Лекция 12. Инфекционный процесс

ВИЧ-ИНФЕКЦИЯ

Инфекционный процесс – комплекс взаимных приспособительных реакций в ответ на внедрение и размножение патогенного или условно патогенного микроорганизма в макроорганизме, направленный на восстановление структурно-функциональной целостности и элиминации возбудителя. Одним из вариантов инфекционного процесса является инфекционная болезнь, которая в большинстве случаев заканчивается выздоровлением и полным освобождением макроорганизма от возбудителя. Отличительной чертой инфекционных болезней является их заразность, больной может быть источником возбудителей для здорового человека.

В соответствии с динамикой инфекционного процесса выделяют начальные этапы (заражение), его распространение за пределы первичного очага (колонизация). В конце инкубационного периода происходит генерализация инфекционного процесса и его переход в период продромы, в период острых проявлений. После окончания периода острых проявлений болезни начинается постепенное или, наоборот, кризисное ее завершение − период реконвалесценции, выздоровление и период реабилитации.

Помимо острого циклического течения, есть субклиническое короткое течение; ациклические инфекционные болезни (сепсис); хронический инфекционный процесс; латентные и медленные вирусные инфекции; персистирующие инфекции; оппортунистические инфекции; носительство возбудителей инфекции и инвазии; микст-инфекции.

 

 

ФАКТОРЫ ИНФЕКЦИОННОГО ПРОЦЕССА

Возбудитель. В течение всей своей жизни высшие организмы контактируют с миром микроорганизмов, однако вызвать инфекционный процесс способна лишь ничтожная часть микроорганизмов. На основании этого все микроорганизмы подразделяют на патогенные, условно-патогенные, сапрофиты (неспособны вызывать инфекционный процесс).

Патогенность складывается из ряда факторов: вирулентности (меры патогенности, присущей определенному штамму); токсичности (способности к выработке и выделению экзо- и эндо токсинов); инвазивности (способности к преодолению барьеров и распространению в тканях макроорганизма).

Возбудители инфекционных болезней оказывают самое разнообразное воздействие на системы хозяина, например, стимуляцию защитных механизмов; повреждающее действие на иммунную систему; повреждение сосудов; способствуют развитию аллергических реакций; оказывают прямой цитотоксический эффект на клетки и ткани и даже развитие опухолей.

Защитными факторами возбудителей болезни является антигенная мимикрия и внутриклеточное расположение возбудителя. Механизмы защиты макроорганизма: собственная микрофлора, генетические факторы, антитела, морфологическая целостность, экскреторная функция, фагоцитоз, естественные клетки-киллеры.

Основными механизмами защитного действия микрофлоры считают: «соревнование» за продукты питания, за рецепторы на клетках хозяина (тропизм); продукты бактериолизинов, токсичные для иных микроорганизмов; продукцию метаболитов, постоянно стимулирующих иммунную систему.

Наиболее эффективным средством защиты макроорганизма от возбудителя является морфологическая целостность поверхности. Интактные кожные покровы для большинства микроорганизмов являются непреодолимым барьером, лишь очень немногие возбудители способны проникнуть сквозь кожные покровы. Поэтому, чтобы «открыть дорогу» микроорганизмам, необходимы повреждения целостности покровных тканей (травма, хирургическое повреждение, наличие внутреннего катетера и т.д.).

Антимикробные свойствами слизистых оболочек обеспечиваются лизоцимом, специфическим иммуноглобулином (IgG и секреторный IgA), системой комплимента, фибронектином (белок с высокой молекулярной массой, который покрывает рецепторы и блокирует прилипание к ним многих микроорганизмов), фагоцитирующими клетками (полиморфно-ядерные лейкоциты и моноциты, РЭС-система).

Микроорганизмы вызывают развитие инфекционного заболевания и повреждение тканей.

Вирусы вызывают торможение синтеза ДНК, РНК или белка клетками; вирусный белок может внедряться в клеточную мембрану, приводя к ее повреждению; в процессе репликации вирусов возможен лизис клетки; клетки хозяина, содержащие на своей поверхности вирусные белки, распознаются клетками  иммунной системы и уничтожаются с помощью лимфоцитов. Клетки хозяина могут быть повреждены в результате вторичной инфекции, развивающейся вслед за вирусной; уничтожение вирусом клеток одного типа приводит к гибели клеток; вирусы могут вызывать опухолевую трансформацию клеток; эндо- и экзотоксины убивают клетки на расстоянии.

Бактериальные повреждения клеток зависят от способности бактерий адгезировать клетку хозяина; проникать в нее, выделять токсины. Прилипание бактерий к клеткам хозяина обусловлено наличием на их поверхности гидрофобных кислот, многие бактерии атакуют интегрины клеток хозяина, некоторые бактерии проникают в эпителиальные клетки и макрофаги с помощью эндоцитоза. Бактерии секретируют различные токсины и ферменты (лейкоцидины, гемолизины, гиалуронидазы, коагулазы, фибринолизины), направленные на разрушение клеток организма хозяина.

 

ИЗМЕНЕНИЯ В ОРГАНИЗМЕ ХОЗЯИНА,

ВОЗНИКАЮЩИЕ В ОТВЕТ НА ИНФЕКЦИЮ

 Различают пять основных разновидностей тканевой реакции. Воспаление, среди форм которого превалирует гнойное. Бактерии привлекают нейтрофилы опосредованно, выделяя эндотоксин, который вызывает выброс макрофагами интерлейкина-1 и фактора некроза опухолей. Размеры экссудативных повреждений ткани варьируются от микроабсцессов, расположенных в разных органах при сепсисе, до диффузного поражения долей легкого при пневмококковой инфекции. Мононуклеарная интерстициальная инфильтрация возникает в ответ на проникновение в организм вирусов, внутриклеточных паразитов или гельминтов. Гранулематозное воспаление возникает при крупных или медленно делящихся возбудителях.

При вирусной инфекции отсутствует выраженная воспалительная реакция, но некоторые вирусы, размножаясь внутри клеток хозяина, образуют агрегаты или вызывают слияние клеток и образование поликарионов. Кроме того, вирусы могут также вызывать пролиферацию эпителиальных клеток с образованием кондилом. Некоторые микроорганизмы и паразиты, выделяющие сильные токсины (Clostridium perfringens, Entamoeba histolytica), вызывают развитие некроза ткани. При этом наблюдаются не только массивный некроз ткани, но и незначительное количество клеток в инфильтрате.

 

ПРИНЦИПЫ КЛАССИФИКАЦИИ ИНФЕКЦИОННЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ

Наибольшее распространение получила классификация, в основу которой положен механизм передачи возбудителя инфекции и его локализации в организме.

Существует 4 типа механизмов передачи: фекально-оральный (при кишечных инфекциях); аспирационный (при инфекциях дыхательных путей); трансмиссивный (при кровяных инфекциях); контактный (при инфекциях наружных покровов).

Механизм передачи определяет преимущественную локализацию возбудителя в организме: при кишечных инфекциях возбудитель локализуется в основном в кишечнике; при инфекциях дыхательных путей – в слизистых оболочках дыхательных путей; при кровяных инфекциях – циркулирует в крови и лимфе; при инфекциях наружных покровов в первую очередь поражаются кожа и слизистые оболочки.

В зависимости от основного источника возбудителя инфекционные болезни подразделяют на антропонозы (источник возбудителей − человек); зоонозы (источник возбудителей − животные); антропозоонозы (убиквитарные инфекции).

 

ВИЧ-ИНФЕКЦИЯ

ВИЧ-инфекция – это длительно (пожизненно) текущее инфекционное за­болевание, вызываемое вирусом иммунодефицита человека (ВИЧ), имеющее полиморфную клиническую и морфологическую картину с развитием в финале синдрома приобретенного иммунодефицита (СПИД), сопровождающимся развитием оппортунистических инфекций и опухолей.

Первые случаи ВИЧ-инфекции стали появляться в США с 1979 г. Описана вспышка пневмоцистной пневмонии и саркомы Капоши у молодых гомосексуалистов. В 1981 г. официально заболевание было зарегистрировано как СПИД – синдром приобретенного иммунодефицита (AIDS). В дальнейшем оно было переименовано в ВИЧ-инфекцию, а название СПИД оставлено только за фи­нальной стадией болезни. В последующие годы распространение ВИЧ-инфекции получило характер пандемии, охватив все страны мира. Среди заболевших преобладают лица в возрасте 20–50 лет (пик заболевания приходится на возраст 30–40 лет).

Источником заражения является инфицированный человек в любой стадии заболевания (с момента заражения). Наибольшая концентрация вируса обнаруживается в крови, сперме, цереброспинальной жидкости, в меньших количествах вирус обнаруживается в слезах, слюне, цервикальном и вагинальном секретах больных.

В настоящее время доказаны только три пути передачи вируса: половой (при гомосексуальных и гетеросексуальных контактах); посредством парентерального введения вируса с препаратами крови или инфицированными инструментами; от матери ребенку (трансплацентарный, с молоком).

Исходя из путей инфицирования существуют группы риска по ВИЧ-инфекции: гомосексуалисты; внутривенные наркопотребители; больные гемофилией и реципиенты крови; гетеросексуальные партнеры больных ВИЧ-инфекцией, дети родителей из групп риска.

Этиология. Вирус заболевания впервые выделили в 1983 г. независимо друг от друга Р. Галло (США) и Л. Монтанье (Франция). Им оказался вирус из семейства Т-лимфотропных ретровирусов (ВИЧ-1), обнаружен также второй вирус (вирус «африканского СПИДа») – ВИЧ-2 −  у жителей Западной Африки. Биологические свойства ВИЧ-2 принципиально подобны свойствам ВИЧ-1, но есть и различия. Заболевание у людей, инфицированных ВИЧ-2, имеет замедленную динамику, т.е. протекает более медленно, что и обусловливает большую поражённость населения (выживаемость инфицированных).

Одним из свойств вируса является тот факт, что при каждой ре­пликации есть хотя бы одна генетическая ошибка, т.е. ни один дочерний вирион не воспроизводит родительский клон в точности. С этим связана невозможность разработать вакцину.

Диаметр зрелых вирусных частиц составляет 100–120 нм. Нуклеоид содержит 2 молекулы РНК (геном вируса) и обратную транскриптазу. Капсид содержит 2 вирусных гликопротеида (оболочечные белки) – gp41 и gpl20, который от­рывается от вирусных частиц и попадает в кровь, что вносит су­щественный вклад в патогенез ВИЧ-инфекции и обеспечивает специфическое связывание вируса с клетками, несущими на своей поверхности антиген CD₄. ВИЧ нестоек во внешней среде.

Патогенез. При заражении ВИЧ попадает в кровь и связывается с клетками CD4 (прежде всего Т₄-лимфоцитами (хелперы), моноцитами, макрофагами, клетками РЭС-системы, микроглии, нейронами и др.). Поэтому ВИЧ-инфекцию нельзя считать локализованной лишь в иммунной системе человека. При взаимодействии вируса с клеткой-мишенью его оболочка сливается с клеточной мембраной и содержимое вирусной частицы оказывается внутри клетки (пенетрация). Далее происходит высвобождение геномной РНК вируса. Из РНК вируса при помощи обратной транскриптазы снимается ДНК-копия, которая встраивается в хромосомную ДНК клетки-мишени. Вирусный генетический материал остается в клетке пожизненно, а при делении ее передается потомству; с этим связана неизлечимость ВИЧ.

В Т₄-хелперах вирус может находиться в латентном состоянии неопределенно долго, скрываясь от иммунной системы организма (этим объясняется возможность длительного латентного вирусоносительства при ВИЧ-инфекции). Активация Т₄-лимфоцитов, например, при инфицировании другим агентом может спровоцировать бурную репликацию вируса, в результате которой образуется множество вирионов, отпочковывающихся от клеточной мембраны: при этом реализуется цитопатический эффект вируса. В моноцитах и макрофагах репликация происходит постоянно, но очень медленно, не оказывая выраженного цитопатического действия, но изменяя функциональное состояние клетки. Макрофаги из-за этого выполняют роль «троянского коня», переносящего ВИЧ в различные ткани, и прежде всего – в ЦНС, где ВИЧ обнаруживается у 90% инфицированных.

При ВИЧ-инфекции первичным, основным и по­стоянным проявлением ее является нарастающий иммунодефицит, который объясняется вовлечением в процесс всех звеньев иммунной системы. Механизм лимфопении обусловлен не только цитопатическим действием вируса, но и образованием нежизнеспособных многоядерных симпластов при взаимодействии оболочечного gpl20 вируса. Кроме того, экспрессируемые на поверхности инфицированных клеток gpl20 вируса стимулируют иммунный ответ в виде продукции анти-ВИЧ-антител и цитотоксических лимфоцитов, которые обусловливают цитолиз поврежденных клеток. С этим механизмом и связано отличие ВИЧ-1 от ВИЧ-2; у последнего этот белок находится в меньшем количестве и плотно связан с телом вируса.

У всех инфицированных ВИЧ рано или поздно возникнет заболевание. ВИЧ-инфекция развивается в течение длительного срока (от 1 до 15 лет), медленно прогрессирует, проходя несколько периодов (стадий), имеющих определенное клиническое и морфологическое выражение.

Инкубационный период. Длительность этого периода зависит от путей и характера заражения, величины инфицирующей дозы, а также от первоначального состояния иммунной системы и может длиться от нескольких недель до 10−15 лет. С 6−8-й недель заболевания в крови появляются анти-ВИЧ-антитела (период сероконверсии). Вирусная нагрузка в крови сначала резко увеличивается, но затем, по мере развития иммунного ответа, начинает уменьшаться вплоть до полного исчезновения (3−17 недель). В период сероконверсии наблюдается увеличение периферических лимфатических узлов, развитие гриппоподобного или мононуклеозоподобного состояния. Длительность острого периода инфекции, как правило, составляет от 1−2 до 6 недель. Трудность диагностики острого периода заболевания обусловлена отсутстви­ем в большинстве случаев характерных для ВИЧ-инфекции клинических проявлений иммунодефицита.

Персистирующая генерализованная лимфаденопатия характеризуется стойким увеличением групп лимфатических узлов, в основе которой лежит фолликулярная гиперплазия с увеличением лимфоидных фолликулов за счет расширения светлых центров. Длительность стадии составляет 3−5 лет.

ПреСПИД, или СПИД-ассоциированный комплекс (САК) характеризуются явлениями умеренного иммунодефицита. Для него характерны лимфаденопатия, лихорадка, диарея, потеря массы тела и склонность к развитию вторичных инфекций – ОРВИ, опоясывающего лишая, пиодермии и т.д.

Синдром приобретенного иммунодефицита (СПИД) – четвертая стадия заболевания, которая характеризуется развитием развернутой картины СПИДа с характерными для него оппортунистическими инфекциями и опухолями, в среднем продолжается до 2 лет. В этом периоде, как правило, снижается количество анти-ВИЧ-антител и нарастает вирусная нагрузка.

Финальная стадия всегда заканчивается смертью.

Классификация. Течение ВИЧ-инфекции, длительность стадий и клинико-морфологические проявления чрезвычайно вариабельны, в связи с чем создано несколько классификаций ВИЧ-инфекции.

Ни одна из существующих ныне классификаций не удовлетворяет всем требованиям клиницистов. Это явилось причиной создания в нашей стране классификации [Покровский В.И., 2001], согласно которой в течении заболевания выделены стадии: стадия инкубации; стадия первичных проявлений; латентная стадия; стадия вторичных проявлений – СПИД-ассоциированный комплекс; терминальная стадия (СПИД).

Патологическая анатомия. Морфология ВИЧ-инфекции складывается из изменений лимфатических узлов, характерных поражений ЦНС и морфологии оппортунистических инфекций и опухолей. В стадии СПИДа фолликулярная гиперплазия лимфатических узлов сменяется истощением лимфоидной ткани. Лимфатические узлы резко уменьшаются, определяются с трудом. К специфическим проявлениям СПИДа относят ВИЧ-энцефаломиелит с поражением преимущественно белого вещества и подкорковых узлов. Микроскопически характерно образование глиальных узелков, многоядерных симпластов, очаги размягчения и вакуолизация ткани мозга, особенно боковых и задних рогов спинного мозга.

Для оппортунистических инфекций при СПИДе характерны тяжелое рецидивирующее течение, часто с генерализацией процесса, и устойчивость к проводимой терапии.

Одна из самых характерных оппортунистических инфекций – пневмоцистная пневмония (Pneumocystis jirovecii), являющаяся основной причиной смерти у 65–85 % больных ВИЧ-инфекцией. Pneumocystis jirovecii – одноклеточный микроорганизм, который является нормальным обитателем просвета легочных альвеол в виде цист. При активации возбудителя и усиленном его размножении происходят отек, десквамация клеток альвеолярного эпителия и заполнение альвеол пенистой жидкостью. При этом развивается гипоксия, а при быстром прогрессировании болезни возможно нарастание дыхательной недостаточности с развитием отека легких как проявление интерстициальной пневмонии. У больных ВИЧ-инфекцией морфологические изменения часто отражают рецидивирующее течение болезни, однако всегда можно обнаружить характерные пенисто-ячеистые массы в альвеолах, где содержатся пневмоцисты, а также полнокровие и клеточную инфильтрацию межальвеолярных перегородок с возможной деструкцией их.

Токсоплазменная инфекция прежде всего поражает ЦНС: возникает токсоплазменный энцефалит, аналогичный внутриутробному токсоплазмозу, для которого характерны фокусы некроза и абсцедирования.

При криптоспоридиозе поражается кишечник, развиваются колиты и энтериты, проявляющиеся длительной профузной диареей. Среди микотических поражений часто отмечаются кандидоз с вовлечением пищевода, трахеи, бронхов, легких, а также криптококкоз, склонный к диссеминации процесса.

Из вирусных инфекций наиболее типичны цитомегаловирусная с развитием ретинита, эзофагита, гастрита, колита, пневмонита, гепатита, энцефалита, и герпетическая инфекция, которой свойственно генерализованное поражение слизистых оболочек и кожи.

Среди бактериальных инфекций наиболее типична микобактериальная, вызванная низкопатогенными M. avium intracellulare, которая приводит к развитию диссеминированного процесса с поражением лимфатических узлов и внутренних органов. Туберкулез у больных ВИЧ-инфекцией может возникнуть задолго до развития оппортунистических инфекций. У большинства ВИЧ-инфицированных туберкулезный процесс связан с реактивацией ранее перенесённой инфекции и протекает по типу гематогенного туберкулеза.

Злокачественные опухоли при ВИЧ-инфекции встречаются в 40% случаев. Наиболее характерными являются саркома Капоши (у 30% больных) и злокачественные В-клеточные лимфомы.

Саркома Капоши (множественная идиопатическая геморрагическая саркома) – редкое заболевание, возникающее обычно у мужчин старше 60 лет, характеризуется медленным, довольно доброкачественным течением и самоизлечением без изъязвления и метастазирования. Проявляется опухоль багровыми пятнами, бляшками, узлами, расположенными обычно на коже дистальных отделов конечностей. Микроскопически опухоль состоит из множества новообразованных хаотично расположенных тонкостенных сосудов и пучков веретенообразных клеток. Однако у больных ВИЧ-инфекцией саркома Капоши имеет злокачественный характер и отличается от классического варианта генерализацией процесса с первичным поражением лимфатических узлов, желудочно-кишечного тракта, легких и других внутренних органов.

Злокачественные лимфомы при ВИЧ-инфекции преимущественно В-клеточные, высокозлокачественные. Часто встречается лимфома Беркитта, эндемичная для Африки, что обусловлено эпидособенностями ВИЧ. Нередко наблюдаются первичные лимфомы ЦНС, желудочно-кишечного тракта.

Оппортунистические инфекции и злокачественные опухоли настолько типичны для ВИЧ-инфекции в стадии СПИДа, что получили название «индикаторных болезней» при ВИЧ-инфекции.

Клинические варианты. Многообразие оппортунистических инфекций, нередко в сочетании с опухолями, делает клиническую картину ВИЧ-инфекции чрезвычайно разнообразной. В связи с этим выделяют несколько наиболее типичных клинических вариантов ВИЧ-инфекции:

− Легочный вариант встречается у 80 % больных. Он представлен пневмоцистной пневмонией, цитомегаловирусной и атипичной микобактериальной инфекцией.

− Синдром поражения центральной нервной системы включает ВИЧ-энцефалит, токсоплазмоз, криптококкоз и лимфому.

− Желудочно-кишечный синдром включает кандидоз, цитомегаловирусную инфекцию, криптоспоридиоз и атипичную микобактериальную инфекцию; сопровождается диареей и развитием в финале кахексии.

− Лихорадка неясного генеза может быть обусловлена атипичной микобактериальной инфекцией или злокачественной лимфомой.

Причины смерти. Смерть наступает чаще всего от оппортунистиче­ских инфекций и генерализации опухолей.