Загальна характеристика рикетсій

Рикетсії - це група плеоморфних бактеріоподібних внутрішньоклітинних організмів, патогенні види яких живуть в організмі членистоногих різних видів, а також ссавців, птахів і спричиняють у тварин різні хвороби - рикетсіози.

Засновник вчення про рикетсії та рикетсіози бразильський учений Е. да-Роха Ліма назвав виділений ним збудник висипного тифу рикетсією на честь американського мікробіолога Г. Риккетса. Пізніше назва "рикетсії"" була використана для позначення групи патогенних і непато-генних рикетсіоподібних мікроорганізмів (симбіонтів) членистоногих.

Найчисленніші представники рикетсій належать до непатогенних мікроорганізмів. Патогенні рикетсії становлять значно меншу їх частину. У природних умовах рикетсії циркулюють серед комах, гризунів, диких і сільськогосподарських тварин, через яких вони можуть передаватись людині. Серед людей і сільськогосподарських тварин вони поширюються через кровосисних членистоногих (воші, блохи, кліщі), які виділяють рикетсії з фекаліями (воші, блохи) або ж із секретом слинних залоз (воші).

У комах (членистоногих) патогенні рикетсії можуть спричиняти смертельну інфекцію (висипнотифозний рикетсіоз у вошей), а також бсзсимптомну зажиттєву інфекцію (плямиста лихоманка і цуцугамуші у кліщів).

У гризунів рикетсіози перебігають, як правило, безсимптомно, але носійство збудника при цьому може бути тривалим (декілька місяців).

Сучасна класифікація рикетсій

Нині термін "рикетсії" умовно об'єднує групу мікроорганізмів класу Proteobacteria, до якого входять види рикетсій, орієнцій, ерліхій, коксі-єл і бартонел (Достоєвський П.П. та ін., 1998; Лукин Е.П. и др., 2001).

Через 50 років після відкриття першої рикетсії (Риккетс Г.Т., 1909) все ще побутувала думка про те, що рикетсії є великими вірусами, яких видно в світловий мікроскоп. Вони формують внутрішньоклітинні скупчення, за цитоархітектонікою подібні до бактерій, їх життєвий цикл пов'язаний з членистоногими, і вони паразитують в організмі диких гризунів, іноді - більш великих тварин. Пізніше французькі дослідники , що "термін рикетсії спочатку об'єднував всі внутрішньоклітинні бактерії, незалежно від будь-яких інших характеристик" (Drancourt М., Raoult D., 1994), а їхня класифікація грунтувалася лише на серологічній типізації. Виходячи з такої оцінки, рикетсій відносили її до того ж класу мікроорганізмів, що й хламідії.

Відповідно, всі відомі до 60-х років представники мікроорганізмів з внутрішньоклітинною локалізацією в чутливих теплокровних були представлені однією родиною Rickettsiacea порядку Rickettsials, класу Zooviralia, підпорядкованих типу Vira. Залежно від видів переносників конкретних мікроорганізмів, а також деяких інших фенотипічних характеристик, патогенні рикетсії до того часу нараховували 12 самостійних видів, об'єднаних в 4 роди. Ерліхії відокремлювалися в підродину Ehrlichiae родини Rickettsiacea і розглядалися "як рикетсії, патогенні для домашніх тварин, але такі, що не мають відношення до патології людини".

Бінарне ділення збудників рикетсіозів і коксієл Бернета, як типовий спосіб їх репродукування, повна аналогія структурної організації окремих її корпускул морфологічній будові бактеріальних клітин з наявністю в їхніх клітинних стінках мурамової і дипімелінової кислот, зовнішньої мембрани, набування форм, ще не розмножуються в несприятливих умовах культивування та інша інформація дозволили в 70-і роки остаточно відокремити рикетсії в незалежну від хламідій і вірусів групу (Weiss E., 1992; табл. 1).

Передбачалось також виключити збудника траншейної гарячки Rickettsia quintana з роду Rickettsia у зв'язку з його позаклітинним розмноженням і деякими особливостями обміну. Однак збудники трахоми, пситакозу і венеричної гранульоми (хламідії) все ще розміщувалися в порядку Rickettsiales, типові ж рикетсії були розподілені на три групи: патогенні для людини; патогенні для тварин; рикетсії комах та арахнід. Умовне розподілення рикетсій на групи за ознакою чутливості до них людини та тварин відповідало рівню знань на той час про їхню роль у патології теплокровних. При визначенні положення певних представників (видів) у класифікаційному ряді назва окремих таксонів (клас; триба, рід, підрід, вид) зберігалась. Патогенні представники групи 1 об'єднували власне рикетсій 8 видів і окремо Rickettsia quintana в підродині Rochalimaea; рід Coxiella було представлено єдиним зразком – C.burnetti, збудником Ку-гарячки.

Ерліхії, як своєрідні мікроорганізми, які уражують лейкоцитарний ряд клітин крові теплокровних, у тому числі жуйних тварин і собак, формували самостійну трибу Erlichieae другої групи в класифікації П.Ф. Здродовського. Таке відокремлення внутрішньоклітинних бактерій в 70-і роки знайшло офіційне відображення у восьмому виданні Визначника бактерій Бергі. У наступному, дев'ятому його виданні, ерліхії отримали характеристику симбіонтів, "обмежених членистоногими, для хребетних иенагогенних", хоча до цього часу вже було вивчено збудника інфекційного мононуклеазу людей - R. sennelsu, згодом ідентифікованого як патоген людини ерліхіозного походження, а також Е.саnis - збудника тропічної панцитопенії собак.

Прогрес останніх десятиліть XX ст. - отримання значної кількості високоочищених суспензій рикетсій, розвиток методу бляшок з метою формування генетично гомогенних популяцій збудників; удосконалення методу електронної мікроскопії й застосування нових клітинних культур містили клітини крові й ендотеліальні клітини; біохімічні і молекулярногенетичні дослідження, особливо рестрикційного аналізу ДНК; картування геному або його фрагментів, які визначають фенотипічні ознаки, а методики первинного виділення рикетсій шляхом культивування в центрифужному стакані (the centrifugation-shеll vital technique) суттєво розширили базу даних про філогенетичні та інші зв'язки цих мікроорганізмів (Weiss Е., І 992; Drancourt M; Raoult D., 1994).

Завдяки впровадженню в рикетсіологію ПЛР з наступним аналізом поліморфізму довжини фрагментів рестрикції ДНК (система РСR/RLFP) R.L. Regnery et al. (1991), D.A. Relman et al. (1990) стало можливим виявляти, а потім ідентифікувати мікроорганізми в переносниках і біологічних зразках навіть без виділення чистих культур збудників. Із застосуванням нового підходу були ідентифіковані збудник хвороби котячих подряпин - рикетсія Хенселі, згодом -бартонела, збудники бацилярного ангіоматозу і пеліозного гепатиту - В. quintana та В. henselae, збудник "каліфорнійського" щурячого тифу (синонім - тиф котячих бліх) - агент "ELB", ідентифікований згодом як новий вид рикетсій - R. felis. У 1991 р. стали відомі результати першого секвенування гена коксієл, що відповідав у рикетсій за функцію енергообміну - в цьому випадку гену, який кодує цитратсинтазу (gltA). Встановлено, що структурна організація ДНК рикетсій кліщової групи, коксієл та бартонели баціліформіс (збудник хвороби Коріона) представлена циркулярною хромосомою і мініплазмідами. Мол. маса в 4 рази менша, (у межах 100-150 х 107 Д), ніж у ентеробактерій. Геном R. typhy і R. prowazekii складається з однієї хромосоми, його розмір - 1,109 кЬ для R. prowazekii, 1,099 kb - для R. typhi, 1,237-1,272 кЬ - для п'яти видів групи кліщових рикетсіозів, тоді як розмір геному для бартонел - у межах 1,700-2,174 kb, залежно від збудника. Відомо, що за сиквенсом гена 16S рРНК дивергенція між членами роду Rickettsia менша ніж 3%, тоді як між ізолятами В. henseale - у межах 0,5-4%. При середньому розмірі гена 16S рРНК, який дорівнює 1500 нуклеотидам, рикетсія Провачека відрізняється від рикетсій тифу за 7, тоді як представник кліщової групи (рикетсія Риккетса) від вищезазначених збудників сипнотифозної групи - за 20 і 23 основами відповідно. На ґрунті подібності сиквенсу гена 16S рРНК рід Rickettsia належить до α-1 підгрупи Proteobacteria. R. tsutsugamushi, з урахуванням особливостей її клітинного складу (відсутність пептидоглікану в клі-тинній стінці) та інших фенотипічних відмінностей рекласифікована в окремий рід Orientia, перейменована в Orientia tsutsugamushi й видалена з роду Rickettsia. За спектром антигенів рід Orientia представлений не менш ніж 6-8 серотипами (Kato, Каїр, Kawasaki, Kuroki, Gilliam, Shimokoshi тощо), а не трьома, як це було відомо до 90-х років. Сам рід Rickettsia як і тоді зберіг розподілення на дві групи: групу тифу і групу крапчастих гарячок. Таке розподілення з урахуванням даних молекулярно-генетичних досліджень співпадає з історично усталеними, що передбачає розподілення рикетсіозів за видом переносника та рядом фенотипічних ознак на групу тифу і кліщову групу рикетсіозів.

Сім відомих до 1994 р. видів ерліхій, патогенних для теплокровних, мали гомологію в межах 84-98%; вони розподілені на 5 таксонів, але патогенні для людини ерліхії розміщуються в трьох самостійних геногрупах,що вміщують у деяких випадках збудників, які мають ветеринарне значення: Е. canis і Е chaffeensis (1 геногрупа); геногрупа II об'єднує збудників гранулоцитарного ерліхіозу людини, жуйних і коней (Е. phagocytophilalike, Е. phagocіtophіla,E.equi). За серологічними і феногипічними властивостями ці види ерліхій настільки близькі між собою, що їх можна віднести до одного виду. Геногрупа III ерліхій містить Е. sennelsu, патогенні для людини й Е ristісіі, які уражують виключно коней.

Здебільшого в номінації й визначенні таксона в класифікаційному ряді відносно нових ізолятів використовують "Міжнародний код номенклатури бактерій”, згідно з яким "первинна пропозиція, яка дає назву таксона забезпечується методом обговорення питання". Це зобов'язує всіх дослідників публікувати пропозиції щодо номінації бактерій як нового виду і його таксономії на основі характеристик комплексу різнобічних критеріїв в International Journal of Systematic Bacteriology. Відповідно, стара номінація нових або невідомих збудників з внутрішньоклітинною, локалізацією відходить у минуле. Нині спектр фенотипічних ознак (морфологічних, антигенних, екологічних тощо) у поєднанні з характеристиками геному бактерій розширено до 50-200 показник8' що створило підґрунтя для застосування у практиці класифікації мікроорганізмів так званої "нумеричної" (комп'ютерної) таксономії. Одним з провідних прийомів цього методу є розрахунок коефіціснтів подібності між ізолятами, які порівнюються із референс - культурою. Родинні відносини між мікроорганізмами, які порівнюються, встановлюються при використанні цього методу на підставі подібності сиквенсу гена (генів), що визначають найбільш постійні структурні компоненти бактеріальної клітини. Створений банк даних, що відображає характсеристики геному для більш як 4000 мікроорганізмів (Roux V. Raoult D., 1995). Результати молекулярно-генетичного аналізу відображують як правило, у вигляді дендрограм, що наявно демонструють філогенетичні зв'язки мікроорганізмів. У рикетсіології такі дендрограми опубліковані за сиквенсами консервативних генів, які кодують поверхневі білки оболонки, цитратсинтази і рибосомальної РНК. Але вони не враховують клініко-епідеміологічної характеристики спричинений цими збудниками захворювань, більш важливої для епізоотологів і епідеміологів.

Отже, еубактерії з тонкою клітинною оболонкою поділяються на підгрупи α2-протеобактерії та α1-протеобактерії і групу - γ-протеобактерії; 2-протеобактерії формують родинуBartonellaceae, яка в свою чергу формує рід Bartonella; γ-протеобактерії формують рід Сохіеllа, до якого входить вид С. burnetii. Підгрупа α1-протеобактерії формує порядок Rickettsials, який у свою чергу включає родину Rickettsiaceae (Лукин Е.П. и др., 2001).

За сучасною класифікацією родина Rickettsiaceae включає трибу Rickettsieae, які у свою чергу розподіляються на роди Orientia (Orientia tsutsugamushi) і Rickettsia (Rickettsia spotted fever group; Israeli tick typhus rickettsial Rickettsia aeschlimannii; Rickettsia africae; Rickettsia akari (agent of rickettsialpox); Rickettsia amblyommii; Rickettsia australis; Rickettsia conorii; Rickettsia cooleyii; Rickettsia felis; Rickettsia heilongji-angensis; Rickettsia heilongjiangii; Rickettsia helvetica; Rickettsia honei; Rickettsia hulinensis; Rickettsia hulinii; Rickettsia japonica; Rickettsia martinet; Rickettsia massi/iae; Rickettsia monacensis; Rickettsia mongoloti-monae; Rickettsia montanensis; Rickettsia moreli; Rickettsia parkeri; Rickettsia peacockii; Rickettsia rhipicephali; Rickettsia rickettsii; Rickettsia sibirica; Rickettsia slovaca; Rickettsia sp. A-167; Rickettsia sp. ATI; Rickettsia sp. ATT; Rickettsia sp. AvRl/Kenya; Rickettsia sp. AvR2/Kenya; Rickettsia sp. AvR3'/Kenya, Rickettsia sp. AvR4/Kenya; Rickettsia sp. Bar29; Rickettsia sp. Bar29-like; Rickettsia sp. BJ-90; Rickettsia sp. California-2; Rickettsia sp. Chad; Rickettsia sp. DaElOOR; Rickettsia sp. DnS14; Rickettsia sp. DnS28; Rickettsia sp. DTI; Rickettsia sp. FLA J; Rickettsia sp. FUJ98; Rickettsia sp. HOT I; Rickettsia sp. HOT2; Rickettsia sp. Ml; Rickettsia sp. 101; Rickettsia sp. IP1; Rickettsia sp.IrTTA2; Rickettsia sp. ІгІТАЗ; Rickettsia sp. IRS 4; Rickettsia sp. IRS3; Rickettsia sp. RaRl/Kenya; Rickettsia sp. Ravi; Rickettsia sp- RAv3; Rickettsia sp- RAv9; Rickettsia sp. RpA4; Rickettsia sp. Styphus group; Rickettsia canadensis; Rickettsia prowazekii; Rickettsia typhi; некласифіковані рикетсії: Candidatus Rickettsia tarasevichiae; male-killing Rickettsia from Adalia bipunctata; male-killing Rickettsia from Adalia decempunctata; papaya bunchy top disease rickeltsia; Rickettsia bellii; Rickettsia endosymbiont of Hemiclepsis marginata; Rickettsia endosymbiont of Torix tagoi; Rickettsia pulicis; Rickettsia sp.; Rickeltsia sp. "Digas" & Belikov 1999; Rickettsia sp. "La Capita" Rickettsia sp. "midichlorii"; Rickettsia sp. AaR/SoCarolina; Rickettsia sp. California 2; Rickettsia sp. DmSl; Rickettsia sp. HL-30; Rickettsia sp. JL-02; Rickettsia sp. MOAa; Rickettsia sp. PAR (pea aphid rickeltsia); Rickettsia sp. RdA420; Rickettsia sp. RDla440; Rickettsia sp. WB-8-2.

В.Д. Беляков, Р.Х. Яфаєв (1989) розподілили усі рикетсіози на дві групи: антропонозів (висипний тиф і волинська гарячка), при яких теп¬локровним "господарем" є лише людина, а переносником - воша, та зоонозів, коли теплокровний "господар" - тварини різних видів, а пере¬носники - кліщі та блохи різних видів.

У сільськогосподарських та свійських тварин (велика рогата худоба; собаки) захворювання можуть перебігати у формі безсимптомної інфекції (Ку-гарячка у великої рогатої худоби) або, навпаки, У тяжкій формі, що часто закінчується загибеллю (гідроперикардит).

У людини рикетсії спричиняють здебільшого гарячки різної тяжкості (летальність - до 90%), часто з характерними висипами на шкірі та ураженням дрібних кровоносних судин.