Легионеллез

В июле 1976 года несколько сотен ветеранов армии США, членов Американского легиона (по разным отчетам от 1 200 до 4 500 человек), собрались в Филадельфии (США) для празднования двухсотлетия независимости Америки. Они поселились в старой гостинице, построенной в 1904 году, "Sledtfort Hotel". Через несколько дней 150 из них спешно доставили в Пенсильванский госпиталь ветеранов с пневмонией. 34 человека скончалось. Это была первая официально зарегистрированная вспышка размножения неизвестной ранее бактерии Legionella pneumophila. Собственно, именно этот явный случай инфекции, позволивший Центру по контролю заболевании выделить данную бактерию, и дал ей видовое название.

Причиной возникновения инфекции была признана система кондиционирования воздуха. С тех пор факторам размножения и распространения этой бактерии уделялось серьезное внимание, особенно в связи с тем, что такие вспышки многократно повторялись. Одна из них произошла и парижской больнице Bichat, новейшем учреждении, которое пришлось закрыть всего через год после торжественного открытия. Этот случай инфекции официально считается причиной двух смертей. Еще один случай произошел вновь во Франции, в больнице Помпиду, в 1998 году; затем в феврале 1999 года в Голландии на международной выставке цветов заразился 181 человек, 20 из них скончалось. Еще в недавнем прошлом возбудителя инфекции, способ и место заражения не удавалось определить, поскольку болезнь проявлялась через несколько дней после инфицирования и, если заражение произошло в гостинице, на расстоянии сотен километров от источника. Тем не менее эту бактерию все чаще выделяют в качестве возбудителя. В США ежегодно регистрируется около 10 000 заболеваний, в то время как в Италии — чуть больше сотни, хотя по надежным оценкам их реальное число превышает официальные данные не менее чем в десять раз.

Теперь давайте рассмотрим эту проблему подробнее, начав с описания бактерии И вызываемого ею заболевания, а затем проанализируем обстоятельства размножении и распространении бактерии в системах кондиционирования и особенно в увлажнителях.

Часть 1. Легионеллез (Болезнь легионеров)

Бактерия Legionella обычно обтает в естественной среде, в местах, где присутствует вода. Она легко проникает в технические системы, в которых используется вода (водопровод, канализация, системы кондиционирования воздуха, бассейны), и находит там благоприятные условия для размножения, главным образом, из-за оптимальной температуры и наличия питательных веществ. Как видно из диаграммы, где представлена скорость роста данной бактерии при различных температурах, быстрее всего легионелла развивается при температуре около 40°С, способность к размножению сохраняется в диапазоне от 25 до 42°С. Это соответствует типичным температурам в системах кондиционирования воздуха и канализации:


Активность легионеллы
Активность легионеллы:
влияние температуры и типичные рабочие диапазоны некоторых технических систем

Тем не менее описанный выше механизм размножения сам по себе недостаточен для возникновения инфекции. Лабораторные испытания показали, что для развития болезни недостаточно просто пить загрязненную бактериями воду. Для инфицирования, по-видимому, необходимо, чтобы зараженная вода была распылена в воздухе, так чтобы бактерии попадали непосредственно в легкие.

Для этого диаметр капель должен быть меньше 5–10 мкм. Проведенные на морских свинках исследования показали, что проглатывание зараженной воды. содержащей 108 КОЕ (КолониеОбразующих Единиц) на литр, не вызывало инфекции, тогда как при вдыхании зараженной воды с содержанием бактерий много ниже 130 КОЕ/л животные быстро заболевали. Легионелла — сапрофитная бактерия, которая питается, разлагая органические вещества. Она встречается в составе флоры, развивающейся в водоеме, или же может размножаться во влажной среде в сосудах и трубопроводах. Эта бактерия может использовать в качестве источника пищи компоненты технических систем, изготовленные из натурального каучука (соединения и прокладки), древесины или некоторых пластмасс. Идеальные условия для ее размножения создаются на поверхностях, покрытых накипью или подвергшихся коррозии, где происходит локальное застаивание воды.


Бактерия Legionella
Бактерия Legionella

Бактерия Legionella способна инфицировать различных простейших и амеб и размножаться внутри таких организмов (см. рис.). Эти бактерии находят питательную среду и особенно благоприятные условия в клетках легких. Попав в легкие с вдыхаемым воздухом, они способны здесь размножаться, вызывая различные заболевания. Возбудителем самого тяжелого из них, болезни легионеров, является Legionella pneumophila — один из нескольких десятков видов рода Legionella, которые удалось идентифицировать к настоящему времени. Болезнь легионеров — наименее распространенная из вызываемых легионеллами инфекций (ее доля составляет от 1 до 5%), но в случае запоздалой диагностики она вызывает наибольшую смертность (от 15 до 20%).


Размножение легионелл
Размножение легионелл
в одноклеточном организме-хозяине (амеба)

Инкубацнонный период болезни составляет от двух до десяти дней, что зачастую затрудняет обнаружение причины инфекции. Тяжелое протекание болезни чаще всего отмечается у людей с ослабленной иммунной системой. Если говорить о популяции в целом, этой болезни наиболее подвержены пожилые люди, заядлые курильщики и алкоголики, скорее всего, из-за слабости их иммунной системы. Удивительно, но вероятность этого заболевания у мужчин в три раза выше, чем у женщин. Неизвестно, связано ли это с вышеуказанными факторами, например с потреблением табака и алкоголя.

После инкубационного периода происходит резкое проявление симптомов, таких как общее недомогание, головная боль, высокая температура (39–40°С), остеоартралгия (боль в костях), миалгия (мышечная боль) и слабый кашель, который затем усиливается с развитием респираторных симптомов. Другие возможные симптомы — желудочно-кишечные, неврологические и сердечные расстройства или даже нарушения сознания и различные другие осложнения, от затрудненного дыхания до диссеминнрованного внутрисосудистого свертывания и даже почечной недостаточности. Смерть может наступить уже через четыре-пять дней.

Лечение легнонеллезов требует применения антибиотиков, эффективных против легионелл, и, очевидно, средств поддержки дыхания. Бактерии обитают во внутриклеточной среде, поэтому такие антибиотики должны проникать внутрь клеток в достаточной концентрации.

Как показывает клиническая практика, наиболее эффективны антибиотики класса макролидов, в частности эритромицин.

В настоящее время предпочтение отдается другим макролидам, таким как кларитромицин и азитромицин, в связи с менее выраженными побочными эффектами и более сильным внутриклеточным действием. Еще один все шире применяющийся тип антибиотиков — это фторхинолоны, такие как левофлоксацин. Лечение может продолжаться две-три недели. Очевидно, такое лечение должно учитывать серьезность инфекции, возможность появления штаммов Legionella, устойчивых к антибиотикам, а также наличие специфических проблем у каждого из пациентов.

Как уже отмечалось, болезни могут способствовать различные факторы, в том числе повышенная вирулентность и инфекционность отдельных штаммов Legionella (всего к настоящему времени выделено 42 различных штамма этой бактерии). Вирулентность легионелл может возрастать, если эти бактерии размножаются в воде, где присутствуют амебы.

Инфицирующая доза для людей до сих пор не установлена. Имеются только предположительные оценки, основанные на том, что концентрации от 102 до 104 КОЕ/л очень редко вызывают инфекцию, а спорадические заболевания отмечены при концентрациях от 104 до 106. Очевидно, такие концентрации могут представлять значительно большую опасность для людей из группы риска, например пациентов больниц, где происходит от 20 до 30% заражений. Согласно рекомендациям министерства здравоохранения Италии, допустимая концентрация в водопроводе составляет менее 100 КОЕ/л. При увеличении концентрации бактерий в больничных условиях выше 1000 КОЕ/л необходимо принять срочные меры дезинфекции. Если этот показатель поднимается выше 10 000, дезинфекция должна быть проведена немедленно.

ASHRAE, с другой стороны, не придает особого значения показателю бактериальной обсемененности, поскольку опасность заболевания зависит от многих других не менее важных факторов, таких как вирулентность данного штамма и способ распространения зараженной воды в воздушной среде (дисперсность аэрозоля), а также поскольку количество бактерий меняется в зависимости от времени и места взятия проб. Кроме того, низкое содержание бактерий не гарантирует малой степени риска, так как может просто отражать раннюю стадию их размножения. Наконец, микробиологические анализы требуют до двух недель работы, т.е. слишком длительного времени, чтобы считать их эффективным средством контроля. Но подсчет количества бактерий считается полезным методом для проверки обеззараживания, оценки эффективности обработки и определения источника инфекции.