Аспергилл, плесневый гриб
На фото, полученном при помощи электронного сканирующего микроскопа, запечатлены конидиеносец и споры желтого аспергилла (Aspergillus flavus) — одного из самых распространенных видов микроскопических высших плесневых грибов рода Aspergillus. Род Aspergillus принадлежит к аскомицетам (Ascomycota), или сумчатым грибам. Конидиеносец покрыт бутылковидными клетками фиалидами, от «горлышка» которых отделяются конидиоспоры, или конидии. Такой форме конидиеносцев этот род грибов и обязан своим названием: итальянскому ботанику и микологу, а по совместительству священнику Пьеру Антонио Микели они напомнили под микроскопом кропило (лат. аspergillus) — приспособление для разбрызгивания святой воды во время богослужения.
Колония Aspergillus flavus, или желтого аспергилла, выращенная на питательной агаризованной среде на кафедре микологии и альгологии биологического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова. Фото © Илья Винер
Конидиеносец производит споры, возникающие без редукционного деления, но у многих видов аспергиллов известна также и половая стадия с настоящими плодовыми телами, правда маленькими и просто устроенными. Они похожи на матрешки: замкнутые шары с асками (плодовыми сумками) внутри, которые, в свою очередь, содержат аскоспоры. Такой замкнутый тип плодового тела называется клейстотеций. Чередование половой и бесполой стадий жизненного цикла характерно для высших грибов, то есть грибов, имеющих дикариотическую стадию.
Группа клейстотециев Aspergillus sp. в световом микроскопе. Фото с сайта matsu.alaska.edu
Другой вид аспергилла, A. oryzae, традиционно используют при ферментации зерновых и бобовых культур в восточной Азии для производства соевого соуса и знаменитой водки саке. Для изготовления саке опару из A. oryzae смешивают с пропаренным рисом, водой и дрожжами. Поскольку рис, в отличие от солода, не содержит фермент амилазу, превращающий крахмал в сахар, A. oryzae как раз и выполняет его функцию, делая сахара доступными для сбраживания дрожжами. Из аспергиллов также получают важные ферменты — например, глюкозооксидазу, лизоцим и лактазу.
К сожалению, не все виды аспергиллов столь дружелюбны к человеку. Тот же A. flavus выделяет вторичные метаболиты афлатоксины — сильные гепатоканцерогены, ставшие известными в середине прошлого века, когда в Великобритании неожиданно погибли десятки тысяч индюшек: они отравились арахисом, пораженным A. flavus. Интересно, что гурманы одного из африканских племен группы банту в Мозамбике специально хранят продукты в таких условиях, чтобы на них развивался A. flavus, потому что он выделяет специфические вещества, придающие пище уникальный вкус. Правда, постоянное потребление малых доз афлатоксинов повышает риск развития рака печени у членов племени в возрасте до 40 лет.
Некоторые виды аспергиллов могут вызывать микозы, особенно часто развивающиеся у пациентов с иммунодефицитами. Чаще всего за это ответственен аспергилл дымящий (A. fumigatus). Иногда микоз может маскироваться под обычный синусит, с насморком и температурой, что затрудняет постановку правильного диагноза и, как следствие, назначение адекватного лечения. Попадая в легкие человека с иммунодефицитом, гриб часто вызывает аспергиллёз легких. В особо запущенных случаях может даже образоваться аспергиллезная мицетома — опухолеподобное новообразование, состоящее в основном из мицелия A. fumigatus и остатков погибших клеток легкого. Такие мицетомы могут достигать 9 см в диаметре.
В заключении отметим, что часто, в том числе в научно-популярных источниках, когда речь идет о микозах, употребляют неудачное с точки зрения микологов и бактериологов слово «грибок», называя им как заболевание, так и сам гриб. Этот термин может запутать читателя, поскольку действительно существует группа бактерий под названием лучистые грибки, или актиномицеты, которые не имеют никакого отношения ни к грибами, ни даже к эукариотом.
Что такое Аспергилл. Диагностика и профилактика аспергиллеза
Опубликовано: 2018-07-27
Обновлено: 2019-08-29
Автор статей и главный редактор
Лисневич Наталья Николаевна
врач высшей категории, стаж более 30 лет, г. Калуга,
keon@mail.ru
Рис. 1. Аспергиллы растут как плесень на поверхности многих субстратов. Используют для обеспечения своей жизнедеятельности органические вещества.
Эпидемиология аспергиллеза
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.
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
Строение аспергилл
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)
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
Aspergillus flavus
Рис. 13. На фото слева отомикоз (поражение слухового прохода), справа — грибковое поражение кожи стопы.
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
Эпидемиологические данные
При эпидемиологическом расследовании следует установить:
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.
Рис. 17. На фото колонии A.niger.
Биопсия
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.
Рис. 25. Продукты, пораженные грибами аспергиллами.
Профилактика аспергиллеза
Первичная профилактика аспергиллеза направлена на устранение причин и условий, вызывающих возникновение заболевания. К ним относятся:
Рис. 26. Обработка стен, пораженных плесневыми грибами.
Aspergillus
Аспергиллы (лат. Aspergillus) — это отдельный род плесневых аэробных грибков, распространяющихся спорами. Всего их насчитывается несколько сотен видов, среди которых есть как опасные, так и полезные для здоровья и промышленности. В корма для животных эти грибки добавляют достаточно редко. Цель добавления можно определить, зная, какой именно вид полезных аспергилл применяют производители.
Интересно, что своё название аспергиллы получили от латинского глагола «spargere» («разбрызгивать»). Это не имеет отношения к их свойствам, а связано исключительно с внешним видом в окуляре микроскопа (итальянскому учёному и священнику Микели они показались похожими на кропило – церковную утварь для окропления верующих святой водой).
В фармацевтике из некоторых представителей рода аспергилл выделяют натуральные вещества, которые затем идут на производство лекарств. К примеру, A. niger – главный «поставщик» лимонной кислоты, а также различных ферментов. В пищевом производстве используются также грибки А. oryzae, А. sojae, A. Tamari (для приготовления соевых соусов, пасты мисо).
Бояться аспергилл в составе кормов не следует, если производитель чётко указал название вида грибка этого рода. Естественно, опасные виды аспергилл производители в свои продукты добавлять не будут, но лучше точно знать их наименования.
Грибки A. fumigatus и A. flavus производят вредные для печени вещества — афлотоксины, тот же самый A. fumigatus и Aspergillus clavatus являются достаточно сильными аллергенами. Кроме того, А. fumigatus вызывает у млекопитающих и птиц аспергиллёз — серьёзное заболевание респираторных органов, сопровождающееся кашлем, одышкой и жаром.
Аспергиллез
МКБ-10
Общие сведения
Причины аспергиллеза
Возбудителями аспергиллеза у человека могут выступать следующие виды плесневых грибков рода Aspergillus: A. flavus, A. Niger, A. Fumigatus, A. nidulans. A. terreus, A. clavatus. Аспергиллы являются аэробами и гетеротрофами; способны расти при температуре до 50°С, длительно сохраняться при высушивании и замораживании. В окружающей среде аспергиллы распространены повсеместно – в почве, воздухе, воде. Благоприятные условия для роста и размножения аспергилл имеются в вентиляционных и душевых системах, кондиционерах и увлажнителях воздуха, старых вещах и книгах, сырых стенах и потолках, длительно хранящихся пищевых продуктах, сельскохозяйственных и комнатных растениях и др.
Заражение аспергиллезом чаще всего происходит ингаляционным путем при вдыхании частиц пыли, содержащих мицелий гриба. Наибольшему риску возникновения заболевания подвержены сельскохозяйственные рабочие, работники бумагопрядильных и ткацких предприятий, мукомолы, а также заводчики голубей, поскольку голуби, чаще других птиц, болеют аспергиллезом. Возникновению грибковой инфекции способствует инфицирование при проведении инвазивных процедур: бронхоскопии, пункции околоносовых пазух, эндоскопической биопсии и др. Не исключен контактный путь передачи аспергиллеза через поврежденные кожные покровы и слизистые оболочки. Также возможно алиментарное инфицирование при употреблении контаминированных аспергиллами продуктов питания (например, куриного мяса).
Кроме экзогенного инфицирования аспергиллами, известны случаи аутозаражения (при активации грибков, обитающих на коже, слизистой зева и дыхательных путей) и трансплацентарного инфицирования. К факторам риска заболеваемости аспергиллезом относятся иммунодефициты любого генеза, хронические заболевания дыхательной системы (ХОБЛ, туберкулез, бронхоэктатическая болезнь, бронхиальная астма и др.), сахарный диабет, дисбактериоз, ожоговые травмы; прием антибиотиков, кортикостероидов и цитостатиков, проведение лучевой терапии. Нередки случаи развития микозов смешанной этиологии, вызываемых различными видами грибков – аспергиллами, кандида, актиномицетами.
Классификация аспергиллеза
Таким образом, в зависимости от путей распространения грибковой инфекции различают эндогенный (аутоинфекцию), экзогенный (с воздушно-капельным и алиментарным путем передачи) и трансплацентарный аспергиллез (с вертикальным путем заражения).
По локализации патологического процесса выделяют следующие формы аспергиллеза: бронхолегочную (в т. ч. аспергиллез легких), ЛОР-органов, кожную, глазную, костную, септическую (генерализованную) и пр. На первичное поражение респираторного тракта и легких приходится около 90% всех случаев аспергиллеза; придаточных пазух носа – 5%. Вовлечение остальных органов диагностируются менее чем у 5% больных; диссеминация аспергиллеза развивается примерно в 30% случаев, преимущественно, у ослабленных лиц с отягощенным преморбидным фоном.
Симптомы аспергиллеза
У больных с сопутствующими заболеваниями дыхательной системы (легочным фиброзом, эмфиземой, кистами, абсцессом легкого, саркоидозом, туберкулезом, гипоплазией, гистоплазмозом) нередко формируется аспергиллома легких – инкапсулированный очаг, содержащий гифы гриба, фибрин, слизь и клеточные элементы. Гибель пациентов с аспергилломой может наступить в результате легочного кровотечения или асфиксии.
Аспергиллез ЛОР-органов может протекать в виде наружного или среднего отита, ринита, синусита, тонзиллита, фарингита. При аспергиллезном отите вначале возникает гиперемия, шелушение и зуд кожи наружного слухового прохода. С течением времени слуховой проход заполняется рыхлой сероватой массой, содержащей нити и споры гриба. Возможно распространение аспергиллеза на барабанную перепонку, сопровождающееся резкими колющими болями в ухе. Описаны поражения верхнечелюстных и клиновидных пазух, решетчатой кости, переход грибковой инвазии на орбиты. Глазной аспергиллез может принимать форму конъюнктивита, язвенного блефарита, узелкового кератита, дакриоцистита, блефаромейбомита, панофтальмита. Нередки осложнения в виде глубоких язв роговицы, увеита, глаукомы, потери зрения.
Аспергиллез кожи характеризуется появлением эритемы, инфильтрации, коричневатых чешуек, умеренного зуда. В случае развития онихомикоза возникает деформация ногтевых пластин, изменение цвета на темно-желтый или коричневато-зеленоватый, крошение ногтей. Аспергиллез ЖКТ протекает под видом эрозивного гастрита или энтероколита: для него типичны запах плесени изо рта, тошнота, рвота, диарея.
Генерализованная форма аспергиллеза развивается при гематогенной диссеминации аспергилл из первичного очага в различные органы и ткани. При данной форме заболевания возникают аспергиллезный эндокардит, менингит, энцефалит; абсцессы головного мозга, почек, печени, миокарда; поражение костей, ЖКТ, ЛОР-органов; аспергиллезный сепсис. Летальность от септической формы аспергиллеза очень высока.
Диагностика аспергиллеза
В зависимости от формы микоза пациенты направляются на консультацию к специалисту соответствующего профиля: пульмонологу, отоларингологу, офтальмологу, микологу. В процессе диагностики аспергиллеза большое внимание уделяется анамнезу, в т. ч. профессиональному, наличию хронической легочной патологии и иммунодефицита. При подозрении на бронхолегочную форму аспергиллеза проводится рентгенография и КТ легких, бронхоскопия с забором мокроты, бронхоальвеолярный лаваж.
Основу диагностики аспергиллеза составляет комплекс лабораторных исследований, материалом для которых могут служить мокрота, промывные воды из бронхов, соскобы с гладкой кожи и ногтей, отделяемое из пазух носа и наружного слухового прохода, отпечатки с поверхности роговицы, кал и пр. Аспергиллы могут быть обнаружены с помощью микроскопии, культурального исследования, ПЦР, серологических реакций (ИФА, РСК, РИА). Возможно проведение кожно-аллергических проб с антигенами аспергилл.
Дифференциальная диагностика аспергиллеза легких проводится с воспалительными заболеваниями респираторного тракта вирусной или бактериальной этиологии, саркоидозом, кандидозом, туберкулезом легких, муковисцидозом, опухолями легких и др. Аспергиллез кожи и ногтей имеет сходство с эпидермофитией, рубромикозом, сифилисом, туберкулезом, актиномикозом.
Лечение аспергиллеза
При аспергилломе легких показана хирургическая тактика – экономная резекция легкого или лобэктомия. В процессе лечения любой формы аспергиллеза необходимо проведение стимулирующей и иммунокорригирующей терапии.
Прогноз и профилактика аспергиллеза
Наиболее благоприятное течение отмечается при аспергиллезе кожи и слизистых оболочек. Летальность от легочных форм микоза составляет 20-35%, а у лиц с иммунодефицитом – до 50%. Септическая форма аспергиллеза имеет неблагоприятный прогноз. К мерам, позволяющим предупредить заражение аспергиллезом, относятся мероприятия по улучшению санитарно-гигиенических условий: борьба с пылью на производстве, ношение работниками мельниц, зернохранилищ, овощехранилищ, ткацких предприятий индивидуальных средств защиты (респираторов), улучшение вентиляции цехов и складов, регулярное микологическое обследование лиц из групп риска.
