Что такое Аспергилл. Диагностика и профилактика аспергиллеза

Гриб аспергилл

(
Aspergillus
)принадлежит к роду высших плесневых аэробных грибов. Сегодня насчитывается около 200 видов этих грибов. Они широко распространены на всех континентах, во всех странах мира. Грибы рода Аспергиллус вызывают у человека тяжелые заболевания (микозы), но в то же время многие из них имеют весьма существенное практическое значение и успешно применяются в промышленности из-за способности продуцировать целый ряд веществ и ферментов. Аспергиллы тщательно вот уже несколько столетий изучаются физиологами, биохимиками и генетиками.

Рис. 1. Аспергиллы растут как плесень на поверхности многих субстратов. Используют для обеспечения своей жизнедеятельности органические вещества.

Эпидемиология аспергиллеза

Аспергиллы широко распространены в природе. Саудовская Аравия и Судан считаются регионами с самым высоким содержанием спор в окружающей среде. Заражение грибами происходит через вдыхание их спор, иногда возбудители попадают в организм человека с пищей, иногда через поврежденные кожные покровы. Аспергиллы являются аэробами. Для процессов синтеза энергии они нуждаются в доступе свободного молекулярного кислорода. Грибы рода Аспергиллус сапрофиты. Они используют для обеспечения своей жизнедеятельности исключительно органические вещества. Хорошо развиваются во влажных средах (болотистая местность и верхняя часть перегноя) и в закрытых помещениях.

• Обычно Аспергиллус растут как плесень на поверхности многих субстратов: внутри и на поверхности гниющих деревьев, верхних ярусах навоза, растений (трава, сено), на поверхности гниющих овощей, различных кормах, винограде, арахисе, варенье, орехах, черном молотом перце, чае в пакетах. Особенно их много на продуктах, содержащих крахмалистые вещества (картофель, зерно, мука, хлеб). Некоторые виды Аспергилл образуют афлатоксин, вызывающий тяжелое отравление.
• Грибы могут расти на обедненных питательными веществами средах. Так А. niger (аспергилл черный) хорошо растет на стенах влажных помещений.
• Грибы обнаруживаются в пыли помещений, где обрабатывают шкуры и шерсть, коноплю и пеньку. Они поражают коробочки и волокно хлопка и кожу.
• Источниками грибов являются душевые и вентиляционные системы, кондиционеры, увлажнители воздуха, книги, обувь, подушки, почва комнатных растений, строительный материал, предметы текстиля.
• Источником аспергилл могут стать птицы и сельскохозяйственные животные. Болеют аспергиллезом коровы, собаки, кошки, овцы, лошади, кролики, пчелы, голуби, куры, гуси и индюки.

Аспергиллез чаще всего встречается у мукомолов, лиц, ухаживающих за голубями, работников сельского хозяйства, ткацких и бумагопрядильных предприятий. Подвержены заболеванию лица с ослабленным иммунитетом, больные сахарным диабетом и перенесшие трансплантацию, а также лица с IgE-опосредованной атопией (гиперчувствительность I типа) к спорам грибов.

Рис. 2. А.niger (аспергилл черный) хорошо растет на стенах влажных помещений.

Рис. 3. Аспергиллы хорошо растут на субстратах, богатых питательными веществами.

Рис. 4. Рост аспергиллус на овощах.

Мнение врача:

Аспергиллез – это инфекционное заболевание, вызванное грибами рода Aspergillus. Диагностика аспергиллеза основывается на клинических симптомах, лабораторных и инструментальных методах исследования. Для профилактики аспергиллеза необходимо избегать контакта с плесенью, особенно при наличии ослабленного иммунитета. Важно поддерживать чистоту в помещениях, избегать загрязненных мест, использовать защитные маски при работе с почвой или гниющими растениями. Регулярное проветривание помещений также способствует профилактике аспергиллеза.

Морфология аспергилл

Таксономия

Гриб аспергилл принадлежит к роду высших плесневых грибов Aspergillus, классу Ascomycetes, семейству Aspergillaceae. К роду Aspergillus относится несколько сотен видов, различающихся по строению конидий.

История

Гриб аспергилл впервые каталогизирован итальянским биологом и священником Пьером Антонио Микели в 1729 году. Название Aspergillum род этих грибов получил из-за их сходства с формой кропила для святой воды — аспергилл. Грибы изучаются постоянно физиологами, биохимиками и генетиками, так как не только причиняют вред человеку и животным, но и имеют весьма существенное практическое значение. Они успешно применяются в промышленности из-за способности продуцировать целый ряд полезных для человека веществ и ферментов.

Строение аспергилл

• Вегетативное тело гриба аспергиллус (
  
  грибница) представлено
  
  мицелием. Он сильный, очень ветвистый, крепко закреплен на субстрате, шириной 4 — 6 мкм. В некоторых случаях развивается обильный воздушный мицелий (склероций). Иногда он бесцветный, иногда ярко окрашен.
• Мицелий состоит из разветвленных
  
  гифс перегородками. Гифы (паутина) имеют размер от 7 до 10 мкм. Их основная функция заключается в поглощении питательных веществ.
• От опорных клеток мицелия вверх отходят
  
  конидиеносцы.У разных видов грибов они имеют разные размеры, могут иметь перегородки, иногда ветвятся. У большинства грибов рода Аспергилл конидиеносцы бесцветны. У А.nidulans и A.ochraceus они имеют коричневую или желтоватую окраску, гладкие или шиповатые.
• На верхушке конидиеносец вздувается
  
  пузырь, имеющий округлую или вытянутую форму.
• Радиально от пузыря размещаются
  
  стеригмыи флажковые клетки (
  
  фиалиды). Из их узкого горлышка выходят одна за другой одноклеточные
  
  конидии(экзоспоры), располагающиеся цепочкой. Каждый из вида Аспергилл имеет присущее только ему строение конидий, на основании чего основана межвидовая дифференцировка грибов. Окрашивание конидий происходит постепенно, начиная от фиалид. Зрелые конидии окрашены более интенсивно. Конидии в своей массе придают колониям плесени определенную окраску — черную, зеленую, желтую или сероватую. Под микроскопом можно увидеть, что верхушка конидиеносцев с конидиями похожа на лейку, из отверстий которой льются струйки воды. Отсюда второе русское название гриба — «леечный» гриб или «косматая голова».
• Споры Аспергиллус имеют размер от 2 до 3,5 мкм. Именно они проникают в организм человека через дыхательные пути, с пищей или поражают поврежденные кожные покровы. Прорастание спор происходит при температуре 35 °С.

Рис. 5. Схема строения Аспергилл. 1 — конидии (экзоспоры). 2 — стеригмы. 3 — пузырь (вздутие конидиеносца).

Рис. 6. Под микроскопом отчетливо видны нити мицелия и органы плодоношения — конидиеносцы, характерное их вздутие (пузырь) и конидии (споры).

Размножение

По мере созревания конидии отваливаются и переносятся в новые места, где при условии наличия благоприятных условий прорастают и образуют мицелий. Этот путь размножения называется бесполым и присущ большинству видов Аспергилл. Некоторые виды грибов этого вида (A.fumigatus, A.flavus, A.lentulus и A.terreus) развиваются половым путем (спороношение). В колониях таких грибов видны шарики маленьких размеров (аксоспоры), видимые невооруженным глазом, часто желтого цвета. Это клейстотеции (плодовые тела).

Рис. 7. Плодовые тела (фото слева). Высвобождение аксоспор (фото справа).

Культивирование

Аспергиллы хорошо растут на разных питательных средах. На среде Сабуро (агар Сабуро) образуют пушистые колонии, плоские, вначале белого цвета, а далее разные виды аспергиллус приобретают свою специфическую окраску, что связано со спороношением и метаболитами гриба.

Рис. 8. Колонии A.niger (аспергилл черный) имеют коричневую, шоколадную или черную окраску.

Рис. 9. Органы плодоношения A.niger (аспергилл черный).

Рис. 10. Колонии A.fumigatus округлые, шерстистые, мицелий белый воздушный. Конидии придают колониям нежно-голубоватую окраску.

Рис. 11. А.fumigatus. Цепочки конидий на конидиеносце образуют плотную колонку.

Рис. 12. А.flavus-oryzae. Колонии имеют желтовато-зеленую окраску. Конидиеносцы на вздутии у некоторых видов несут только филиады или профилиады.

Устойчивость аспергилл

Представители рода Аспергилл растут везде, где присутствует высокая осмотическая концентрация сахара, соли и др. Формалин и карболовая кислоты используются в качестве дезинфицирующих средств.

Чем опасен аспергилл

Аспергилл вызывает у человека, птиц и животных заболевание (микоз) аспергиллез. Основными видами патогенных для человека являются A.fumigatus и A.niger, другие виды — А.flavus, A.nidulans, A.terreus и А.clavatus встречаются реже. Эти виды Аспергилл растут при нормальной температуре тела, чего не отмечается у всех других видов.

Aspergillus niger (аспергилл черный)

Аспергилл черный известен так же как черная плесень. Основное место обитания грибов этого вида являются сырые места — почва, книги, увлажнители воздуха, кондиционеры, плиточные швы, стиральные машины и др. Грибы вызывают заболевания хлопчатника, проростков арахиса и сорго в Судане и Индии. Заплесневелые корма, содержащие аспергилл черный, являются токсичными для животных.

Черный аспергилл чаще всего поражает дыхательные пути, реже — сердце и центральную нервную систему, он является причиной отомикоза, аспергиллем (заселение колоний грибов в полости легких) и мицетом (заселение грибов в пазухи носа).

Aspergillus fumigatus

Грибы растут в почве, навозе, компосте, фураже, поражают зерновые, шерсть и хлопок. Аспергиллус фумигатус является причиной тяжелых микозов человека и животных. Грибы поражают многие внутренние органы, в том числе дыхательный аппарат, вызывая развитие бронхолегочного аллергического аспергиллеза. Аспергиллус фумигатус образует токсин.

Aspergillus flavus

Грибы вида Аспергиллус флавус поражают растения, насекомых, животных и человека. От них страдают проростки хлопчатника. Грибы этого вида вызывают паралич пчел и заболевания шелковичных червей. У человека Аспергиллус флавус часто поражают легкие и различные внутренние органы, являются причиной отомикозов. Грибы выделяют афлатоксин, который скапливается в земляных орехах, семенах льна и хлопка, рыбе и ливере, при употреблении которых у человека и животных развивается тяжелое отравление. Исследователями был установлен факт его (токсина) канцерогенного действия.

Рис. 13. На фото слева отомикоз (поражение слухового прохода), справа — грибковое поражение кожи стопы.

Мнение пациентов

Когда речь заходит о диагностике и профилактике аспергиллеза, важно учитывать опыт других людей. Их истории помогают понять, как вовремя обнаружить заболевание и предотвратить его развитие. Часто люди делятся своим опытом на форумах и в сообществах, где обсуждаются методы диагностики, эффективные лечебные средства и способы профилактики аспергиллеза. Это ценные знания, которые помогают другим людям более осознанно подходить к своему здоровью и принимать правильные решения.

Диагностика аспергиллеза

Диагностика аспергиллеза основывается на данных эпидемиологического расследования, клиники заболевания, микроскопического и культурального методов исследования, биопсии, серологических реакция и аллергических пробах, инструментальных и рентгенологических методов исследования. Для микробиологического метода исследования используется мокрота больного, промывные воды бронхов, гнойное отделяемое, материал, полученный при биопсии, соскобы с кожных покровов и ногтей, фекалии.

Диагностика аспергиллеза основывается на данных эпидемиологического расследования, клиники заболевания, микроскопического и культурального методов исследования, биопсии, серологических реакций и аллергических пробах, инструментальных и рентгенологических методов исследования. Для микробиологического метода исследования используется мокрота больного, промывные воды бронхов, гнойное отделяемое, материал, полученный при биопсии, соскобы с кожных покровов и ногтей, фекалии.

Рис. 14. Мицелий и органы плодоношения аспергилл под микроскопом.

Особенности диагностики аспергиллеза

1. Обнаружение и выделение аспергилл не представляет особых трудностей, но верно поставленный диагноз зависит от правильной трактовки результатов исследования, так как грибы могут действительно быть причиной заболевания или являться банальным контаминатом, попавшими в исследуемые образцы извне. Диагноз аспергиллеза можно с большой вероятность поставить при сочетании клинических данных и результатов микробиологического исследования биологического материала, окончательный диагноз ставится после биопсии легкого в случае бронхолегочного аспергиллеза. Микологические исследования дополняются серологическими реакциями и аллергическими кожными и ингаляционными пробами.
2. При аспергиллезе открытых тканей и полостей, а также в мокроте и промывных водах бронхов аспергиллы часто отсутствуют или бывают как единичные находки. Грибы являются сапрофитами и в виде спор широко распространены в окружающей среде. Они являются представителями нормальной флоры человека. Их размножение сдерживает хороший иммунитет. В таких случаях рекомендовано проводить
   
   повторные исследования(микроскопию и посевы).
3. Инвазивный аспергиллез является тяжелой формой заболевания, поэтому поиск возбудителей должен быть
   
   максимально активным. Необходимо использовать всевозможные методы взятия материала на исследование.Повторные положительные результаты посевов (не менее 5-и колоний в 1 мл среды), нарастание их количества в динамике и положительные серологические реакции являются самыми информативными признаками аспергиллеза.
4. У лиц с иммунодефицитом, у которых отсутствует эффект от антибактериальной терапии и обнаружены аспергиллы в мокроте, рекомендуется провести
   
   пробное лечение. Получение положительной динамики при проведении 7-и дневной антифунгальной терапии говорит в пользу грибковой этиологии заболевания.

Эпидемиологические данные

При эпидемиологическом расследовании следует установить:

• наличие профессиональной вредности;
• производственные и жилищные условия;
• наличие сопутствующей патологии;
• как часто и длительно принимались антибиотики, кортикостероиды и химиотерапевтические средства;
• был или нет эффект от антибактериальной терапии;
• наличие грибковых заболеваний других органов.

Лабораторные методы исследования

Микроскопия

При микроскопировании можно обнаружить нити мицелия гриба, органы плодоношения (конидии), стеригмы и цепочки конидий (спор). С этой целью применяются методики микроскопии неокрашенных препаратов методом раздавленной или висячей капли и микроскопии окрашенных препаратов. Окраска препаратов производится гематоксилин-эозином, калькофлуромом белым, импрегнация по Гоморри-Грокотту и др.).

Рис. 15. На фото скопления гиф, конидиеносцев и конидий (спор) грибов Аспергиллус под микроскопом.

Рис. 16. Скопления мицелия гриба Аспергилл под микроскопом (окраска метенамином серебра по Гомори).

Выделение культуры гриба Аспергилл

Грибы хорошо растут на разных питательных средах. Вначале роста разные все виды грибов выглядят одинаково. Колонии плоские, пушистые, белого цвета. Далее в зависимости от цвета спор и метаболитов колонии разных видов грибов принимают свою специфичную окраску. При старении колонии приобретают порошкообразную структуру.

В связи с тем, что грибы выделяют афлатоксин, выделенные культуры проверяются на токсикогенность на гвинейских свинках или кроликах.

Рис. 17. На фото колонии A.niger.

Биопсия

Исследование биопсийного материала обеспечивает правильную диагностику аспергиллеза. Биопсийный материал исследуется гистологически. Окраска производится гематоксилином-эозином, калькофлуором белым, импрегнацией по Гомори-Грокотту, Мак-Манусу, Грибли и др.

Рис. 18. При гистологическом исследовании выявляются нити мицелия гриба и органы плодоношения — конидиеносцы и конидии (споры).

Серологическая диагностика

Серологическая диагностика аспергиллеза основана на обнаружении галактоманнанового антигена Aspergillus fumigatus в сыворотке крови, моче, спинномозговой жидкости и др. Серологическая диагностика предполагает также определение специфических антител IgG и IgE. Преципитирующие антитела обнаруживаются у больных аспергиллезом в 90% случаев. Антитела в сыворотке крови образуются на все виды аспергилл, поэтому это исследование следует проводить с антигенами разных видов грибов. Интенсивность поступления поступление плесневых грибов из вне определяется выявлением секреторного IgA к антигенам грибов и микотоксинам в слюне.

Полимеразная цепная реакция

Полимеразная цепная реакция в настоящее время используется как экспериментальная методика.

Аллергические пробы

Для диагностики аспергиллеза используются аллергические кожные и ингаляционные пробы со специфическим аллергеном.

Инструментальные методы исследования

Из инструментальных методов исследования для диагностики аспергиллеза используются бронхоскопия, рино- и отоскопия. Бронхоскопия проводится с целью виазуализации патологического процесса, получения бронхоальвеолярного лаважа (смыва) и биопсийного материала с целью последующего его микробиологического исследования.

Рис. 19. Отоскопия. На фото картина аспергиллеза наружного слухового прохода.

Рис. 20. Эндоскопия бронхов. На фото картина аспергиллеза бронха.

Рис. 21. Эндоскопия придаточных пазух носа. На фото слева аспергиллома в клиновидной пазухе носа. На фото справа картина грибкового синусита.

Рентгенологические методы исследования

Для диагностики аспергиллеза используются рентгенография, компьютерная томография (КТ) и магниторезонансная томография (МРТ).

Рис. 22. Рентгенограммы легких. Слева неинвазивный аспергиллез верхней доли правого легкого. Справа инвазивный аспергиллез. Обширные двухсторонние поражения легочной ткани.

Рис. 23. Компьютерная томография. В легочной ткани видны участки инфильтрации и полость (фото слева). Множественные участки инфильтрации и полости распада (фото справа).

Рис. 24. Магниторезонансная томография. В правой гайморовой пазухе определяется объемное образование (аспергиллома).

Дифференциальная диагностика

Аспергиллез имеет сходство со множеством заболеваний грибковой и негрибковой природы.

• Аспергиллез ротовой полости следует отличать от мукороза и синегнойной инфекции. Язвы твердого неба имитируют туберкулез, сифилис, проказу, гранулематоз Вегенера, системную красную волчанку, болезнь Крона, узелковый периартериит, саркоидоз, рак.
• Бронхолегочный аспергиллез в начальном периоде развития заболевания имитирует ОРЗ, бронхит или пневмонию.
• Течение хронического аспергиллеза легких имеет сходство с туберкулезом, саркоидозом, кандидозом, муковисцидозом и опухолью.
• Деструктивные формы бронхолегочного аспергиллеза следует отличать от хронической гранулематозной болезни, туберкулеза, гистоплазмоза, ВИЧ-инфекции.
• Аспергиллез кожи следует отличать от споротрихоза, себорейной эритродермии.
• Аспергиллез ногтей имеет схожесть с рубромикозом, эпидермофитией, синегнойной инфекцией.
• Распространенный аспергиллез, протекающий с поражением кожи лица и слизистой оболочки носа, имеет схожесть с такими заболеваниями, как туберкулез, сифилис и рак.
• Аспергиллезный гайморит иногда ошибочно принимают за мигрень.
• Аспергиллез глаза и орбиты следует отличать от опухоли (чаще меланомы) и актиномикоза.

Рис. 25. Продукты, пораженные грибами аспергиллами.

Профилактика аспергиллеза

Первичная профилактика аспергиллеза направлена на устранение причин и условий, вызывающих возникновение заболевания. К ним относятся:

• Герметизация технологических процессов, связанных с применением грибов, продуцирующих ферменты, и обсемененного сырья.
• Борьба с травматизмом и пылью на производствах с высокой обсемененностью аспергиллами, прохождение регулярных медицинских осмотров сотрудников, микологический контроль окружающей среды. Обязательное ношение рабочими респираторов на таких объектах, как мельницы, зерносклады, овощехранилища и прядильно-ткацкие фабрики, производства по обработке хлопка, лубяные заводы, предприятия по производству лимонной кислоты, цеха по разделке красного перца.
• Предупреждение заражения грибами лиц с иммунодефицитом, для чего проводятся мероприятий по предупреждению распространения спор аспергилл в окружающей среде. Достигается это путем использования камер с ламинарными потоками воздуха, устройства воздушных фильтров и шлюзов между помещениями в местах пребывания таких больных и их регулярное микологическое обследование.
• Для дезинфекции лабораторной посуды и медицинского инструментария рекомендуется применять 5% раствор фенола, хлорамина, лизола, 10% раствор формальдегида, 0,1% раствор сулемы, синтетические моющие средства. Автоклавирование проводится при температуре 120С в течение 30 минут, кипячение — в течение 15 — 2- минут.
• При выявлении больного необходимо в доме избавиться от комнатных растений, продезинфицировать все влажные места и поверхности, кондиционеры и воздуховоды.
• Иммунокомпроментированных лиц не допускать к работе в сельском хозяйстве, ограничивать их пребывание во влажных и пыльных местах. Категорически запрещено таким лицам употреблять заплесневелые продукты, в том числе сыры.

Рис. 26. Обработка стен, пораженных плесневыми грибами.

Аспергиллез

Частые вопросы

Каковы основные причины возникновения аспергиллеза?

Аспергиллез вызывается грибами рода Aspergillus, которые могут попасть в организм через вдыхаемый воздух или поступать через поврежденную кожу. Особенно подвержены риску люди с ослабленной иммунной системой, а также пациенты, получающие иммуносупрессивную терапию или химиотерапию.

Какие методы диагностики аспергиллеза существуют?

Диагностика аспергиллеза может включать в себя микроскопическое исследование биологического материала, бактериологическую культуру, компьютерную томографию легких, а также иммунологические тесты для выявления антител к грибам Aspergillus.

Каковы основные меры профилактики аспергиллеза?

Основные меры профилактики аспергиллеза включают поддержание чистоты в помещениях, использование защитной маски в условиях повышенной загрязненности воздуха, а также избегание контакта с плесневыми грибами в сельском хозяйстве и других профессиональных сферах.

Полезные советы

СОВЕТ №1

При появлении симптомов аспергиллеза, таких как кашель, затрудненное дыхание или боль в груди, обратитесь к врачу для проведения диагностики. Раннее выявление заболевания позволит начать лечение вовремя и повысит шансы на выздоровление.

СОВЕТ №2

Если у вас ослабленный иммунитет, следите за состоянием воздуха в помещении, избегайте контакта с плесенью и грибками. Регулярно проветривайте помещение и используйте специальные фильтры для очистки воздуха.

СОВЕТ №3

При посещении общественных мест, особенно в период вспышек аспергиллеза, старайтесь избегать контакта с плесенью и грибками. Носите маску и избегайте вдыхания загрязненного воздуха.