма);
длительность течения бруцеллеза не менее 1 года, но не более 2 лет.
У большинства больных 71,5% (n=68) с подтвержденным диагнозом "острый бруцеллез" определено сочетание антител IgM, IgG и IgA. Одновременно антитела IgM и IgG выявлены в 2,1% случаев (n=2), сочетание антител IgM и IgA - в 7,37% (n=7), а антитела IgG и IgA определены в 13,7% случаев (n=13). Антитела одного класса иммуноглобулинов установлены у 5,25% больных: IgM - у 1 (1,05 %) больного, IgG и IgA - у 2 (2,1%) обследованных соответственно (рис. 2).
Анализ величин КП различных классов иммуноглобулинов у больных острым бруцеллезом показал, что значения IgM находились в диапазоне 1,32-9,01, IgG - 1,44-15,17 и IgA - 1,03-5,20. Вместе с тем расчетная медиана величины КП для IgM составила 4,02; IgG - 12,3 и IgA - 4,25.
Результаты оценки доли людей, серопозитивных к возбудителю Ку-лихорадки, среди больных бруцеллезом показали, что в исследуемой когорте с подтвержденным диагнозом "острый бруцеллез" у 31 (32,6%) человека детектировались антитела IgМ и IgG к антигенам коксиелл Бернета фазы II.
Таблица 1. Показатели серопревалентности к Brucella spp. у больных острым бруцеллезом, серопозитивных и серонегативных к возбудителю Ку-лихорадки
Среди больных бруцеллезом, имеющих антитела и к антигенам возбудителя Ку-лихорадки, у 24 человек определяли комбинацию противобруцеллезных антител Ig M, Ig G и Ig A [77,4% общего количества людей со специфическими IgM и IgG (фаза II) к коксиеллам]. В 48,5% случаев определены антитела 3 классов иммуноглобулинов.
При сравнении средних величин КП антител к антигенам бруцелл IgM, IgG и IgA среди больных острым бруцеллезом и одновременно серопозитивных на Ку-лихорадку, а также без наличия антител к C. burnetii получены данные, указывающие на отсутствие статистически значимой разницы значений КП противобруцеллезных антител изученных классов (табл. 1). Вместе с тем в группе с антителами к антигенам коксиелл Бернета фазы II наблюдаются более высокие значения медианы КП, особенно по IgM, и доля образцов сывороток крови, положительных на антитела классов M и G, на 11 и 14,2% (в абсолютных значениях) соответственно.
Анализ особенностей специфической серопревалентности у больных хроническим бруцеллезом показал, что у подавляющего большинства - 60% (n=24) обследованных выявляется комбинация специфических антител IgG + IgA. Присутствие специфических к бруцеллам антител IgM + IgG + IgA выявлено у 22,5% (n=9) человек, только IgGантитела определяли у 10,0% обследованных, а лишь IgА - у 7,5%. Комбинаций противобруцеллезных антител IgM + IgG и IgM + IgA либо только IgM у обследованных с хроническим бруцеллезом не выявлено (рис. 3).
Уровни специфических IgM у больных хроническим бруцеллезом находились в диапазоне 1,04-2,62, IgG - 1,12-14,8 и IgA - 1,17-10,35. Вместе с тем расчетная медиана значений степени серопозитивности по IgM составила 1,82, IgG - 12,49 и IgA - 6,93.
При изучении уровня серопревалентности к возбудителю Ку-лихорадки (к антигенам коксиелл Бернета фазы I) среди больных с верифицированным диагнозом "хронический бруцеллез" доля серопозитивных составила 47,5% (n=19). У больных хроническим бруцеллезом и с маркерами гуморального иммунитета к Ку-лихорадке в 73,7% случаев определена комбинация противобруцеллезных антител IgG и IgA. При сравнении величин КП IgM, IgG и IgA среди больных хроническим бруцеллезом и одновременно серопозитивных к возбудителю Ку-лихорадки, а также без антител к C. burnetii получены данные, указывающие на отсутствие статистически значимой разницы значений КП по изучаемым классам антител (табл. 2).
Рис. 3. Спектр специфических IgM, IgG и IgA у больных хроническим бруцеллезом
Анализ наличия противобруцеллезных антител IgM, IgG и IgA у больных острым и хроническим бруцеллезом показал, что у больных хроническим бруцеллезом средние значения КП IgM были в 2,4 раза ниже, чем у пациентов с острым течением инфекции (табл. 3).
Анализ наличия противобруцеллезных антител IgM, IgG и IgA у больных острым и хроническим бруцеллезом показал, что у больных хроническим бруцеллезом средние значения КП IgM были в 2,4 раза ниже, чем у пациентов с острым течением инфекции (табл. 3).
В результате проведенных скрининговых исследований с использованием ИФА было установлено наличие антител к возбудителям бруцеллеза и Ку-лихорадки в 6,96 и 2,94% случаев соответственно в образцах сыворотки крови от добровольцев из числа жителей Ставрополя, не имеющих на момент обследования данных о заболевании бруцеллезом, Ку-лихорадкой и вакцинации против этих инфекций.
В образцах сывороток крови в основном определяли комбинацию IgG + IgA и IgA. В 24,2% проб были выявлены IgМ-антитела, которые относятся к низкоспецифичным иммуноглобулинам, образующимся в организме на ранних сроках развития инфекционного процесса (7-10 дней от начала заболевания). Вместе с тем известно, что наличие IgM-антител при отсутствии IgG следует интерпретировать с особой осторожностью, так как не комбинированная c антителами других классов специфичность IgM для диагностики бруцеллеза достаточно низкая. По данным разных авторов, она может быть ниже 65%. Ложноположительные результаты ИФА на наличие антител IgM нередко регистрируют у больных с ревматоидным воспалением соединительной ткани [21-23].
Таблица 2. Показатели серопревалентности к Brucella spp. у больных хроническим бруцеллезом, серопозитивных и серонегативных к возбудителю Ку-лихорадки
Таблица 3. Показатели серопревалентности к Brucella spp. у больных острым и хроническим бруцеллезом
Для подтверждения диагноза "бруцеллез" исследователи рекомендуют учитывать одновременное наличие антител разных классов иммуноглобулинов, из них наиболее верифицирующей считается комбинация специфических IgG и IgА [24]. С учетом указанных рекомендаций количество положительных результатов ИФА среди людей, не иммунных к возбудителю бруцеллеза, составило 1,9%.
Результаты иммунологического скрининга жителей Ставрополя, не имеющих на момент обследования данных о заболевании бруцеллезом, Ку-лихорадкой и вакцинации против этих инфекций, можно расценивать как уровень вероятной диагностической точности серомониторинга с использованием ИФА (доля ложноположительных результатов). Известно, что ложноположительные результаты ИФА на бруцеллез могут быть у людей с наличием антител к бактериям, имеющим общие с бруцеллами антигенные детерминанты (МУК 3.1.7.3402-16 "Эпидемиологический надзор и лабораторная диагностика бруцеллеза"). По разным данным, диагностическая специфичность иммуносерологических методов диагностики бруцеллеза варьирует в диапазоне 95-65%. Вместе с тем нельзя исключить и наличие среди обследованных людей из категории положительно реагирующих на бруцеллез [19] в результате бессимптомно перенесенной инфекции (естественная иммунизация).
У подавляющего большинства (71,5%) больных острым бруцеллезом в среднетяжелой форме в фазе компенсации выявляли одновременное наличие специфических антител IgM + IgG + IgA. Кроме того, среди больных с подтвержденным диагнозом "острый бруцеллез" доля людей с IgM и IgG к антигенам коксиелл Бернета фазы II составила 32,6%. Антитела к антигенам C. burnetii фазы II образуются в организме больного на ранних сроках после заражения, поэтому они могут указывать на недавний случай заболевания, а также на наличие сочетанного инфицирования (кои/или суперинфекция) возбудителями бруцеллеза и Ку-лихорадки у более 1/3 больных острым бруцеллезом, особенно среди индивидуальных владельцев сельскохозяйственных животных и групп профессионального риска. Вместе с тем в группе добровольцев с наличием серологических маркеров обеих инфекций отмечены более высокие значения медианы КП IgM и больше положительных результатов при исследовании на антитела IgM и IgG. Выявленные особенности, возможно, связаны с синергическим, потенцирующим действием коинфекции на иммунную систему макроорганизма, стимулируя антительный Th2-ответ на антигены возбудителя.
Иммунологический скрининг больных хронической бруцеллезной инфекцией выявил наличие у них преимущественно комбинаций специфических антител IgG + IgA, IgM + IgG + IgA и намного реже антител одного класса IgG или IgA. Необходимо отметить, что специфические антитела IgM, не комбинированные c антителами других классов, у обследованных больных хроническим бруцеллезом не выявлены. Обнаружение специфических антител IgМ в комбинации с другими иммуноглобулинами у обследованных не было связано с давностью заболевания. Известно, что рецидивы при хронической бруцеллезной инфекции, как правило, сопровождаются временным повышением (выявлением) специфических антител IgG, IgA. Соответственно наличие антител IgM у больных хроническим бруцеллезом наиболее вероятно обусловлено повторным инфицированием бруцеллами или длительной персистенцией IgМ, которая, по разным данным, может наблюдаться до 1 года и более.
У почти половины обследованных с подтвержденным диагнозом "хронический бруцеллез" были выявлены антитела IgG к антигенам коксиелл Бернета фазы I, которые формируются к макромолекулам липополисахаридных компонентов C. burnetii в более поздние сроки развития инфекционного процесса. IgG I могут несколько лет циркулировать в организме заболевшего Ку-лихорадкой и, как правило, указывают на хронизацию инфекции.
Заключение
Результаты проведенных исследований подтверждают возможность коинфицирования возбудителями бруцеллеза и Ку-лихорадки. Выявление у жителей СК иммунологических маркеров бруцеллеза и Ку-лихорадки можно считать индикатором наличия в настоящее время на территории края активных сочетанных эпизоотических очагов этих инфекций с потенциалом, обеспечивающим эпидемические проявления.
Достаточно высокий уровень серопревалентности к возбудителю Ку-лихорадки среди больных бруцеллезом в том числе обусловлен особенностью выборки обследуемых, которые преимущественно относились к группам риска инфицирования возбудителем зоонозных инфекций. Одновременное наличие антител к антигенам бруцелл и коксиелл Бернета регистрировали только среди индивидуальных владельцев эпидемиологически значимых видов МРС, КРС (8%) и контингентов профессионального риска (12%).
Полученные в ходе исследования данные согласуются с результатами исследований, ранее проведенных А.Т. Ельниковым (1987), согласно которым было установлено наличие на территории СК сочетанных эпизоотических очагов бруцеллеза и Ку-лихорадки и одновременное наличие этих инфекций среди разных контингентов населения СК [19].
Существование и продолжающаяся активность на территории СК антропургических эпизоотических очагов бруцеллеза и Ку-лихорадки обусловливает необходимость дифференциации этих инфекций у больных с лихорадками неясного генеза, исключения коинфекции у больных с подтвержденными диагнозами "бруцеллез" и "Ку-лихорадка". Особенно важно исключить бруцеллез среди больных с установленной коксиеллезной инфекцией, так как рекомендуемый курс этиотропной терапии Ку-лихорадки существенно короче (14-21 день), чем бруцеллеза (до 6 нед и более).
Учитывая малосимптомное течение этих инфекций и их высокий потенциал хронизации, необходимо проведение иммунологического скрининга среди групп профессионального риска и индивидуальных владельцев эпидемиологически значимых видов сельскохозяйственных животных на энзоотичных по бруцеллезу и Ку-лихорадке территориях. Очевидно, что также необходимо усилить настороженность специалистов первичной медицинской сети в отношении диагностики бруцеллеза и Ку-лихорадки, в том числе возможного сочетанного их течения.
Современный этап развития животноводства в СК характеризуется переориентацией места разведения скота и производства животноводческой продукции на частные мелкотоварные крестьянско-фермерские и личные подсобные хозяйства. Отмечается тенденция к урбанизации животноводческой деятельности. За последние 5 лет наметилась тенденция к увеличению количества поголовья МРС индивидуального сектора, эпидемиологическая значимость которого по отношению к зоонозным инфекциям, в том числе к бруцеллезу и Ку-лихорадке, наиболее высока. Учитывая эти тенденции развития животноводческой отрасли в СК, очевидна необходимость совершенствования мер профилактики зоонозных инфекций, а также разработка алгоритмов обследования групп риска инфицирования возбудителями бруцеллеза и Ку-лихорадки, клинического мониторинга и лечения этих заболеваний.