Л. В. Яковенко

Изменения климата и необычные болезни

Некоторые патогенные микроорганизмы, попав в организм человека или животного при нормальном статусе их иммунной системы, не вызывают заболевания. Они ждут случая, когда организм потеряет бдительность или по какой-то причине ослабнет, и тогда наносят удар. К таким возбудителям относятся некоторые грибы (аспергиллы, кандида, криптококки и др.), стафилококк (S.aureus), стрептококк (S.pyogenes), цитомегаловирус, токсоплазма (T.gondii), возбудитель саркомы Капоши и некоторые другие.
Ослабление иммунитета у человека возникает при неправильном питании, повреждениях кожи, часто повторяющихся заболеваниях, применении иммуносупрессантов при пересадке органов, химиотерапии рака, носительстве ВИЧ и СПИДе, применении антибиотиков и некоторых других лекарственных препаратов, беременности, стрессе, а также вследствие генетической предрасположенности. Во всех этих случаях условно-патогенные микроорганизмы – возбудители оппортунистических (инфекционных и онкологических заболеваний, возникающих при снижении иммунитета) активируются, и у человека или животного развивается заболевание, часто тяжелое.

Весной 2000 г. на морском берегу в Нанаимо (о.Ванкувер, Канада) был обнаружен мертвый дельфин (морская свинья). В таких случаях по канадским законам обязательно проводится вскрытие и исследование причин смерти животного. При вскрытиях морских млекопитающих обычно ничего интересного не обнаруживают: по той или иной причине животное умирает, тонет, начинает разлагаться, всплывает, после чего волны выбрасывают его труп на берег.
Так думал и ветеринар Крэйг Стивен. В университетском дворе, куда доставили труп, он увидел полутораметровое тело дельфина без всяких признаков разложения. Наружный осмотр не дал никаких намеков на причину смерти. Глаза, пасть, дыхательное отверстие не имели повреждений или следов заболевания. Органы брюшной полости также не имели видимых патологий. Однако, вскрыв грудную клетку, ветеринар был поражен видом легких: вместо обычной губчатой ткани он обнаружил нечто напоминающее печень. Дельфин умер от пневмонии.
Под микроскопом срезы ткани легкого выглядели усыпанными кистами. Микробиологическое исследование позволило установить точный диагноз: криптококкоз. Это было очень странно: криптококковая инфекция – довольно частая причина смерти больных СПИДом, но она не может привести к гибели здорового дельфина.
Это было только начало. К лету 2000 г. ветеринары зарегистрировали уже 12 случаев заболевания криптококкозом у домашних собак, кошек и даже лам, что гораздо больше среднего уровня – 5 случаев в год. В 2001 г. криптококкозом стали заболевать относительно здоровые люди, причем в некоторых случаях заболевание приводило к летальному исходу.

Криптококк (Cryptococcus – букв. «скрытое семя») – род дрожжевых грибов. Имеет две формы: совершенную (теломорфа), называемую Filobasidiella и способную к половому размножению, и несовершенную (анаморфа), размножающуюся почкованием – собственно Cryptococcus. Когда говорят о криптококке, имеют в виду несовершенную форму, которая и вызывает инфекционное заболевание.
Известно почти 40 видов криптококков, но таксономия этой группы сейчас пересматривается с учетом данных, полученных при изучении геномов. Главным патогеном человека и млекопитающих является C.neoformans. Его можно найти в почве, разлагающихся растительных остатках, но чаще всего его выделяют из помета здоровых птиц (голубей, воробьев и др.). В сухом помете криптококк может сохранять жизнеспособность много месяцев. Этот же вид криптококка иногда находят на слизистых оболочках людей, которым он никакого видимого вреда не приносит. Были описаны отдельные случаи, когда C.laurentii и C.albidus вызывали заболевания (умеренной тяжести и тяжелые) у людей с заметно ослабленным иммунитетом.
C.neoformans var gattii – эндемик тропических районов Африки и Австралии, был впервые обнаружен в эвкалиптовых рощах в Австралии. Эта разновидность криптококка может вызывать заболевание даже у людей и животных с вполне нормальным иммунитетом.
Клетки криптококков крупные (8–10 мкм) и покрыты толстой желеобразной полисахаридной капсулой, содержащей гликопротеиды и определяющей серотип криптококка. Капсула C.neoformans отличается от капсул других криптококков повышенным содержанием глюкуроновой кислоты и маннозы. При нападении фагов или других хищников криптококк сбрасывает желеобразную оболочку, что, в частности, позволяет ему избегать атак иммунной системы человека и других животных.
Заражение криптококком происходит воздушно-пылевым путем. Долгое время было загадкой, как именно оно происходит, т.к. крупные клетки криптококка должны быстро оседать в воздухе. Загадка разрешилась после обнаружения теломорф этих дрожжей, способных к половому размножению с образованием мелких (1–3 мкм) базидиоспор: такие споры могут находиться во взвешенном состоянии в воздухе очень долго, что и обеспечивает распространение инфекции.
Наиболее часто криптококк вызывает менингоэнцефалит и пневмонию. Заболевание начинается с одышки, затем повышается температура, появляются головные боли, которые со временем становятся очень сильными, возникают параличи. Если диагноз поставлен достаточно рано, то через несколько месяцев внутривенного введения амфотерицина В (обычно в комплексе с другими препаратами) пациент может выздороветь. При несвоевременно начатом лечении или его отсутствии больной умирает через 4–6 месяцев от паралича дыхания. Криптококковые пневмонии по симптомам практически не отличаются от пневмоний другой этиологии. При генерализованной инфекции криптококк проникает во все органы и ткани. Встречаются также поражения кожи и слизистых оболочек, которые протекают относительно легко.

Вспышка криптококкоза на о.Ванкувер 8 лет тому назад была вызвана C.gattii, что было для специалистов полной неожиданностью, т.к. эта разновидность криптококка не встречалась ранее в этих широтах. В последние годы возбудители оппортунистических заболеваний, включая криптококка, стали вездесущими и обнаруживаются по всему миру. Это обескураживает эпидемиологов, которые сейчас только нащупывают пути объяснения этому явлению.
Исследование распространения антропогенных загрязнений с морскими аэрозолями показало, что капельки аэрозоля (1–3 мкм) могут находиться в воздухе до трех лет и облететь вокруг Земли несколько раз. Это означает, что источник загрязнения и загрязняемая им область не обязательно должны находиться рядом. Аэрозоль образуется из тонкого поверхностного слоя морской воды, который обладает способностью накапливать и концентрировать различные загрязнения, а также бактерии и вирусы. Образованию аэрозолей способствуют волнение, сильный ветер, штормы, интенсивное движение морских судов. Это – один из возможных путей глобального распространения микроорганизмов и самых разных загрязнителей.
То же относится и к пыли. В 2001 г. NASA проследила путь пылевого облака, поднятого бурей в пустыне Гоби – оно пересекло Тихий океан, Северную Америку, Атлантический океан и осело в Европе. После пыльных бурь в Африке пылевые облака накрывают всю Европу. При этом, например, в Барселоне суточный уровень смертности населения возрастает на 8,4%.
В каждом грамме воздушной пыли содержится не менее 10 тыс. бактерий, а в атмосфере находится не менее 1 млрд т пыли. В 1933 г. знаменитый летчик Ч.Линдберг по просьбе микробиолога Ф.Майера собрал пробы воздуха во время трансатлантического перелета из штата Мэн в Данию. В этих пробах было обнаружено все: бактерии, споры грибов, водоросли. Сейчас исследовано менее 1% этих микроорганизмов.
Всякий организм, достаточно мелкий для того, чтобы долго находиться в воздухе во взвешенном состоянии, потенциально имеет возможность распространиться по всему свету при условии, что он выживет в условиях, в которые попадет. Умеренный климат с холодными зимами далеко не оптимален для огромного количества условно-патогенных микроорганизмов, которые хотя и выживают в этих условиях, но не достигают опасного уровня численности. Потепление приводит к тому, что микробы-путешественники находят новые территории для колонизации.
Возможно, так было и в случае со вспышкой криптококкоза на о.Ванкувер. А может быть, этот тропический штамм давно существовал на этом острове, но только теперь сложились условия для его процветания. Детальные исследования показали, что криптококки могут путешествовать не только с аэрозолем или пылью, но и на подметках ботинок, на шинах автомобилей и даже в ступицах автомобильных колес. В последнее время криптококк перебрался на континент, и уже есть случаи заболевания в Британской Колумбии и в штатах Вашингтон и Орегон.
Изучение изменений видового разнообразия микробных сообществ в результате изменений климата и их влияние на эпидемиологическую ситуацию в разных регионах только начинается, но уже ясно, что решение этой проблемы возможно только при объединении усилий представителей разных наук – от биологов до математиков.