1. Общая характеристика хламидий

Хламидии – мелкие грамотрицательные бактерии, которые являются облигатными внутриклеточными паразитами, подобно вирусам, но отличаются от них тем, что имеют в своем составе и РНК и ДНК, рибосомы, клеточную стенку и размножаются бинарным делением. Однако, они отличаются от большинства типичных бактерий тем, что они не имеют пептидогликана в клеточной стенке и неспособны образовывать собственную АТФ. Они требуют использования  АТФ хозяина – следовательно, являются энергетическими паразитами. Род Chlamydia - единственный в семействе Chlamydiaceae и порядке Chlamydiales.

Существуют три вида, утвержденных международным комитетом: Chlamydia trachomatis. C. psittaci и C. pneumoniae.

 C. trachomatis может быть разделена на три биовара:

1.      Вызывающий трахому и конъюнктивит с включениями.

2.      Вызывающий венерическую лимфогранулему (паховый лимфогрануломатоз).

3.      Вызывающий пневмонию у  мышей.

Оба биовара, вызывающие заболевания у человека, могут быть подразделены на 17 сероваров. Классическая трахома вызывается сероварами A, Ba, B и C, в то время как конъюнктивит с включениями и генитальныеинфекции - серовары D-K.  Венерическую гранулему вызывают, по крайней мере, три серовара (L1, L2, L3).

C. psittaci инфицирует млекопитающих и птиц и хотя имеются и серологические различия и различия в нуклеиновых кислотах, этот вид пока еще не был подразделен. C. pneumomae,, самый новый вид, во-видимому, инфицирует только людей и пока проявляет себя серологически однородным.

Морфология. Хламидии – мелкие неподвижные бактерии, размерами 300-350 нм, которые плохо окрашиваются по Граму. Однако, они хорошо выявляются в препаратах, окрашенных по Романовскому-Гимзе или другими методами в виде частиц, представляющих внеклеточную, инфекционную, метаболически инертную форму хламидий, известную как элементарное тельце. Как только микроорганизм инфицирует клетку хозяина,  он увеличивается в размере до 800-1000 нм. Эта неинфекционная но метаболически активная частица известна как ретикулярное тельце.

Хламидии могут также обнаруживаться иммунофлюоресцентным методом, когда специфическое антитело, меченое изотиоцианатом флюоресцеина наносится на препараты, приготовленные из клинического материала, например из шейки матки, уретры или из инфицированной культуры клеток. Элементарные тельца выглядят как отдельные ярко-зеленые частицы.  С помощью этой методики можно подтвердить хламидийную инфекцию в течение 30 минут после  получения материала.

Три вида хламидий можно дифференцировать по:

1.   Росту;

2.   Профилю нуклеиновой кислоты;

3.   Наличию плазмид;

4.      Экспрессированным антигенам

5.      Включениям в клетки хозяина, которые различаются морфологически.

C. trachomatis образует в своих включениях гликогеновый матрикс, который окрашивается йодом в коричневый цвет, что имеет значение в диагностике.

Элементарные тельца C. trachomatis и C. psittaci 300-350 нм в диаметре с очень небольшим периплазматическим пространством. C. pneumoniae отличается тем, что имеет большое периплазматическое пространств, давая элементарные тела грушевидной формы  (310 x 400 нм).

Ретикулярные тельца  всех трех видов хламидий крупные, округлой формы (800-1000 нм). Поскольку ретикулярные тельца метаболически активны, их внутренняя структура отражает стадию размножения. В начале цикла обнаруживается много рибосом. Позже ДНК организуется в ядра для потомства элементарных телец. Образование гликогена в ретикулярных тельцах C. trachomatis обнаруживается в электронном микроскопе примерно через 18 часов после заражения, и включения заметны примерно через 22 ч. В случае C. psittaci или C. pneumoniae образования гликогена не отмечается.

Между цитоплазматической мембраной и клеточной стенкой не отмечается наличия наличия пептидогликана, как это характерно для грамотрицательных бактерий.

Нуклеиновая кислота. Молекулярная масса нуклеиновой кислоты хламидий составляет порядка 660 x 10⁶.  Три вида хламидий могут быть дифференцированына основании гомологии, поскольку внутривидовое соответствие не превышает 10 %. Плазмидная ДНК обнаружена у большинства штаммов C. trachomatis и C. psittaci, но овечьи штаммы C. psittaci и C. pneumomae, по-видимому, не имеют плазмид.

Белок.  Полагают, что небольшое число белков имеет значение для понимания антигенности и патогенеза, а также для возможного получения вкацин.

У хламидий имеется четыре белка наружной мембраны, главный из которых имеет видоспецифические эпитопы. У хламидий имеется также белок (heat shock protein), антитела к которому перекрестно реагируют с подобными белками других микроорганизмов, что делает затруднительной интерпретацию серологического ответа при хламидийных инфекциях.

Липополисахариды (ЛПС). Родо-специфический антиген хламидий может быть получен методами, используемыми для извлечения липополисахаридов из грамотрицательных бактерий. Он имеет три эпитопных участка, из которых только один специфичен для хламидий. Другие эпитопы перекрестно реагируют с мутантами Escherichia coli, Proteus mirabdis и Salmonella typhimunum и с ЛПС, полученным из разных видов Acinetobacter. Поскольку ЛПС-антиген используется  в реакции связывания комплемента и некоторых иммуноферментных тестах (ИФА), необходима осторожность при интерпретации результатов.

Культивирование.  В 1957 C. trachomatis была выделена путем культивирования в желточном мешке куриного эмбриона. Хотя этот метод теперь не используется широко для выделения хламидий, он применяется для производства антигена, особенно для реакции иммунофлюоресценции. Выделение в культуре клеток было успешно проведено в 1965 г. Для роста хламидий культуры клеток должны быть, чтобы обеспечить продуктивное взаимодействие микроорганизма и клеток-хозяев. Это достигается осаждением микроорганизмов на клетки путем центрифугирования и подавления клеток облучением или добавлением к питательной среде 5-йодо-2’-дезоксиуридина. Окраска по Романовскому-Гимзе выявляет виды хламидий, а для обнаружения содержащих гликоген включений C. trachomatis может быть использован йод. Реакция иммунофлюоресценции с соответствующими антисыворотками позволяет выявить родо- или видо-специфические антигены. Различные виды хламидий имеют незначительно различающиеся требования к условиям культивирования, но C. pneumoniae наиболее трудно культивировать и в куриных эмбрионах, и в культуре клеток.

Цикл развития. Первоначально микроорганизм должен присоединиться к клетке хозяина. Обнаружены специфические прикрепительные белки, что позволяет обсуждать вопрос о возможной роли белковых отростков на поверхности элементарных телец. Не все виды хламидий легко взаимодействуют с клетками хозяина. C. psittaci и хламидии венерической лимфогранулемы присоединяются и покрывают поверхность клетки хозяина, но C. trachomatis и C. pneumoniae вряд ли на это способны. Это зависит частично от отрицательного заряда микроорганизморв и клеток хозяина, котрый приводит к отталкиванию их друг от друга. Для преодоления этого добавляют поликатионы типа ДЭАЭ-декстрана, что увеличивает адсорбцию C. trachomatis, в то время как центрифугирование C. trachomatis или C. pneumoniae с клетками хозяина дает возможность формирования гидрофильных связей  и повышает прикрепляемость обоих видов хламидий. Эти взаимодействия, хотя и являются полезными in vitro, вероятно не отражают ситуацию in vivo.

Как только хламидии и клетка хозяина вошли в контакт,  микроорганизм поступает в клетку внутри вакуоли. Жизнеспособные хламидии, поступившие в цитоплазму клетки хозяина, подавляют слияние с лизососмами, что позволяет избежать их гибели.

В вакуоле элементарное тельце теряет свое компактное дезоксирибонуклеиновое ядро. Клеточная стенка становится менее твердой из-за нарушения дисульфидных связей; частица увеличивается в размере и становится ретикулярным тельцем. Ретикулярное тельце не имеет цитохрома и неспособно вырабатывать АТФ, снабжение которой должно обеспечиваться  хозяином. В вакуоле ретикулярное тельце размножается бинарным делением, в результате чего образуются плеоморфные микроорганизмы. Через 18-20 ч ДНК уплотняется, формируются дисульфидные связи в белках наружной оболочки, и образуются новые элементарные тельца внутри эндосомальных пузырьков Выход элементарных телец идет вследствие лизиса клетки хозяина.

Потребность хламидий в определенных аминокислотах может вести к подавлению размножения, которое может быть восстановлено добавлением необходимых аминокислот.

Иммунитет и патогенез. Хламидийные инфекции вызывают гуморальные и клеточные иммунные реакции, которые играют различную роль в выздоровлении, резистентности к повторному инфицированию и иммунопатологических осложнениях. Хламидийные инфекции у человека не могут в достаточной мере быть изучены экспериментально, так как хотя и были созданы модели на животных, реакции у  них могут не вполне соответствовать реакциям у человека. Однако, были использованы две самопроизвольные инфекции,  коньюнктивит с включениями у морских свинок и пневмония у мышей. Выздоровление морских свинок замедлялось при подавлении иммунитета в результате введения циклофосфамида или антилимфоцитарной сыворотки. Это указывает на то, что и гуморальный, и клеточный иммунный ответ необходимы для выздоровления от коньюнктивита с включениями у морских свинок.

При инфекциях у человека хламидии обладают способностью к десквамации клеток эпителия, а также макрофагов легких и желудочно-кишечного тракта. Такие инфекции вызывают развитие воспалительной реакции с инфильтрацией нейтрофилами в острой стадии. Внутриклеточное разрушение хламидий нейтрофилами встречается в клетках кислород-зависимыми и кислород-независимыми ферментными системами. Впоследствии в инфильтрате появляются моноциты и лимфоциты. Хламидии не размножаются в  моноцитах, но когда эти клетки становятся тканевыми макрофагами, и C. psittaci, и хламидии венерической лимфогранулемы могут высвобождаться из фаголизосом и давать большое количество микроорганизмов. C. trachomatis может также размножаться в макрофагах, но в меньшем объеме. Предполагают, что  инфицированные макрофаги могут быть средством распространения хламидий в организме хозяина.

Продукция антител идет в обычной последовательности, вначале IgM, затем - IgG, уровень антител зависит от дозы. Образуется сывороточный IgA, в слизи обнаруживается секреторный IgA (S-IgA). Чем выше уровень S-IgA, тем менее успешно выделение хламидий из полового тракта. Более позднее, на 6-8 неделе, повышение уровня IgM и IgG антител к C. pneumoniae  в сравнении с ранним, на 2-3 неделе повышением при генитальной инфекции, необходимо учитывать при серологической диагностике.

Значение секреторных антител (или скорее их недостаточность) хорошо видно у новорожденных, имеющих материнские IgG. У части, инфицированных в родовых путях C. trachomatis, развивается конъюнктивит, несмотря на материнские IgG. Если инфекция не лечится соответствующим образом, у них развивается пневмония в возрасте 4-12 недель, когда уровень материнских антител снижается, и новорожденные начинают образовывать собственные IgM и IgG. Присутствие IgM антител или повышение титров IgG является признаком хламидийной инфекции дыхательного тракта новорожденных.

Хотя специфические антитела могут нейтрализовать хламидии in vitro, существует лишь небольшая защита против повторной инфекции глаз или слизистых половых органов у лиц с циркулирующими IgG антителами. При вторичных или более поздних инфекциях наблюдается очень быстрая инфильтрация нейтрофилами и лимфоцитами. Плазматические клетки образуют антитела, которые не способны привести к выздоровлению. Эта недостаточность защиты антителами  имеет значение для попыток разработки эффективной вакцины.

Клеточный ответ. Антитела - не единственный фактор, который нужно рассматривать при повторной инфекции. Клеточно-опосредованный иммунитет также играет роль, которая может быть но может и не быть полезной для организма хозяина.

Цельные живые хламидии, убитые высокой температурой микроорганизмы или даже липополисахарид может стимулировать продукцию лимфокинов типа При трахоме острая инфекция заканчивается воспалительной реакцией с инфильтрацией нейтрофилами и лимфоцитами. Эти лимфоциты могут группироваться и образовывать фолликул. Центр фолликула состоит из B клеток и макрофагов, окруженных T клетками, и все они окружены тонким слоем эпителиальных клеток. Эти эпителиальные клетки слущиваются, поскольку фолликул некротизируется, и регенерация фиброзной ткани, стимулируемая интерлейкином-1, ведет к рубцеванию. При повторной инфекции или повторной стимуляцией хламидийным антигеном воспалительная реакция будет более быстрой, приводящей к формированию большого количества фолликулов и рубцеванию.

То же относится и к половому тракту, где восходящая инфекция может приводить к сальпингиту. Это заканчивается воспалительной реакцией с инфильтрацией нейтрофилами и лимфоцитами, нарушением мерцательного эпителия и эпителиальных клеток вблизи лимфоцитов. Повторяющаяся инфекция вызывает тяжелое поражение труб с формированием фолликулов, значительное разрушение эпителия и рубцевание, ведущее к нарушению проходимости (обструкции) бахромчатого конца труб. Такое поражение может заканчиваться бесплодием из-за нарушения продвижения яйцеклетки и к хронического воспаления тазовых органов.