ВИДЫ UREAPLASMA SPECIES В НОРМЕ И ПРИ РАЗВИТИИ МОЧЕПОЛОВОЙ ПАТОЛОГИИ В СОВРЕМЕННЫХ УСЛОВИЯХ (ЧАСТЬ 1)

Микоплазмы – самые маленькие свободно живущие, самовоспроизводящиеся организмы. Они широко распространены в природе как паразиты людей, млекопитающих, рептилий, рыб, членистоногих и растений [60]. Микоплазмы у человека встречаются главным образом во рту, верхних дыхательных путях и дистальных частях мочеполовых путей. Среди генитальных микоплазм виды Ureaplasma species являются наиболее распространенными, условно патогенными бактериями, выделенными из урогенитального тракта как мужчин, так и женщин [9].

Такие биологические особенности уреаплазм, как самовоспроизведение, отсутствие клеточной стенки, персистенция на мембране клеток организма хозяина, малый размер генома, высокая скорость фенотипической и генетической изменчивости, нестандартный генетический код, ограниченность метаболических путей, слабая иммуногенность обуславливают сложность их идентификации. С другой стороны, ослабление иммунного статуса населения, загрязнение окружающей среды, стрессовый прессинг способствуют возрастанию роли этих микроорганизмов в развитии патологии мочеполовой системы человека [1]. Уреаплазмы часто связаны с преждевременными родами и другими неблагоприятными результатами беременности.

Уреаплазмы принадлежат к семейству Mycoplasmataceae, классу Mollicutes, порядку Mycoplasmatales. Уреаплазмы были впервые обнаружены в 1954 году M. Shepard et al. как патогены, вызывающие негонококковый уретрит у мужчин [58]. Поскольку организмы формировали небольшие колонии (диаметр 7–15 мкм), они первоначально назывались T (крошечными)-штаммами, T-образными микоплазмами или T-микоплазмами. Они считались уникальными среди микоплазм человеческого происхождения тем, что метаболизировали мочевину, а не аргинин или глюкозу [51]. Таким образом, было предложено, чтобы для этих уникальных организмов в порядке Mycoplasmatales было указано новое обозначение рода и вида. Они были названы M. Shepard et al. в 1974 году Ureaplasma urealyticum [50].

Уреаплазмы развились из грамположительных бактерий путем дегенеративной эволюции, потеряв клеточную стенку из пептидогликанов [22]. Они представляют собой сферические или коккобацилларные бактерии диаметром от 0,2 до 0,3 мкм. Отсутствие клеточной стенки делает эти организмы нечувствительными к бета-лактамам. Это также предотвращает их окрашивание краской по Граму и несет ответственность за их плеоморфную форму.

Поскольку у уреаплазм ограниченные возможности биосинтеза из-за их небольшого генома, они нуждаются в обогащенной среде роста с добавкой сыворотки для их роста in vitro.

Уреаплазмы имеют время воспроизведения около одного часа [60].

Уреаплазма находится в урогенитальном тракте и дыхательных путях и проникает в слизистую оболочку только во время иммуносупрессии или инструментальных вмешательств. У людей уреаплазмы передаются через половой контакт; от матери к потомству в утробе путем вертикальной трансмиссии или через инфицированные биологические жидкости во время рождения [46].

Уреаплазма имеет 14 известных серотипов и делится на две группы: Ureaplasma parvum (UPA, биовар 1, parvo) и Ureaplasma urealyticum (UUR, биовар 2, T960). Биовар 1 включает серотипы 1, 3, 6 и 14, а остальные 10 серотипов относятся к биовару 2. Разделение Ureaplasma на биовары основано на филогенетических данных посредством исследований ДНК-ДНК-гибридизации. Биовары также отличаются своей чувствительностью к солям марганца, по полиморфизмам длины рестрикционных фрагментов и целыми образцами клеток при электрофорезе на полиакриламидном геле [43].

Уреаплазмы считаются частью нормальной генитальной флоры [9]. 40–80% клинически здоровых взрослых женщин являются носителями уреаплазм в шейке матки или во влагалище. Инфекция чрезвычайно легко передается половым путем, а также вертикально – от матери плоду, при этом вероятность передачи от инфицированных матерей новорожденным достигает 90% [59].

В силу анатомических особенностей мужской уретры колонизация в мочеполовом трактате здоровых мужчин встречается реже (приблизительно 20–29%) [26, 63].

Уреаплазма вовлечена в несколько состояний, такие как негонококковый уретрит, простатит, мочевые камни, гинекологические заболевания, бесплодие и хронические заболевания легких у новорожденных [10]. Уреаплазмы считаются оппортунистическими патогенами, потому что они могут быть легко выделены из нижнего урогенитального тракта здоровых людей, а также людей с заболеваниями.

Несколько исследований показывают, что уреаплазмы являются причиной негонококкового, нехламидийного уретрита у мужчин, хотя их патогенность до сих пор неясна. Экспериментальная инокуляция уреаплазмы у добровольцев приводила к уретральным симптомам, экскреции микроорганизмов и клеток гноя, а также постепенному улучшению и искоренению инфекции миноциклином в течение 6 дней. Однако уреаплазма также часто встречается у здоровых мужчин [54]. Исследования из Индии Gupta et al., Deodhar et al. показали распространенность 11% и 16,1% инфицирования уреаплазмами соответственно у пациентов с негонококковым уретритом [14, 24].

Уреаплазмы были выделены из пораженных фаллопиевых труб у пациенток с воспалительным заболеванием органов малого таза (ВЗОМТ), но их появление на этом участке регистрируется редко и обычно связано с другими известными патогенами [54]. Хотя уреаплазма была выделена у большого количества (62–97%) пациентов с бактериальным вагинозом, ее роль как патогена при данной патологии все-таки остается неясной [54].

Коэффициент вагинальной колонизации уреаплазмами варьирует от 8,5 до 77,5%. Частота вагинальной колонизации связана с сексуальной активностью, и с большей вероятностью наблюдается у людей с несколькими половыми партнерами [54]. В исследовании B. Dhawan et al. уреаплазма была обнаружена у 25,8% пациентов с инфекциями половых путей и у 20,8% бесплодных женщин [17]. Предыдущие исследования показали, что биовары U. urealyticum были связаны с патогенностью. Исследования K. B. Chua et al. подтвердили, что биовар 2 был более связан с потерей лактобактерий у женщин, чем биовар 1. Они продемонстрировали, что биовар 2 был связан с инфекциями половых путей (58,18%) по сравнению с биоваром 1, который был только колонизатором мочеполового тракта [39].

Генитальные инфекции, связанные с Ureaplasma spp., часто отмечаются у ВИЧ-инфицированных пациентов. В исследовании F. Martinelli et al., в котором участвовали 187 пациентов с вирусом иммунодефицита человека типа 1 (ВИЧ-1), среди инфицированных ВИЧ-1 без клинических признаков уретрита, распространенность U. urealyticum была выше у пациентов со СПИДом (12,3%), чем у бессимптомных ВИЧ-1-инфицированных пациентов (8,5%) и у здоровых людей (7%) [28].

1. Ghosh et al. продемонстрировали 6% степень инфицирования уреаплазмой у ВИЧ-инфицированных пациентов по сравнению с 2% у здоровых добровольцев [21].

Эти исследования показывают, что заражение Ureaplasma spр. потенциально повышает восприимчивость к приобретению и передаче ВИЧ. Другие генитальные микоплазмы, такие как M. hominis и M. genitalium, были названы кандидатными «кофакторами» в патогенезе СПИДа, поскольку они действуют в синергии с вирусом ВИЧ и усугубляют ретровирусное заболевание [21]. Хотя это не доказано, уреаплазма, возможно, может играть аналогичную роль у ВИЧ-инфицированных пациентов. U. parvum – облигатный спутник СПИДа.

Ureaplasma spp. в настоящее время оцениваются исследователями как условно-патогенные микроорганизмы, реализация патогенных свойств которых происходит при определенных условиях. Степень распространенности данных микроорганизмов напрямую связана с социально-экономическим статусом населения: у социально адаптированных женщин с ВЗОМТ она составляет 43,7%, у неадаптированных с ВЗОМТ – 86,9%. У клинически здоровых лиц частота их обнаружения не превышает 15–20%, увеличиваясь при урогенитальной патологии до 80% случаев. По данным отечественных и зарубежных исследований бактерии родов Ureaplasma выявляются при уретрите и при его осложнениях: простатите, везикулите, эпидидимите, баланопостите; у женщин – при уретрите, вагините, цервиците, фоновых заболеваниях шейки матки, эндометрите, сальпингоофорите, преждевременных родах, самопроизвольных выкидышах, мертворождениях [1]. Осложнением воспалительных процессов урогенитальной системы различной этиологии является бесплодие у мужчин и женщин, что подрывает репродуктивное здоровье населения. A. Gupta et al. продемонстрировали наличие Ureaplasma urealyticum у 32% бесплодных женщин, включенных в исследование [23]. Уреаплазма была выделена из фаллопиевых труб пациентов с ВЗОМТ. Более того, было показано, что она прилипает к клеткам сперматозоидов, что вызывает снижение их подвижности [29].

Ureaplasma spp. принимают участие в формировании почечных камей. Уреаплазма чаще выделяется из мочи пациентов с инфекционными камнями, чем с камнями метаболического генеза. Как и протей, уреаплазма может деградировать мочевину из-за их метаболизма уреазы и кристаллизовать струвит (биогенный минерал) на животных моделях [30]. Инфекции с бактериями, продуцирующими мочевину, значительно увеличивают риск образования струвита из-за увеличения рН мочи и прямого повреждения уроэпителия аммиаком. Эти бактерии живут в междоузлиях мочевых камней, куда антимикробные агенты не проникают; таким образом, постоянная инфекция приводит к быстрому росту камней и заполнению всей или части почечной лоханки в течение нескольких недель или месяцев [42].

В исследовании, проведенном B. Dewan et al., было проведено изучение культур камней у 70 пациентов с нефролитиазом. Ureaplasma urealyticum культивировали из почечных камней только у двух пациентов [15]. H. Shafi et al. провели исследование, включающее образцы 45 почечных камней, а также образцы мочи, полученные при одновременной катетеризации мочевого пузыря. Хотя E. coli была наиболее распространенными бактериями, выращенными из камней, Ureaplasma urealyticum был самым распространенным микроорганизмом, вызывающим инфекцию мочевых путей, выращенным в 62,5% образцах мочи [49].

Уреаплазма была выделена из амниотической жидкости женщин с хориоамнионитом, что привело к преждевременным родам. Используя ПЦР-амплификацию 16S рибосомной ДНК, Ureaplasma spp. были наиболее распространенным видом микробов из идентифицированных в амниотической жидкости женщин с преждевременным разрывом околоплодных оболочек [18].

1. Gerber et al. собирали амниотическую жидкость с помощью амниоцентеза у 254 бессимптомных женщин при сроке беременности 15–17 недель и уреаплазмы были идентифицированы у 11% пациентов. Досрочные роды были значительно выше у уреаплазма-позитивных женщин по сравнению с уреаплазма-негативными женщинами [20].

Недавнее исследование 150 женщин с преждевременным разрывом околоплодных оболочек показало, что 96% пораженных пациенток были колонизированы Ureaplasma urealyticum [27].

Исследование из Японии установило, что среди 151 плаценты от беременностей, которые закончились спонтанным преждевременным рождением [63], были положительными для культуры уреаплазм, и 83% из них показали гистологически подтвержденный хориоамнионит [31].

Уреаплазменная инфекция также связана с другими неблагоприятными результатами беременности. Уреаплазма чаще выделялась у выкидышей, у мертворожденных и недоношенных детей, чем у искусственно абортированных плодов или у здоровых новорожденных [54].

Уреаплазма иногда вызывает респираторные заболевания у новорожденных. Также она, по-видимому, участвует в респираторных заболеваниях у детей с низким весом при рождении. Было обнаружено, что младенцы массой менее 1000 г, у которых уреаплазми была выделена из аспирата трахеи в течение первых 24 часов жизни, в два раза чаще умирают или у них развиваются хронические заболевания легких по сравнению с неинфицированными младенцами с аналогичной массой при рождении или с массой >1000 г [8].

Выделение уреаплазмы из эндотрахеальных секретов новорожденных показывает, что инфекция плода может возникать внутриутробно или, альтернативно, путем вертикальной передачи при рождении. S. Sethi et al. изолировали Ureaplasma urealyticum из 14% аспиратов из трахеи, взятых у детей с низким весом при рождении с респираторным дистрессом [48].

 Предполагается, что внутриматочное воспаление и колонизация уреаплазмами вызывают преждевременное созревание легких плода, предрасполагая ребенка к будущей вероятности бронхолегочной дисплазии и хронической болезни легких. Однако, есть несколько сообщений, которые принимают или опровергают ассоциацию уреаплазм в респираторных выделениях новорожденных с развитием бронхолегочной дисплазии. A. Pandey et al. сообщили в своем исследовании, что колонизация дыхательных путей с U. urealyticum не играет существенной роли в развитии хронических заболеваний легких у индийских недоношенных новорожденных [35]. R. L. Schelonka et al. провели метаанализ опубликованных исследований и обнаружили, что относительный риск для бронхолегочной дисплазии у позитивных на уреаплазму новорожденных составил 1,6 (95% ДИ: 1,1–2,3) для бронхолегочной дисплазии на 36-ой неделе или 2,8 (95% ДИ: 2,3–3,5) на 28-ой неделе по сравнению с уреаплазма-негативной группой [45]. Неоднородность в исследованиях может быть обусловлена различными популяциями пациентов, различными методами вентиляции, различными техниками культивирования.

Уреаплазменная инфекция может также вызывать ретинопатию недоношенных у недоношенных новорожденных, препятствуя нормальной васкуляризации сетчатки. R. Ozdemir et al. продемонстрировали, что колонизация Ureaplasma urealyticum связана с тяжелой ретинопатией недоношенных и необходимостью операции лазерной абляции [33].

Уреаплазма была выделена из суставов пациентов с гипогаммаглобулинемией с гнойным артритом. Отмечено, что артрит у этих пациентов сохранялся в течение нескольких месяцев даже после лечения антибиотиками и противовоспалительными средствами. S. Sethi et al. сообщили о случае септического артрита у молодой девушки 10 лет. Ureaplasma urealyticum была выделена из синовиальной жидкости, отсасываемой из ее коленного сустава. Предполагается, что распространение на сустав могло быть гематогенным [47].

Уреаплазма присоединяется к поверхностям слизистой оболочки с помощью белков клеточной адгезии. Они экспрессируются на поверхности бактериальной клетки. Известно, что уреаплазма может прикрепляться ко множеству человеческих клеток, включая эритроциты, сперматозоиды и эпителиальные клетки уретры.

Ключевой фактор вирулентности уреаплазм – это многозонный антиген mba (multiple-bandedantigen), поверхностно-активный липопротеин, играющий основную роль в антигенной изменчивости и определяющий патогенность микроорганизма. Известно, что mba демонстрирует вариабельность структуры. Гипервариабельность гена mba способствует уклонению от иммунного ответа, тем самым не позволяя иммунной системе хозяина в полном объеме обеспечить защиту макроорганизма. По мнению американских ученых [56], в ходе взаимодействия mba-антигена с Toll-подобными рецепторами (TLR) запускается каскад иммунных реакций с высвобождением провоспалительных хемокинов и цитокинов, которые, в свою очередь, стимулируют производство амнионом, хорионом, миометрием простагландинов, приводя к сокращению матки и в конечном итоге к преждевременным родам. TLR1, TLR2 и TLR6 являются рецепторами распознавания, через которые mba активирует ядерный фактор kappa B [52]. Robinson et al., показали, что тяжесть хориоамнионита обратно коррелирует с количеством вариантов размера mba, которые существуют в зараженной амниотической жидкости, что указывает на то, что вариабельность mba ассоциируется с патогенностью уреаплазм для урогенитальной системы [44].

376. R. Zimmerman et al. продемонстрировали, что mba U. parvum подвергается альтернативной фазовой вариации с соседним геном UU376. Более того, фазовое изменение N-концевых паралогов mba (UU171 и UU172) было недавно описано как для U. parvum, так и для U. urealyticum [65]. Основной функцией антигенной вариации является уклонение от адаптивного иммунного ответа.
377. J. Dando et al., показали на модели овец, что вариабельность по размеру mba не препятствовала распознаванию образцов рецепторами распознавания хозяина. Тем не менее, это может препятствовать иммунной реакции хозяина для эрадикации уреаплазмы из амниотической полости и, таким образом, играть роль в вирулентности этих микроорганизмов [13].

Уреаплазма экспрессирует фосфолипазу А и С. Они генерируют простагландины – известный триггер родов [58]. Kacerovsky et al. оценивали профили белков амниотической жидкости и интенсивность внутриутробного воспалительного ответа на продукцию Ureaplasma spp., используя мультиплексную xMAP-технологию. Присутствие Ureaplasma spp. в амниотической жидкости ассоциировались с повышенными уровнями интерлейкина (IL)-6, IL-8, IL-10, мозгового нейротропного фактора, гранулоцитарного макрофагального колониестимулирующего фактора, моноцитарного хемотаксического белка-1, макрофагального воспалительного белка-1 и матричной металлопротеиназы-9. Это обобщенное воспаление амниона и хориальной децидуа, приводящее к продукции провоспалительных медиаторов, таких как IL-1b, IL-6 и простагландины, в конечном итоге инициирует преждевременные роды [25].

Уреаплазма также продемонстрировала активность протеазы IgA, которая может разрушить IgA слизистой оболочки. Так как IgA является преобладающим иммуноглобулином, секретируемым на поверхностях слизистой оболочки, протеазы IgA могут способствовать колонизации микроорганизмами, разлагая этот важный компонент иммунной системы слизистой оболочки [58]. Однако анализ генома всех сероваров не показал присутствие этого гена. Предполагается, что фермент, возможно, до сих пор расходился с гомологами в других бактериях, которые были неузнаваемыми, или, возможно, конвергировали эволюционирующий фермент без какого-либо узнаваемого сходства с другими ферментами [36].

Уреазная активность уреаплазмы приводит к выработке аммиака при расщеплении мочевины, что может вызвать токсическое повреждение тканей хозяина из-за изменения рН. Хроническое заболевание легких после воздействия аммиака было зарегистрировано у взрослых [58]. Однако Robinson et al. показали, что повышенный уровень рН в амниотической жидкости или фетальной лёгочной жидкости не коррелирует с увеличением количества воспалительных клеток в хориоамнионе или эмбриональной легочной ткани. Но аммиак, высвобожденный уреаплазмой, может способствовать хроническому повреждению тканей и патологии, наблюдаемым в хориоамнионе и внутриутробном фетальном легком [44].

Вирулентность и стойкость уреаплазмы также зависит от способности микроорганизмов образовывать биопленки. Исследование, проведенное Pandelidis K et al., подтвердило, что большинство клинических изолятов Ureaplasma образуют биопленки in vitro. Эти биопленки могут способствовать стойкости организма и хроническому воспалению, но образование биопленки не влияло на МИК для азитромицина или эритромицина [34].

Подходящими образцами для выявления уреаплазмы являются уретральный соскоб, моча, эндоцервикальный соскоб и биопсия эндометрия. Лавсановые тампоны, кальций альгинатные и полиэфирные тампоны на пластиковых стержнях идеальны, тогда как ватные тампоны на деревянных стержнях оказывают ингибирующее действие на микроорганизмы. Поскольку эти организмы чрезвычайно деликатны и чувствительны к сушке и нагреву, следует использовать транспортную среду, такую как SP4, 2SP, бульоны Шепард 10 B и PPLO. Другие среды включают среду Стюарта, среду Амье и трипсиназный соевый бульон с 5%-ным альбумином бычьей сыворотки. Образцы следует охлаждать, если невозможна немедленная транспортировка в лабораторию [60]. В лаборатории бульоны PPLO, содержащие тампоны, встряхивают, и тампоны отбрасываются. Затем образцы концентрируют в 10 раз путем центрифугирования при 500 оборотах в течение 30 минут и пропускают через 0,45 мкм мембранный фильтр [14].

Отсутствие жесткой клеточной стенки делает почти невозможным непосредственное визуализацию уреаплазмы с помощью световой микроскопии. Хотя окраска Грама исключает визуализацию, полезно исключить другие возбудители [60].

Культура считается золотым стандартом в обнаружении уреаплазмы, но это сложно, поскольку эти привередливые микроорганизмы требуют наличия сыворотки, метаболического субстрата и факторов роста, таких как дрожжевой экстракт для изоляции. Рекомендуемые культуральные среды включают бульон SP4 и агар, бульон Шепард 10 B и агар, бульон PPLO и агар. Поскольку организмы не вызывают мутности при росте, добавляются индикаторы рН, такие как фенольный красный. Рост организмов приводит к изменению рН среды, которая визуализируется как изменение цвета индикатора. Антибиотики, такие как пенициллин G и противогрибковые средства, такие как нистатин, также включены для предотвращения роста загрязняющих веществ.

Обычно используемой средой для выделения уреаплазмы является бульон PPLO, содержащий мочевину. Обработанные образцы серийно разводят в 10 раз от 1:10 до 1:10 5 для инокуляции. Разбавление имеет важное значение, поскольку оно преодолевает интерференцию антибиотиками, антителами или другими ингибиторами, преодолевает быстрое снижение жизнеспособности культур и указывает количество присутствующих организмов. Инокулированные бульоны инкубируют при 37°С при 5%-м СО₂ и проверяют два раза в день. Повышение рН, визуализируемое изменением цвета без какой-либо мутности, указывает на рост. Затем рост затем снова культивируют в бульоне и на агаре. Наибольшее разведение, которое показывает изменение цвета, представляет собой количество организмов, присутствующих в образце, в единицах изменения цвета на мл (КОЕ/мл). Концентрация >10⁴ КОЕ/мл является диагностическим крезом для уреаплазмы [17].

Другие коммерчески доступные диагностические анализы с аналогичными методами идентификации, антимикробной чувствительностью, временем диагностики и простотой использования включают набор Mycoplasma Duo (Sanofi Diagnostics Pasteur, Франция), набор для тестирования Mycoview (Ivagen) и MycoIST2 (BioMérieux) [11]. Преимущество анализа Mycofast Revolution заключается в том, что тестирование антимикробной восприимчивости проводится против различных противомикробных агентов с определенными минимальными ингибирующими концентрациями (MIC), как определено в Руководстве Института клинических и лабораторных стандартов (CLSI) 2011 года. Испытание на чувствительность к противомикробным препаратам проводится против пяти противомикробных агентов, которые включают левофлоксацин, моксифлоксацин, эритромицин, клиндамицин и тетрациклин [40].

В исследовании, проведенном M. J. Redelinghuyhs et al., анализ Mycofast Revolution сравнивали с ПЦР для выявления генитальных микоплазм у беременных женщин из самоподготовленных тампонов. Набор Mycofast Revolution имел чувствительность и специфичность 77,3% и 80%, соответственно, против ПЦР-анализа [40].

Серологические методы идентификации уреаплазмы включают микроиммунофлуоресценцию, ингибирование обмена веществ и иммуноферментный анализ, но вездесущность уреаплазмы у здоровых людей затрудняет интерпретацию титров антител против этих организмов. Никаких серологических анализов для генитальных микоплазм не было стандартизировано, и они не доступны для диагностических целей [58].

Анализ Mycofast Revolution (ELiTech Diagnostic, Франция) – новый коммерческий анализ, который обеспечивает легкую идентификацию Ureaplasma spp. и M. hominis в течение 24–48 ч. Он представляет собой жидкостной метод, основанный на способности Ureaplasma spp. и Mycoplasma hominis метаболизировать мочевину и аргинин соответственно и состоит из 20 лунок, которые предварительно покрыты обезвоженной культуральной средой (сыворотка из жеребят, дрожжевой экстракт, цистеин, аргинин, мочевина, фенол красный и антибиотики) и содержат единственный доступ к антимикробным веществам для транспорта и сохранения генитальных микоплазм (ELiTech Diagnostic, Франция) [40].

Продолжение в следующем номере.

Полный перечень литературы находится в редакции.