Введение

Вид бактерии *Rickettsia rickettsii* – это грамотрицательная, внутриклеточная, коккобацилла, впервые обнаруженная в 1902 году. *R. rickettsii* является возбудителем пятнистой лихорадки Скалистых гор и передается хозяину через укус клеща. Это один из наиболее патогенных видов рикетсий, поражающий большую часть Западного полушария, преимущественно в Америке. Патогенный агент обнаружен на всех континентах, кроме Антарктиды; однако, пятнистая лихорадка Скалистых гор наиболее распространена в Северной, Центральной и Южной Америке. Клещи, переносящие *R. rickettsii*, относятся к семейству Ixodidae, также известному как "твердотельные" клещи. Клещи выступают в качестве переносчиков, резервуаров и усилителей этой бактерии. Клещи могут заразиться *R. rickettsii* различными путями. Во-первых, незараженный клещ может инфицироваться при питании кровью зараженного позвоночного хозяина, например, кролика, на стадии личинки или нимфы; этот способ передачи называется трансстадиальной. После заражения патогеном клещ остается инфицированным на протяжении всей жизни. Американский собачий клещ и горный лесной клещ служат долгосрочными резервуарами для *Rickettsia rickettsii*, где организм обитает в задних дивертикулах средней кишки, тонкой кишки и яичниках клеща. Важно отметить, что *R. rickettsii* неэффективно заражает яичники взрослых самок клещей, что приводит к снижению скорости вертикальной передачи. Колонизация яичников рикетсиями более успешна, когда клещи приобретают патоген на стадии личинки или нимфы. У клещей, инфицированных *R. rickettsii*, также наблюдается снижение плодовитости. В связи с этими ограничениями, долгосрочное поддержание *R. rickettsii* в популяциях клещей в основном зависит от горизонтальной передачи посредством обмена бактериями во время питания инфицированных хозяев. Продолжительность прикрепления клеща, бактериальная нагрузка в слюне клеща и эффективность передачи *Rickettsia* являются важными факторами, определяющими передачу от клещей к человеку.

Экология

В дополнение к тому, что векторы *R. rickettsii* находятся в Соединенных Штатах, эта бактерия обычно заражает определенных клещей в Южной Америке. Каянский клещ (*Amblyomma cajennense*) и коричневый собачий клещ (*Rhipicephalus sanguineus*) – распространенные переносчики, встречающиеся в Южной Америке. Желтый собачий клещ (*Amblyomma aureolatum*) является еще одним переносчиком, заражающим отдельные регионы Бразилии. Заражая лошадей и капибар, каянский клещ превращает позвоночных хозяев в резервуары бактерий. Другие мелкие виды грызунов служат резервуарными хозяевами как в Соединенных Штатах, так и в Южной Америке. Для того, чтобы позвоночный хозяин стал резервуаром для *R. rickettsii*, необходимо выполнение определенных условий. Во-первых, в эндемичной области должна существовать большая популяция данного хозяина. Затем, позвоночный должен быть основным хозяином для вектора, чтобы тот мог завершить свой жизненный цикл. Кроме того, он должен быть восприимчив к заражению *R. rickettsii*, и, попав внутрь, бактерии должны инфицировать хозяина в достаточной степени, чтобы его кровь заражала других клещей, прикрепляющихся к нему. Наконец, хозяин должен принадлежать к виду с высокой численностью, чтобы обеспечить постоянный источник неиммунных резервуаров. Другой путь заражения – укус инфицированного клеща. После укуса инфицированного клеща, *R. rickettsii* попадают в кровоток через слюнные выделения клеща.

Метаболические пути

R. rickettsii – облигатные внутриклеточные бактерии, то есть для размножения и выживания им необходима клетка-хозяин. Это обусловлено множеством метаболических дефицитов патогена и необходимостью заимствовать метаболиты из клетки-хозяина. Из-за редуцированного генома R. rickettsii не способен использовать гликолиз и пентозофосфатный путь, и поскольку эти пути недоступны, бактерия вынуждена использовать цикл трикарбоновых кислот (ТЦК) в качестве альтернативного пути. Однако это возможно только за счет использования метаболитов клетки-хозяина. Это происходит потому, что гликоконъюгаты клеточной стенки синтезируются с использованием трех специфических сахаров, содержащихся в клетках-хозяевах, а также других метаболитов, получаемых из клетки-хозяина для обеспечения работы ТЦК. Одним из метаболитов, который R. rickettsii использует из клетки-хозяина для синтеза пептидогликана и липополисахаридов, является сахар под названием УДФ-N-ацетил-α-D-глюкозамин. Для выживания внутри клетки-хозяина также необходимы импортируемые глутамин, глутамат и малат. Они используются для регуляции потока ацетил-КоА, который синтезируется из пирувата, также получаемого бактерией из клетки-хозяина. В целом, геном R. rickettsii не кодирует многие ферменты и белки, необходимые для функционирования путей, отличных от ТЦК. Эти бактерии импортируют множество промежуточных продуктов, кофакторов и побочных продуктов из метаболических путей клеток-хозяев для собственного использования, синтеза необходимых структур и обеспечения энергией для выживания. R. rickettsii также имеет внешний слой, или "микрокапсулу", которая функционирует аналогично S-слою или слизистому слою других бактерий. Этот слизистый слой состоит в основном из полисахаридов, а "микрокапсула" способствует механизмам, связанным с антифагоцитозом и прикреплением к клеткам-хозяевам.

Патофизиология

Хотя люди служат хозяевами для R. rickettsii, они не участвуют в передаче рикетсий. Фактически, патоген поддерживается благодаря своему переносчику – клещам. Выживание R. rickettsii в клетках иммунной системы повышает вирулентность патогена у млекопитающих. Актин-зависимая подвижность (ABM) является фактором вирулентности, позволяющим патогену уклоняться от иммунных клеток хозяина и распространяться в соседние клетки. Предполагается, что ген Sca2, являющийся детерминантом полимеризации актина, является отличительной чертой семейства Риккетсий, поскольку мутанты R. rickettsii с транспозоном Sca2 способны избегать аутофагии фагоцитарными клетками хозяина. Это приводит к усилению проявлений заболевания у хозяина.

Геном и фенотипы

R. rickettsii – облигатный внутриклеточный альфа-протеобактерий, относящийся к семейству Rickettsiacea. Он меньше по размеру, чем большинство других бактерий. Такой небольшой размер генома позволяет бактерии поддерживать внутриклеточный образ жизни с повышенной патогенностью, обусловленной редукцией генов. Поддержание в клещевом хозяине осуществляется посредством трансовариальной передачи. Ключевой особенностью, обеспечивающей дифференциацию, являются рикетсиальные белки внешней мембраны rOmpA и rOmpB. Центры по контролю и профилактике заболеваний США (CDC) заявляют, что диагностика пятнистой лихорадки Скалистых гор (RMSF) должна основываться на клинических признаках и симптомах пациента, а затем подтверждаться специализированными лабораторными исследованиями. Однако диагностика RMSF часто бывает ошибочной из-за ее неспецифического начала. Большинство инфекций, вызванных R. rickettsii, происходит в теплые месяцы – с апреля по сентябрь. Симптомы могут проявиться у хозяина через 1–2 дня или до 2 недель после заражения. Диагностика RMSF облегчается при наличии анамнеза укуса клеща или при уже появившейся сыпи у пораженного человека. При отсутствии надлежащего лечения заболевание может стать серьезным, приводя к госпитализации и возможному летальному исходу.

Признаки и симптомы

На начальных стадиях болезни инфицированный человек может испытывать головные боли, боли в мышцах, озноб и высокую температуру. Другие ранние симптомы могут включать тошноту, рвоту, потерю аппетита и инъекцию конъюнктивы (покраснение глаз). У большинства людей, зараженных R. rickettsii, развивается пятнистая сыпь, которая обычно появляется через 2–4 дня после начала лихорадки. При отсутствии лечения могут развиться более тяжелые симптомы, такие как бессонница, снижение когнитивных функций, кома, а также поражение сердца, почек, печени, легких или других органов. В редких случаях у пациентов может возникать боль в груди из-за миокардита. Дополнительно, к редким симптомам относятся нарушение зрения и артрит, которые могут проявляться как хронические последствия, сохраняющиеся от 10 дней до 4 лет. Другие хронические последствия включают некоторые неврологические нарушения, такие как затруднения с речью, дисфагия, атаксия, потеря памяти, корковая слепота и снижение концентрации внимания. Некроз кожи – еще одно редкое проявление последствий.

Тяжелые инфекции

Пациентам с тяжелыми инфекциями может потребоваться госпитализация. Более тяжелые симптомы возникают позднее в ответ на тромбоз (свертывание крови), вызванный R. rickettsii, поражающим эндотелиальные клетки в сосудистой ткани. У них может развиться гипонатриемия, наблюдаться повышение уровня печеночных ферментов и другие более выраженные симптомы. В тяжелых случаях часто возникают осложнения со стороны дыхательной системы, центральной нервной системы, желудочно-кишечного тракта или почек. В случае менингоэнцефалита R. rickettsii вызывает повреждение клеток мозговой ткани, приводящее к воспалению. Кроме того, острый респираторный дистресс-синдром и коагулопатия развиваются при прогрессировании РМСФ до тяжелых стадий. Наиболее тяжело болезнь протекает у пожилых пациентов, мужчин, афроамериканцев, людей, злоупотребляющих алкоголем, и пациентов с дефицитом G6PD. Уровень смертности при РМСФ составляет от 3 до 5% в леченных случаях, но от 13 до 25% – в нелеченных. Наиболее распространенным и эффективным средством лечения пятнистой лихорадки Скалистых гор является антимикробный препарат доксициклин. Этот антибиотик оказывает бактериостатическое действие, ингибируя синтез белка путем блокирования 30S-субъединицы рибосомы. Исследуются и другие методы лечения, включающие хлорамфеникол, фторхинолоны и макролиды. Однако лечение только хлорамфениколом, по сравнению с другими схемами (только тетрациклины, хлорамфеникол и тетрациклины, или отсутствие лечения), было связано с трехкратным увеличением показателя смертности.

История

Впервые пятнистая лихорадка Скалистых гор (RMSF) была выявлена в долине Айдахо в 1896 году майором Маршалом Х. Вудом. На момент открытия о болезни было известно немного. Изначально её называли "чёрной корью" из-за почернения поражённых участков кожи на поздних стадиях заболевания. Первое клиническое описание пятнистой лихорадки Скалистых гор было опубликовано Эдвардом Э. Макси в долине реки Снейк в 1899 году. В то время 69% пациентов с диагнозом RMSF умирали. Рекомендации по лечению изменились в 1990-х годах в пользу первичного терапевтического применения препаратов класса тетрациклинов. Это совпало со снижением ежегодного уровня смертности (CFR) начиная с 1980-х и до начала 1990-х годов.