Доктор биологических наук Вячеслав МОРДВИНОВ, заместитель директора по науке Института цитологии и генетики СО РАН (Новосибирск), доктор биологических наук Дагмара ФУРМАН, ведущий научный сотрудник лаборатории молекулярно-генетических систем того же института

Накапливается все больше данных, свидетельствующих о тесной связи между глистными инвазиями и раковыми перерождениями органов, в которых гельминты поселяются в организме хозяина. Для России наибольшую опасность представляет печеночный сосальщик Opistorchis felineus (кошачья двуустка), которого еще называют "сибирским описторхом", - он паразитирует в печени и вызывает описторхоз, или "обскую болезнь". Ее диагностика до сих пор далека от совершенства, а применяемые при лечении препараты обладают нежелательными побочными эффектами. Перечисленные факторы актуализируют задачи исследования биологии возбудителя и вызываемой им патологии, разработки подходов к выявлению и лечению заболевания. В Институте цитологии и генетики СО РАН реализуется крупномасштабный проект, направленный на всестороннее изучение O. felineus. Получен ряд оригинальных результатов, важных как в общебиологическом, так и медицинском аспектах.

Регионы распространения описторхов, клонорхов и меторхов.

ЧТО МЫ ЗНАЕМ ОБ ОПИСТОРХИДАХ

Глистными инвазиями* поражено огромное число людей, а еще большее находится под угрозой заражения. Согласно классификации Международного агентства по исследованию рака (IARC) два вида гельминтов - печеночных сосальщиков Clonorchis sinensis и Opisthorchis viverrini - с 1994 г. отнесены к первой группе самых мощных канцерогенов. Первый из них обитает в Китае, Корее, Японии, Лаосе, Вьетнаме и на Дальнем Востоке России, второй - в Таиланде, Лаосе, Вьетнаме и Камбодже. Для России же в целом эпидемиологически важен другой вид - Opisthorchis felineus, пока явно недостаточно изученный. Он распространен также в Украине, Беларуси, Казахстане и странах Прибалтики.

Печеночные сосальщики принадлежат к семейству описторхид (Opisthorchiidae), включающему в себя паразитов почти всех классов позвоночных, главным образом млекопитающих и птиц. Основные его представители, поражающие человека, - упоминавшиеся O. viverrini, C. sinensis и O. felineus. Менее распространены, но также опасны и другие представители этого семейства - Pseudamphistomum truncatum, Metorchis bilis и M. xanthosomus.

По разным оценкам, около 40 млн. человек, проживающих в странах Евразии, страдают от трематодозов**, вызванных этими возбудителями, и еще до 600 - 750 млн. подвержены риску заражения.

Большинство гельминтов неспособно к размножению в организме окончательного хозяина, и интенсивность инвазии увеличивается за счет повторяющихся заражений. Следует отметить, что перенесенные гельминтозы не дают устойчивого иммунитета, поэтому даже после полного излечения человек не гарантирован от реинвазирования.

Представители семейства Opisthorchiidae имеют сложно организованный жизненный цикл с чередованием двух промежуточных и окончательного хозяина. Первый из промежуточных - улитки-битинии, в качестве второго выступают рыбы 23 видов из семейства карповых (в частности, карп, сазан, лещ, плотва, красноперка и др.). Окончательным хозяином может быть человек и плотоядные животные как домашние (собаки, кошки, свиньи), так и дикие (лисы, выдры, норки, песцы, медведи, бобры и др.), в рацион которых входит рыба. Человек также инфицируется через рыбу - при ее употреблении в сыром виде (например, строганины) или рыбных продуктов, прошедших недостаточную термическую обработку, слабосоленых или вяленых.

* Инвазия (от лат. invasion - нападение) - заражение организма животными паразитами (прим. ред.).

** Трематодозы - целый ряд болезней человека и животных, вызываемых плоскими паразитическими червями, относящимися к классу трематод (сосальщиков) (прим. ред.).

Очаги описторхоза на территории СНГ: 1 - бассейн Балтийского моря, реки Неман и Западная Двина; 2 - бассейн Черного моря, реки Днепр, Дон и Днестр; 3 - бассейн Каспийского моря, реки Волга и Урал; 4 - Арктический бассейн, реки Обь и Иртыш; 5 - Арктический бассейн, река Бирюса.

По мере изучения экологии и биологии описторхид в природе и в условиях эксперимента выясняется, что список освоенных ими регионов постоянно увеличивается, а круг окончательных хозяев, которые могут служить резервуарами инвазий, должен быть существенно расширен.

O.felineus и O. viverrini являются возбудителями описторхоза - гельминтоза, поражающего преимущественно гепатобилиарную систему (в ее составе печень, желчный пузырь и желчевыводящие пути) и поджелудочную железу. У человека это заболевание отличается отсутствием специфичных клинических проявлений, характеризуется длительностью, быстрым переходом в хроническую стадию с частыми обострениями и может способствовать возникновению злокачественных опухолей печени (холангиокарцином) и поджелудочной железы. У больных, инвазированных описторхисами, риск возникновения холангиокарциномы возрастает в 10 раз. Печеночные сосальщики вида C.sinensis вызывают клонорхоз - заболевание, чрезвычайно близкое по симптоматике к описторхозу, с преимущественным поражением желчных протоков.

При отсутствии лечения O.felineus, C.sinensis и O.viverrini способны существовать в организме человека десятилетиями, а их численность как следствие регулярных реинвазий может достигать десятков тысяч экземпляров.

Инкубационный период при описторхозе продолжается 2 - 4 недели. Коварство этого гельминтоза состоит в бессимптомном течении начальных стадий, так что клинически инвазии часто начинают проявляться только при значительной численности паразитов, иногда через 10 - 20 лет после заражения. Это обстоятельство затрудняет диагностику, не дает возможности своевременно начать лечение и требует назначения больших доз лекарственных препаратов.

Впервые внимание к вопросам эпидемиологии гельминтозов человека и животных на территории России было привлечено выдающимся советским ученым - основателем отечественной гельминтологической науки академиком Константином Скрябиным (1878 - 1972). Еще в 20-е годы XX в. он инициировал организацию специальных Союзных гельминтологических экспедиций, работавших под его руководством и часто при непосредственном участии. За сорокалетний период их было проведено около 350, они охватили практически всю территорию СССР, и в итоге удалось получить достаточно полную характеристику эпидемиологической обстановки в масштабах страны, выявить регионы, неблагополучные по гельминтозам, и наладить в них плановые профилактические и оздоровительные мероприятия. Большое внимание уделялось и санитарно-просветительской

Географическая распространенность O. felineus и уровни заболеваемости описторхозом. Пунктиром показана граница природных очагов описторхоза. Звездочкой отмечен очаг на реке Бирюса. Красным выделены зоны с заболеваемостью 100 - 850 случаев, оранжевым - 20 - 100 случаев, желтым - 0 - 15 случаев (на 100000 жителей).

работе среди населения. Результаты экспедиций имели колоссальное значение для понимания роли гельминтофауны в формировании патологических состояний человека и животных.

В настоящее время природные очаги описторхоза локализуются на значительной части территории стран СНГ. Однако классифицировать его как природно-очаговое заболевание можно лишь условно, поскольку в связи с ростом мобильности населения пациенты, страдающие от инвазии O.felineus, выявляются и далеко за пределами этих очагов.

TERRA INCOGNITA

На территории России сосредоточено две трети мирового ареала описторхоза. Согласно государственным докладам 2007 и 2008 гг. "О санитарно-эпидемиологической обстановке в Российской Федерации" в стране ежегодно регистрируется до 40 тыс. больных. В структуре всех биогельминтозов на долю описторхоза приходится 74,8%, и это заболевание продолжает представлять серьезную социально-значимую проблему.

Описторхоз распространен преимущественно на территориях бассейнов рек Оби, Иртыша, Волги, Камы, Днепра, в меньшей степени - в бассейнах Урала и Северной Двины, в районах притоков Енисея. Здесь существуют очаги или сложились условия для их формирования: доказана зараженность рыбы, домашних и некоторых видов диких животных, обнаружены биотопы улиток битиний - промежуточного хозяина O.felineus.

По уровню общей зараженности населения регионы распространения паразита делятся на 4 категории: территории с пораженностью менее 1% квалифицируются как зоны спорадической инвазированности, а где поражено 1 - 10%, 10 - 40 и более 40% - как гипо-, мезо- и гиперэндемичные соответственно.

К гиперэндемичной территории относится крупнейший в мире очаг описторхоза, сформировавшийся в Обь-Иртышском речном бассейне. Заслуга его выявления принадлежит Константину Скрябину, под руководством которого в 1929 г. в этом районе работала 70-я Гельминтологическая экспедиция. Показатели заболеваемости в разных точках очага превышают общероссийские от 3 до 28 раз. Инвазированность сельского населения в нижнем течении Иртыша и среднем течении Оби достигает 90 - 95%, причем нередко заражены и дети дошкольного возраста.

К сожалению, несмотря на высокую эпидемиологическую значимость описторхоза, O.felineus все еще относится к разряду по сути не изученных видов с точки зрения молекулярной биологии и генетики. Практически ничего не известно о молекулярно-генетических характеристиках и другого вида описторхид - Metorchis bilis, формирующего наряду с O.felineus случаи сочетанных инфекций.

Совершенно очевидно, что всестороннее исследование этих гельминтов абсолютно необходимо как в медицинском, так и общебиологическом аспектах для дифференциальной диагностики гельминтозов, вызванных разными видами печеночных сосальщиков, выбора оптимальной стратегии лекарственной терапии, разработки ориентированных диагностикумов и фармакологических препаратов.

O.VIVERRINI И O.FELINEUS. КТО ОПАСНЕЕ?

Одним из ближайших "родственников" О.felineus является O.viverrini. Учитывая установленную роль последнего в развитии онкологических заболеваний печени, крайне важным представлялось выяснение сравнительной патогенной активности O.felineus. Эта работа была выполнена совместными усилиями сотрудников Института цитологии и генетики СО РАН и Университета Кхон Каена (Таиланд).

Эксперимент проводили на золотистых хомячках (Mesocricetus auratus) - наиболее распространенном модельном объекте для исследования самых разных вопросов, связанных с проблемой описторхоза. Животных разделили на две группы и заразили одну из них O.felineus, а другую - O.viverrini. Контролем служили незараженные хомячки. Через определенные промежутки времени после заражения анализировали печень животных на наличие патологических изменений. Выяснилось, что у хомячков из группы, инвазированной O.felineus, патологические изменения в печени появлялись значительно раньше, спектр болезнетворных изменений был шире, а их выраженность ярче в сравнении с группой, зараженной O.viverrini. Из этих результатов следует однозначный вывод: O.felineus ведет себя агрессивнее, чем O.viverrini, значительно превосходя своего южно-азиатского "собрата" по вредоносности влияния на организм хозяина.

Второе важное направление исследований в Институте цитологии и генетики СО РАН связано с поиском ответа на вопрос, каков эффект сочетанного воздействия на печень O.felineus и одного из нитрозосоединений - диметилнитрозамина (ДМН). С этим веществом человек сталкивается постоянно. Нитрозосоединения поступают в организм с водой и пищей, содержатся в табачном дыме, образуются в самом организме из нитратов и нитритов, содержащихся в съеденных овощах и фруктах, и при метаболизме некоторых лекарств. Они обнаруживаются в продуктах длительного хранения - сыре, копченостях, мясных, рыбных и овощных консервах.

Несколькими годами ранее исследователи из Университета Кхон Каена установили, что при сочетанием воздействии O.viverrini и ДМН на лабораторных животных у них наблюдается формирование холангиокарцином. А вот канцерогенные свойства O.felineus до последнего времени оставались неизученными.

Эксперимент по тестированию канцерогенности O.felineus, выполненный в Институте цитологии и генетики, строился по следующей схеме: 200 золотистых сирийских хомячков были разделены на 4 группы - контрольные животные (I), получающие диметилнитрозамин (II), зараженные O.felineus (III), подвергающиеся сочетанному воздействию диметилнитрозамина и O.felineus (IV). Опыт продолжался 40 недель. На протяжении эксперимента через определенные временные интервалы проводили сравнительный гистологический анализ печени животных из всех групп.

Как и следовало ожидать, состояние печени хомячков контрольной группы в ходе эксперимента не изменилось. У подопытных второй группы приблизительно с середины опыта появились прогрессирующие признаки патологии печени - жировая инфильтрация и разрастание соединительной ткани. У животных третьей группы в желчных протоках были обнаружены паразиты. В печени отмечались нарастающие со временем опыта признаки патологических процессов, характерных для предракового состояния. В целом же картина была сходной с той, что наблюдалась в опыте, проведенном совместно с тайскими исследователями: при инвазии O.felineus патологические изменения в печени животных проявляются быстрее и развиваются стремительнее, чем при заражении O.viverrini. Совсем плохо обстояли дела у животных четвертой группы, подвергнутых двойному воздействию - ДМН на фоне инвазии O.felineus. Все воспалительные и дегенеративные процессы в печени, наблюдавшиеся у хомячков из двух других экспериментальных групп, проявились раньше и были выражены гораздо резче. Кроме того, уже к 10-й неделе эксперимента у животных формировалась опухоль - холангиоцеллюлярная карцинома. При аналогичных условиях опыта, но при инвазии O.viverrini, холангиокарциномы возникали лишь на 14-й неделе.

Таким образом, эксперимент позволил впервые продемонстрировать роль O.felineus в малигнизации (злокачественном перерождении) печени. "Сибирский описторх" обладает канцерогенной активностью и подобно O.viverrini действует синергично с ДМН, но по канцерогенности значительно превосходит "родственника", по крайней мере, для модельного объекта - золотистых хомячков.

ЗАТРУДНИТЕЛЬНЫЙ ДИАГНОЗ

Проблема диагностики описторхоза достаточно остра, поскольку, как упоминалось, начальные стадии заболевания при невысокой дозе возбудителя и даже хронические формы могут протекать практически бессимптомно, а общая клиническая картина неспецифична, так что своевременное установление диагноза на ее основе затруднено или невозможно.

Для выявления "обской болезни" используют клинико-инструментальные методы, обычно применяемые в гастроэнтерологии - эндоскопия, рентгенография, УЗИ, компьютерная и магниторезонансная томография и др. В результате, как правило, выявляются изменение структуры печени, желчного пузыря и желчевыводящих путей, а также расстройства их функций.

Поскольку эти нарушения могут быть обусловлены и другими причинами, необходимо дополни-

тельное подтверждение диагноза. Факт инвазии однозначно устанавливается при обнаружении в биологическом материале яиц гельминта. Однако этот метод имеет существенные недостатки. Кроме того, что паразитологический анализ достаточно трудоемок, он в ряде случаев не дает ожидаемых результатов или приводит к ошибочным выводам, поскольку позволяет верифицировать диагноз лишь через месяц после заражения, когда паразиты начинают откладывать яйца, а при слабой инвазии или непроходимости желчных путей, когда яйца невозможно обнаружить, дает ложно отрицательный результат. К тому же с его помощью невозможно установить, каким конкретно паразитом вызвано заболевание, и назначить адекватное медикаментозное лечение соответственно виду возбудителя.

Дополнением к этим способам диагностики описторхоза служит метод иммуноферментного анализа (ИФА), позволяющий еще до появления яиц гельминтов выявить в сыворотках крови пациентов антитела, специфичные к антигенам паразитов, а также судить о динамике заболевания по титру антител. Масштаб применения иммунодиагностики возрастает, и именно с ее использованием на территории России ежегодно регистрируется около 40000 случаев описторхоза. Следует отметить, что существующие тест-системы для определения антител к антигенам описторха весьма несовершенны. К их недостаткам относится прежде всего невысокая чувствительность и недостаточная специфичность, что снижает достоверность результатов анализа. Кроме того, при исследовании сыворотки здоровых лиц и пациентов, страдающих непаразитарными заболеваниями или паразитозами иной этиологии, возможны ложноположительные результаты.

Определенные перспективы повышения точности ИФА открывает клонирование генов, кодирующих видоспецифичные белки-антигены, позволяющее нарабатывать препаративные количества последних. На этой основе можно создать диагностикумы высокой чувствительности и близкой к 100% специфичности. Зарубежным ученым уже удалось указать ряд потенциальных иммуногенов (антигенов) C.sinensis, гомологичных антигенам других видов трематод, основываясь на данных по полному секвенированию его генома.

Работа по определению перспективных антигенов O.felineus ведется в Институте цитологии и генетики СО РАН, где для этой цели применяются современные достижения в области геномики, транскриптомики и протеомики в сочетании с методами биоинформатики. Поскольку данных по полногеномному секвенированию O.felineus пока нет, исследователи пошли по пути анализатранскриптома (совокупности всех РНК) паразита, сосредоточив внимание на поиске наиболее представленных транскриптов. Такие транскрипты были обнаружены, и биоинформатический анализ показал, что транслируемые с них белки гомологичны уже известным антигенным белкам других трематод, в частности, O.viverrini. Вместе с тем они обладают специфичными характеристиками, отличающими их от этих гомологов, и могут поэтому рассматриваться в качестве кандидатов для разработки средств дифференциальной видовой диагностики O.felineus.

Проблема диагностики имеет и еще один важный аспект. Как упоминалось, под маской описторхоза могут скрываться гельминтозы со сходной симптоматикой - меторхоз и клонорхоз. Кроме того, возможны случаи сочетанного заражения с осложненной клинической картиной. Однако возбудители этих трематодозов - O.felineus, O.viverrini, M.bilis и C.sinensis - различаются по ряду биологических свойств, которые могут влиять, в частности, на восприимчивость к лекарственным препаратам. Следовательно, для выбора эффективной стратегии лечения, ориентированной на определенного возбудителя, необходимо знание видовой принадлежности паразита.

Решить этот вопрос можно с привлечением метода полимеразной цепной реакции (ПЦР), позволяющего обнаружить в анализируемом биологическом материале фрагмент ДНК, строго специфичный для возбудителя заболевания. В итоге становится реальным не только однозначно установить факт заражения пациента, но и определить таксономическую принадлежность паразита вне зависимости от стадии его развития на момент проведения анализа. К бесспорным преимуществам метода, наряду с результативностью, следует отнести и высокую производительность в сочетании с относительной дешевизной при массовом скрининге, что делает его весьма перспективным для мониторинга санитарно-эпидемиологической и экологической ситуации. Работы по созданию эффективных тест-систем для ПЦР-диагностики гельминтозов зарубежные биотехнологические фирмы интенсифицировали еще в 1990-е годы. В нашей стране такие поиски должного развития пока не получили.

Одна из пионерских разработок в этом направлении выполнена в Институте цитологии и генетики СО РАН. Здесь создана и апробирована система, объединяющая "в одной пробирке" целый комплекс анализов, - мультиплексная ПЦР. Система позволяет не только четко детектировать сам факт заболевания, но и дифференцировать возбудителей, его вызвавших.

Предложенный диагностикум доказал свою эффективность на практике: в обследованной группе пациентов достоверно выявлены случаи сочетанных инвазий O.felineus и M.bilis. Его внедрение в клиническую лабораторную практику несомненно повысит эффективность диагностики описторхоза.

ПРОБЛЕМЫ ЛЕЧЕНИЯ И ПРОФИЛАКТИКИ

Существующий набор антитрематодозных лекарственных средств крайне ограничен. Основной из них - празиквантель, введенный в клиническую практику еще в 1978 г. Он достаточно эффективен, и в эндемичных районах с его помощью удается довольно успешно контролировать заболеваемость при условии правильной и своевременной диагностики. Однако празиквантель не свободен от нежелательного побочного действия. Кроме того, стали накапливаться данные об устойчивости к нему паразитов, поэтому при разработке новых препаратов, а потреб-

ность в них очевидна, необходимо учитывать механизмы, используемые паразитом для детоксикации лекарств и выработки резистентности к их действию. Поясним, как они действуют. Суть в том, что у всех живых организмов - от бактерий до млекопитающих - обезвреживание ксенобиотиков (а лекарственный препарат является таковым как для хозяина, так и для паразита) происходит примерно одинаково - через универсальный процесс биотрансформации с участием ферментов, принадлежащих суперсемейству цитохромов Р450. До последнего времени считалось, что паразитические плоские черви, в отличие от свободноживущих собратьев, их лишены. Однако в результате исследований, впервые выполненных в Институте цитологии и генетики СО РАН, было показано: O.felineus обладает одним ферментом из числа Р450. Поскольку биотрансформация ксенобиотиков имеет решающее значение в адаптации организма к условиям существования, вероятно, такой минимализм обусловлен стабильностью среды обитания O.felineus как облигатного паразита*, не нуждающегося по этой причине в разнообразии ферментов биотрансформации. Изучение роли этого фермента в метаболизме паразита и утилизации празиквантеля продолжается. Результаты исследования прольют свет на механизмы формирования устойчивости паразита к антигельминтикам и позволят разработать стратегию ее преодоления.

Одна из возможностей борьбы с гельминтами состоит в мобилизации внутренних ресурсов организма постоянного хозяина. За внедрением паразита следует реакция иммунной системы, так что ее состояние определяет устойчивость к инвазиям и тяжесть их течения. С учетом этого обстоятельства можно предупреждать заболевание, формируя иммунитет с помощью специализированных моно- и поливакцин в соответствии с видами возбудителей, циркулирующими в определенном эндемичном районе. Такая профилактика имеет несомненные преимущества перед традиционными фармакологическими средствами, поскольку вакцины (если они не вызывают аллергических реакций у пациента) свободны от большинства отрицательных эффектов, сопровождающих применение лекарств. Следует особо подчеркнуть, что создание и применение вакцин против описторхидных инфекций будет одновременно снижать риск онкопатологии гепатобилиарной системы и поджелудочной железы, в частности, развития холангиокарциномы.

Авторы благодарят сотрудников Института цитологии и генетики СО РАН кандидатов биологических наук Алексея Катохина, Сергея Шеховцова, научного сотрудника Киру Задесенец за предоставленный иллюстративный материал

* Облигатный паразит не способен жить вне организма хозяина (прим. ред.).

Permanent link to this publication: