Классификация хламидий, патогенных для человека.

Таблица 1.

Вид	Биовар	Серовары хламидий	Заболевания
	Трахома (Trachoma) Лимфогранулема венерум (LGV)	А, В, Ва, С	Трахома и паратрахома
Chlamydia trachomatis		От D до К L,,L2,L2a,L3	Урогенитальный хламидиоз и пневмония новорожденных Венерическая лимфогранулема
Chlamydia psittaci	–	8 (1 У) сероваров	Орнитоз (пситтакоз)
Chlamydia pneumoniae	TWAR	TWAR, AR, RF, CWL	Пневмония, ОРЗ, атеросклероз, саркоидоз, бронхиальная астма

Хламидии (семейство Chlamydiaceae)

Хламидии – бактерии, являющиеся облигатными внутриклеточными паразитами, которые вызывают различные заболевания человека, животных и птиц. Свое название Хламидии получили от греч. chlamyda – ман­тия, так как в пораженных клетках они об­разуют включения, окруженные оболочкой, напоминающей мантию.

Таксономическое положение. Хламидии от­носятся к порядку Chlamydiales, семейству Chlamydaceae, роду Chlamydia. Различают три вида хламидий – С. trachomatis, С. psittaci, С. pneumoniae, – вызывающих заболевания у человека, животных, а также несколько ви­дов, патогенных только для животных (на­пример, С. ресогит, С. abortus, C.felis и др.). Классификация патогенных для человека хламидий представлена в табл. 1

Согласно последней классификации, семейство Chlamydaceae предложено разделять на два рода: род Chlamydia, представленный видом С. trachomatis, и род Chlamidophila, в который включены виды С. psittaci и С. pneumoniae.

Хламидий – уникальная группа мелких патогенных грамотрицательных неподвижных бактерий, являющихся возбудителями различных болезней человека и животных. В 1907 г. С. Провачек обнаружил возбудителя трахомы и назвал его «Chlamydozoa» в связи с тем, что образуемые им внутриклеточные микроколонии (тельца Гальберштедтера-Провачека) представляются окутанными мантией («хламидой»). Хламидий относятся к порядку Chlamydiales, семейству Chlamydiaceae, роду Chlamydia. Их главная биологическая особенность заключается в том, что они размножаются только в цитоплазме эукариотных клеток по уникальному среди организмов циклу развития. В отличие от вирусов, хламидий содержат как ДНК (ядерный аппарат), так и рибосомы. Они имеют клеточную стенку, химический состав которой сходен с составом таковой у грамотрицательных бактерий, и размножаются путем поперечного деления. Вместе с тем, подобно вирусам и риккетсиям, хламидий – облигатные внутриклеточные паразиты, так как их метаболизм зависит от метабо­лизма клетки-хозяина. Эта зависимость проявляется в неспособности хламидий синтезировать свои собственные высокоэнергетические соединения, такие, как АТФ, и отсутствии цитохромов, т. е. они являются «энергетическими паразитами» и потому не способны размножаться вне живой клетки.

Основные стадии жизненного цикла хламидий:

1) элементарные тельца – мелкие (0,2-0,5 мкм) электронноплотные шаровидные структуры, имею­щие компактный нуклеоид и ригидную трехслойную клеточную стенку;

2) инициальные (исходные), или ретикулярные тельца – большие (0,8-1,5 мкм в диаметре) сферические образования, имеющие сетчатую структуру с тонкой клеточной стенкой и фибриллярным нуклеоидом;

3) промежуточные тельца – промежуточная стадия между элементарными и ретикулярными тель­цами.

Элементарные тельца являются инфекционной, а ретикулярные – вегетативной формой хламидий. Вегетативные формы размножаются путем бинарного деления внутриклеточно, но не инфекционны, когда выделяются из клетки-хозяина. Жизненный цикл хламидий начинается с того, что элементар­ные тельца фагоцитируются клеткой-хозяином, а затем в течение нескольких часов реорганизуются, увеличиваются в размерах и превращаются в ретикулярные формы, которые размножаются путем поперечного деления. Образующиеся дочерние формы также размножаются путем бинарного деле­ния. Жизненный цикл заканчивается, когда возникающие промежуточные формы реорганизуются (уплотняются), уменьшаются в размерах и превращаются в элементарные тельца. Размножаясь внутри цитоплазматических везикул, хламидий образуют микроколонии, окруженные мембраной, возникающей из впячивания мембраны клетки при фагоцитозе элементарного тельца. В составе микроколоний обнаруживаются все 3 стадии развития хламидий. В одной клетке может быть несколько микроколоний, образующихся в случае фагоцитоза нескольких элементарных телец. После разрыва стенки везикулы и мембраны клетки-хозяина, вновь образовавшиеся хламидий высвобожда­ются, и элементарные тельца, инфицируя другие клетки, повторяют цикл развития. Для микроскопи­ческого обнаружения хламидий в инфицированных клетках (тканях) применяют различные способы окрашивания: Романовского-Гимзы, Кастенады, Маккиавелло и др. При окрашивании по Романов­скому-Гимзе они приобретают голубой или фиолетовый цвет. Однако хламидий хорошо видны и в неокрашенном состоянии при микроскопии влажных препаратов под стеклом с помощью фазовоконтрастной оптической системы. В оптимальных условиях роста в эукариотных клетках жизненный цикл хламидии составляет 17-40 ч. Хламидии хорошо размножаются в желточном мешке куриных эмбрионов при температуре от 33 до 41 °С (в зависимости от вида), а также в культурах клеток различных позвоночных. Содержание Г+Ц в ДНК хламидии варьирует от 39 до 45 мол%, отношение РНК/ДНК в элементарных тельцах в 2 раза меньше, чем в ретикулярных. У С. trachomatis обнаружено два важных метаболических признака: способность синтезировать гликоген и предшест­венников фолиевой кислоты, по которым (с учетом других признаков) они легко дифференцируются от других видов – С. psittaci и С. pneumoniae (табл. 2).

Дифференциальные признаки трех видов Chlamydia

Таблица 2

Chlamydia trachomatis	Chlamydia psittaci	Chlamydia pneumoniae
1. Форма элементарных телец сферическая 2. Внутриклеточные колонии обычно ком­пактные. Хламидии синтезируют глико­ген, который выявляется йодной пробой 3. Хламидии синтезируют существенно важные предшественники фолиевой кислоты, поэтому размножение их в куриных эмбрионах - подавляется сульфадиазином (1 мг/эмбрион) 4. Степень гибридизации ДНК со штам­мами С. psittaci и С. pneumoniae не более 10%	1. Форма элементарных телец сфери­ческая 2. Микроколонии внутри клеток ме­нее компактные, и хламидии часто располагаются по всей цитоплазме, гликогена не образуют 3. Хламидии не синтезируют предшест­венников фолиевой кислоты, поэтому их рост в желточном мешке куриных эмбрионов не подавляется сульфадиазином (1 мг/эмбрион) 4. Степень гибридизации ДНК со штам­мами С. trachomatis и С. pneumoniae не более 10%	1. Форма элементарных телец груше­видная 2. Внутриклеточные колонии сходны с микроколониями С. psittaci, хлами­дии гликогена не синтезируют 3. Хламидии не синтезируют предше­ственников фолиевой кислоты, по­этому к сульфадиазину не чувстви­тельны. В курином эмбрионе растут плохо 4. Степень гибридизации ДНК со штам­мами С. trachomatis и С. psittaci не более 10%

Морфологические и тинкториальные свойс­тва. Хламидии – это мелкие грамотрицательные бактерии шаровидной или овоиднои формы. Не образуют спор, не имеют жгутиков и капсулы.

Строение клеточной стенки Хламидии от­личается от других бактерий: она представ­ляет собой двухслойную мембрану, ограни­чивающую периплазматическое пространс­тво, не содержит (или содержит в небольшом количестве) N-ацетилмурамовую кисло­ту – основной компонент пептидогликана. Ригидность клеточной стенке придают пептиды, перекрестно сшитые пептидными мостиками. В остальном хламидий сходны с другими грамотрицательными бактериями. Они имеют гликолипиды, аналогичные Л ПС наружной мембраны клеточной стенки грамотрицательных бактерий, и при окраске по Граму приобретают красный цвет. Основным методом выявления хламидий является метод окраски по Романовскому – Гимзе.

Хламидии полиморфны, что связано с осо­бенностями их репродукции. Уникальный цикл развития хламидий характеризуется че­редованием двух различных форм существо­вания – элементарных и ретикулярных (или инициальных) телец.

Элементарные тельца представляют собой мелкие (размер 0,2-0,3 мкм) метаболически неактивные инфекционные частицы, кото­рые располагаются вне клетки. Они имеют толстую оболочку, состоящую из внутрен­ней и наружной мембран, что определяет их относительно высокую устойчивость к не­благоприятным условиям окружающей сре­ды. Элементарные тельца окрашиваются по Романовскому – Гимзе в красный цвет. Внутри клеток элементарные трансформируются в ретикулярные тельца.

Ретикулярные тельца являются вегетативной формой хламидий, обычно имеют овоидную форму и крупнее элементарных телец в не­сколько раз (их размер 0,4+0,6x0,8-5-1,2 мкм). Они располагаются внутриклеточно около ядра и окрашиваются по Романовскому – Гимзе в голубой или фиолетовый цвет. Инфекционность ретикулярных телец по сравнению с элементарными крайне мала.

Репродукция хламидий. Размножение хла­мидий, которые являются облигатными внут­риклеточными паразитами, происходит в клетках, преимущественно эпителиальных. Элементарные тельца индуцируют фагоцитоз и захватываются клеткой-мишенью, попадая в нее путем эндоцитоза (рис.1). После поглощения элементарные тельца оказыва­ются внутри фагосомы и блокируют ее сли­яние с лизосомами. Благодаря этой своей особенности элементарные тельца «избегают» контакта с лизосомальными ферментами и беспрепятственно размножаются внутри фа­госомы.

Внутри клеток элементарные тельца транс­формируются в ретикулярные, которые, в свою очередь, многократно делятся бинарным делением, затем уплотняются и превращаются в элементарные тельца. В конце цикла послед­ние занимают большую часть клетки хозяина. Растягивая стенку вакуоли, они разрывают ее, а затем и плазматическую мембрану клетки. Цикл развития хламидий продолжается 24 – 48 ч и завершается гибелью клетки хозяина и выходом элементарных телец. Последние, освободившись, инфицируют соседние интактные клетки, и цикл повторяется.

Культивирование хламидий. Поскольку хла­мидии являются облигатными внутрикле­точными паразитами, их можно размножать только в живых клетках. Природа паразитизма хламидии радикально отличается от таковой у вирусов: они не способны самостоятельно ак­кумулировать и использовать энергию. В этой связи хламидии, подобно риккетсиям, приня­то называть энергетическими паразитами.

Культивируют хламидий в желточном мешке развивающихся куриных эмбрионов, организ­ме чувствительных животных и в культуре кле­ток типа HeLa, McCoy, Нер-2. Оптимальная температура культивирования +35 «С. Перед заражением культуры клеток облучают или об­рабатывают циклогексамидом, что позволяет хламидиям легче усваивать АТФ. С. trachomatis, возбудитель венерической лимфогранулемы, отличается более высокой вирулентностью и поэтому легче культивируется на всех предло­женных живых моделях, не требуя даже пред­варительной подготовки культур клеток.

Ферментативная активность. Хламидии об­ладают небольшим набором ферментов. Они могут ферментировать пировиноградную кис­лоту, синтезировать некоторые липиды и т. д. Но хламидии не способны синтезировать вы­сокоэнергетические соединения, и вне клеток хозяина их метаболические функции сведены до минимума. Обеспечение хламидий мета­болитами осуществляется в основном за счет жизнедеятельности клеток хозяина. Причем некоторые метаболиты (например, изолейцин) могут являться ингибиторами роста хла­мидий и, вероятно, поэтому обеспечивают латентное течение хламидиоза.

Антигенная структура.

Хламидии имеют сложное антигенное строение. Они содержат общий для рода термостабильный антиген, носителем которого является ЛПС клеточной стенки, и термолабильные видоспецифические и типоспецифические антигены белковой природы. Хламидии – строгие внутриклеточные паразиты позвоночных, но они обнаружены и в (или на) эктопаразитических членистоногих. Многие штаммы вызывают генерализованные инфекции у различных хозяев, некоторые – резко выраженные воспале­ния в одной или нескольких тканях или органах только определенных видов позвоночных. Штаммы хламидии обнаружены у птиц, млекопитающих (включая приматов) и людей. У людей они вызывают заболевания глаз, мочеполовой и дыхательной систем; у птиц – респираторные болезни и генерализо­ванную инфекцию; у млекопитающих – заболевания дыхательных путей, суставов, плаценты и кишеч­ные болезни. Некоторые штаммы хламидии патогенны и для человека, и для птиц. Описан еще один вид – С. ресоrum, его патогенность для людей изучена мало.

Хламидий имеют ан­тигены трех типов:

♦ родоспецифический термостабильный липополисахарид (гликолипид), находящийся в клеточной стенке хламидий. Его выявля­ют с помощью РСК;

♦ видоспецифический антиген белковой природы, расположенный более поверхност­но – в наружной мембране. Обнаруживают с помощью РИФ;

♦ вариантоспецифический антиген белко­вой природы.

Кроме того, С. trachomatis и С. psittaci рас­полагают типоспецифическими антигенами, которые, вероятно, являются мембранными пептидами. Классификация хламидий на серо­логические варианты, основанная на их анти­генной структуре, представлена в табл. 2

Факторы патогенности. С белками наружной мембраны хламидий связаны их адгезивные свойства. Эти адгезины обнаруживают только у элементарных телец. Кроме того, хламидии образуют эндотоксин (ЛПС). Возможно, неко­торые из них выделяют экзотоксин, обладаю­щий летальным действием: при внутривенном введении вызывает гибель мышей. По-види­мому, белки наружной мембраны являются ан­тифагоцитарным фактором, так как способны подавлять слияние фагосомы с лизосомой.

Кроме того, у некоторых хламидий обна­ружен так называемый белок теплового шока (от англ. heat-shock protein – HSP), способный вызывать аутоиммунные реакции.

Резистентность. Резистентность хламидий к различным факторам внешней среды достаточно высока. Они устойчивы к низким температурам (не теряют активность даже при замораживании при – 50... – 70 °С), высушиванию. Так, например, возбудитель орнитоза может сохраняться во вне­шней среде (например, в подстилке гнезда птиц) до нескольких месяцев. Однако, как и все не-спорообразующие бактерии, хламидии довольно чувствительны к нагреванию и быстро инактивируются различными дезинфектантами.

Эпидемиология, патогенез, клиника. Болезни, вызываемые хламидиями, называют хламидиозами. Различают антропонозные и зооантропонозные хламидиозы. Заболевания, вызываемые С. trachomatis и С. pneumoniae, – антропонозы. Орнитоз, возбудителем которого являет­ся С. psittaci, – зооантропонозная инфекция. Орнитоз от человека человеку не передается. С. ресогит, С. abortus, C.felis и другие виды хла­мидий поражают только животных.

Хламидии и обладают эпителиотропностью и поэтому способны поражать эпителий различ­ных органов. Массовое размножение хламидий в эпителиальных клетках приводит к разрушению слоя эпителия и образованию язв, которые зажи­вают с образованием рубцов и спаек. Рубцовые изменения роговицы при трахоме приводят к слепоте, воспаление органов малого таза при урогенитальном хламидиозе ведет к бесплодию.

После гибели большого количества эпителиаль­ных клеток возбудитель может попадать в кровь, паренхиматозные органы и фиксироваться в лимфоидной ткани. Это, в частности, характерно для венерического лимфогранулематоза и орнитоза. Кроме того, многие виды хламидий способны к латентному существованию или персистенции в организме хозяина, вызывая иммунную и аллер­гическую перестройку организма, как, например, при синдроме Рейтера.