Аспергилл — род высших плесневых грибов

Эпидемиология аспергиллеза

Aspergillus широко распространен в природе. Саудовская Аравия и Судан считаются регионами с самым высоким уровнем экологических споров. Заражение грибами происходит при вдыхании их спор, иногда болезнетворные микроорганизмы попадают в организм человека с пищей, иногда через поврежденную кожу. Аспергиллы аэробны. Для процессов синтеза энергии им нужен свободный молекулярный кислород. Грибы рода Aspergillus saprophytes. Они используют только органические вещества для обеспечения своей жизнедеятельности. Обитают во влажной среде (болотистые участки и верхняя часть гумуса) и в закрытых помещениях.

• Aspergillus обычно растет в виде плесени на поверхности многих субстратов: внутри и на поверхности гниющих деревьев, верхних слоях навоза, растений (трава, сено), на поверхности гниющих овощей, различных кормов, винограда, арахиса, джема, орехов, перец черный молотый, чай в пачках. Особенно много их на продуктах, содержащих крахмалистые вещества (картофель, пшеница, мука, хлеб). Некоторые виды Aspergillus продуцируют афлатоксин, который может вызвать серьезную токсичность.
• Грибы могут расти в среде с низким содержанием питательных веществ. Следовательно, нигер (черный аспергиллус) хорошо растет на стенах влажных помещений.
• Грибы находятся в пыли комнат, где обрабатывают кожу и шерсть, коноплю и коноплю. Они влияют на капсулы, хлопковые волокна и кожу.
• Источниками грибка являются душевые и вентиляционные системы, кондиционеры, увлажнители воздуха, книги, обувь, подушки, грунт для комнатных растений, стройматериалы, текстиль.
• Источником аспергилл могут быть птицы и сельскохозяйственные животные. Коровы, собаки, кошки, овцы, лошади, кролики, пчелы, голуби, куры, гуси и индюки болеют аспергиллезом.

Аспергиллез чаще всего встречается у мукомолов, голубеводов, сельскохозяйственных рабочих, ткачей и бумажных фабрик. Заболеванию подвержены люди с ослабленным иммунитетом, пациенты с сахарным диабетом и реципиенты трансплантата, а также люди с IgE-опосредованной атопией (гиперчувствительность I типа) к спорам грибов.

Рис. 2. Нигер (черный аспергиллус) хорошо растет на стенах влажных помещений.

Рис. 3. Aspergillus хорошо растет на богатых питательными веществами субстратах.

Рис. 4. Рост аспергилл на овощах.

Диагностика аспергиллезной инфекции – анализы и обследования

Аллергия на Aspergillus fumigatus часто диагностируется путем определения титра специфических антител IgE. У людей с аллергией на Aspergillus fumigatus наблюдается повышение титра специфических антител. Этот тест, называемый M3-специфическим IgE, проводится как отдельный тест или как часть панели различных респирабельных аллергенов плесени (M1, M2, M3, M5 и M6). Определение специфических уровней IgE проводится на образце венозной крови, взятом в любое время суток. Стоимость теста примерно 25-40 злотых.

ПЦР в реальном времени — очень точный метод диагностики инфекций Aspergillus. Это также позволяет обнаружить следы генетического материала грибов в исследуемом образце. Тест может быть выполнен на образце крови, а также на образцах БАЛ из бронхоальвеолярного лаважа. Как определение уровня IgE, так и тест ПЦР можно проводить как у взрослых, так и у детей.

Другие лабораторные тесты — это микробиологические тесты под микроскопом и культивирование на специальных средах. В свою очередь серологическое исследование заключается в обнаружении наличия антигена галактоманнана, то есть фрагмента клеточной стенки Aspergillus. Этот антиген можно обнаружить в различных биологических материалах: смывах ЖБАЛ, сыворотке или спинномозговой жидкости. При инвазивных инфекциях также полезны визуализирующие обследования, особенно рентген грудной клетки и томография легких.

Как происходит заражение

Aspergillus широко распространен в природе. Они постоянно находятся в земле, в пшенице, в муке, в сене (особенно с плесенью), в пыли помещений, где обрабатываются шкуры, шерсть и конопля. Aspergillus также был обнаружен в больничной пыли, что привело к внутрибольничным инфекциям.

Заражение аспергиллезом протекает следующим образом. Возбудитель попадает в организм, как правило, через запыленный воздух. Из профессиональных групп больше всего страдают сельскохозяйственные рабочие, работники ткацких и прядильных предприятий. Заболевание у ослабленных людей также может проявляться эндогенной инфекцией, так как аспергиллы иногда обнаруживаются на слизистой оболочке глотки здоровых людей. В последние годы актуальной проблемой стал аспергиллез у людей с различными иммунодефицитами. В частности, у 20% этих пациентов развивается микоз, а среди последних более 70% вызваны аспергиллезом. Существуют нозокомиальные инфекции у пациентов с иммунодефицитом аспергиллезной пылью (передача пылевой инфекции по воздуху). Случаев заражения людей от больных людей нет.

Морфология аспергилл

Таксономия

Гриб Aspergillus относится к роду Aspergillus, классу Ascomycetes, семейству Aspergillaceae. Род Aspergillus включает несколько сотен видов, различающихся строением конидий.

История

Гриб Aspergillus был впервые каталогизирован итальянским биологом и священником Пьером Антонио Микели в 1729 году. Род этих грибов получил название Aspergillum из-за их сходства с формой оросителя для святой воды — aspergillus. Грибы постоянно изучаются физиологами, биохимиками и генетиками, так как они не только причиняют вред человеку и животным, но и имеют очень большое практическое значение. Они успешно используются в промышленности благодаря своей способности производить ряд веществ и ферментов, полезных для человека.

Строение аспергилл

• Вегетативное тело гриба аспергилл (мицелий) представлено мицелием. Он прочный, очень разветвленный, прочно прикреплен к субстрату, шириной 4-6 мкм. В некоторых случаях развивается обильный воздушный мицелий (склероции). Иногда бесцветный, иногда ярко окрашенный.
• Мицелий состоит из разветвленных гиф с перегородками. Гифы (паутина) имеют размер от 7 до 10 микрон. Их основная функция — поглощать питательные вещества.
• Конидиеносцы отходят вверх от опорных клеток мицелия. У разных видов грибов они имеют разные размеры, могут иметь перегородки, иногда ветвь. У большинства грибов рода Aspergillus конидиеносцы бесцветны. У A nidulans и A chraceus они коричневые или желтоватые, гладкие или колючие.
• В верхней части конидиофы набухает пузырек округлой или вытянутой формы.
• Стеригматы и флаговые клетки (фиалиды) расположены радиально от мочевого пузыря. Из их узких шейок одна за другой вырастают одноклеточные конидии (экзоспоры), расположенные в цепочку. Каждый из видов Aspergillus имеет присущее только ему конидное строение, на основе которого строится межвидовая дифференциация грибов. Окраска конидий происходит постепенно, начиная с фиалидий. Зрелые конидии окрашены более интенсивно. Конидии в своей массе придают колониям плесени определенный цвет: черный, зеленый, желтый или сероватый. Под микроскопом видно, что верхняя часть конидиеносцев с конидиями выглядит как лейка, из отверстий которой льются струйки воды. Отсюда и второе русское название гриба: «пиявка» или гриб «щетинистая голова».
• Размер спор Aspergillus составляет от 2 до 3,5 микрон. Именно они попадают в организм человека через дыхательные пути, с пищей или заражают поврежденные участки кожи. Прорастание спор происходит при 35 ° C.

Рис. 5. Схема строения аспергилла. 1 — конидии (экзоспоры). 2 — стеригмы. 3 — мочевой пузырь (набухание конидиофуса).

Рис. 6. Под микроскопом отчетливо видны нити мицелия и плодовых органов: конидиеносцы, их характерное набухание (мочевой пузырь) и конидии (споры).

Размножение

По мере созревания конидий они опадают и переносятся на новые места, где при благоприятных условиях прорастают и образуют мицелий. Этот путь размножения называется бесполым и присущ большинству видов Aspergillus. Некоторые грибы этого вида (A fumigatus, A flavus, A lentulus и A terreus) развиваются половым путем (спороношение). В колониях таких грибов видны небольшие шарики (ассоспоры), видимые невооруженным глазом, часто желтого цвета. Это холестотеции (плодовые тела).

Рис. 7. Плодовые тела (фото слева). Выпуск ассоспор (фото справа).

Культивирование

Aspergillus хорошо растет на различных питательных средах. На среде Сабуро (агар Сабуро) сначала образуются пушистые плоские белые колонии, а затем разные виды аспергилл приобретают свой специфический цвет, связанный со споруляцией и метаболитами гриба.

Рис. 8. Колонии A niger (black aspergillus) имеют коричневый, шоколадный или черный цвет.

Рис. 9. Плодовые органы Нигер (черный аспергиллус).

Рис. 10. Колонии A fumigatus круглые, пушистые, мицелий воздушно-белый. Конидии придают колониям бледно-голубоватый цвет.

Рис. 11. Окурился. Цепочки конидий на конидиеносах образуют плотный столбик.

Рис. 12. Flavus-oryzae. Колонии желто-зеленого цвета. Конидиеносцы на выпуклости у некоторых видов несут только филиады или профилиады.

Устойчивость аспергилл

Представители рода Aspergillus растут везде, где есть повышенная осмотическая концентрация сахара, соли и т.д. Формалин и карболовая кислота используются в качестве дезинфицирующих средств.

Прогноз и профилактика

Наиболее благоприятное течение наблюдается при аспергиллезе кожи и слизистых оболочек. Летальность от легочных форм микоза составляет 20-35%, а у людей с иммунодефицитом — до 50%. Септическая форма аспергиллеза имеет неблагоприятный прогноз.

Меры по профилактике заражения аспергиллезом включают меры по улучшению санитарно-гигиенических условий: борьба с пылью на работе, износом работников заводов, зернохранилищ, овощных цехов, средствами индивидуальной защиты ткацких предприятий (респираторами), улучшением вентиляции цехов и складов, регулярное микологическое обследование людей, относящихся к группам риска.

Клиническое значение

Особенностью этого вида грибов является способность вызывать не только аллергические заболевания, но и инфекционные поражения.

По частоте конкретных инфекционных заболеваний грибы рода Aspergillus занимают второе место после дрожжеподобных грибов рода Candida.

Предрасполагающими факторами к развитию инфекций Aspergillus являются иммунодефициты, в том числе вторичные иммунодефициты при приеме высоких доз системных глюкокортикостероидов, при которых клеточные и молекулярные механизмы возникновения повышают уязвимость органов и тканей к грибковым спорам, а также хронические заболевания легких были исследованы.

Aspergillus может поразить любой орган и ткань.

Клинические проявления включают следующие формы:

• бронхолегочный аспергиллез и его разновидности: инфекционно-аллергический бронхолегочный аспергиллез, гнойный бронхит, хроническая аспергиллома, инвазивный легочный аспергиллез, хронический некротизирующий легочный аспергиллез;
• генерализованный (септический) аспергиллез, который возникает у людей с ослабленным иммунитетом (например, с ВИЧ-инфекцией) и имеет высокую смертность;
• аспергиллез ЛОР-органов: наружный и средний отит, риносинусит, аспергиллез гортани;
• аспергиллез глаза;
• аспергиллез кожи в виде эритематозных чешуек и папул, в тяжелых случаях — некротические поражения подкожно-жировой клетчатки;
• костный аспергиллез;
• другие формы аспергиллеза (поражение слизистых оболочек рта, половых органов, микотоксикоз).

Чаще всего травмы органов дыхания возникают на фоне хронических заболеваний легких:

• бронхиальная астма, муковисцидоз — при аллергическом бронхолегочном аспергиллезе;
• ранее существовавшие полости в легких (туберкулезные полости, полости у пациентов с саркоидозом или другими заболеваниями, приводящими к образованию полостей) — для аспергилломы;
• хроническая обструктивная болезнь легких на фоне ее лечения глюкокортикостероидами — при некротическом аспергиллезе легких.

Факторами риска возникновения инвазивного легочного аспергиллеза, помимо перечисленных выше, были вторичный иммунодефицит на фоне онкологической патологии, лечение иммунодепрессантами, ВИЧ-инфекция, декомпенсированный сахарный диабет, массивное лечение антибиотиками и другие факторы.

Однако у людей с нормальной иммунной системой также могут развиться респираторные инфекции Aspergillus при повышенном контакте со спорами грибов.

При массовом вдыхании спор этих грибов у здоровых людей может возникнуть острая пневмония, которая обычно проходит сама по себе

Факторами профессионального риска хронических заболеваний, вызываемых спорами грибов рода Aspergillus, являются работа в сельском хозяйстве, ткацких и бумажных фабриках.

Широко распространены аллергические заболевания, связанные с сенсибилизацией к аллергенам плесени. Это, прежде всего, типичные атопические заболевания с грибковой сенсибилизацией: круглогодичный аллергический ринит и бронхиальная астма.

Гораздо реже может возникать экзогенный аллергический альвеолит (подробнее см. В соответствующем разделе статьи «Альтернативный грибок: описание и клиническое значение»).

Для грибов рода Aspergillus это заболевание называется легким солодовников из-за высокой частоты профессиональных заболеваний у этих рабочих.

Кроме того, некоторые представители грибов этого рода могут выделять токсические вещества — афлатоксин, охратоксин и стеригматоцистин, которые при хроническом воздействии вызывают проявления микотоксикоза — токсический гепатит, заболевания почек и даже злокачественные опухоли.

Однако главной особенностью грибов рода Aspergillus, отличающей их от представителей других родов плесневых грибов, является их способность вызывать специфические инфекционные заболевания.

Основные аллергены и факторы патогенности грибов

Атопические заболевания, связанные с сенсибилизацией грибов рода Aspergillus аллергенами, связаны с присутствием аллергенов, к которым продуцируются иммуноглобулины класса E.

Количество основных аллергенов варьируется в зависимости от вида и у Aspergillus fumigatus достигает 19. Основными