Введение
Инфекционное заболевание, вызванное полиовирусом.
Полиомиелит встречается в природе только у людей. (например, из-за плохой гигиены или при употреблении пищи или воды, загрязненных человеческими фекалиями), или при передаче от человека к человеку. Вирус, вызывающий это заболевание, был впервые идентифицирован в 1909 году австрийским иммунологом Карлом Ландштейнером. Массовые вспышки начали происходить в конце XIX века в Европе и Соединенных Штатах. После внедрения вакцин против полиомиелита в 1950-х годах заболеваемость полиомиелитом резко снизилась до 30 подтвержденных случаев в 2022 году, зарегистрированных лишь в трех странах. Редкие случаи передачи заболевания и/или паралитического полиомиелита связаны с применением ослабленной пероральной вакцины, поэтому предпочтение отдается инъекционной вакцине.
Причина
Полиомиелит не поражает виды, отличные от человека. Болезнь вызывается инфекцией, обусловленной представителем рода Enterovirus, известным как полиовирус (PV). Эта группа РНК-вирусов колонизирует желудочно-кишечный тракт – в частности, ротоглотку и кишечник. Его структура достаточно проста и состоит из одноцепочечного (+) РНК-генома, заключенного в белковую оболочку, называемую капсидом. Все три серотипа крайне вирулентны и вызывают одинаковые симптомы заболевания. WPV2 был сертифицирован как ликвидированный в 2015 году, а WPV3 – как ликвидированный в 2019 году. Инкубационный период (от момента заражения до появления первых признаков и симптомов) составляет от трех до шести дней при непаралитическом полиомиелите. Если заболевание прогрессирует до паралича, это происходит в течение 7–21 дней. Инфицирование или вакцинация одним серотипом полиовируса не обеспечивает иммунитета против других серотипов, а для формирования полного иммунитета требуется воздействие каждого серотипа. Пероральная полиомиелитная вакцина содержит ослабленные вирусы, способные к репликации. В редких случаях эти вирусы могут передаваться от вакцинированного человека к другим людям, у которых могут возникнуть симптомы полиомиелита. В сообществах с высоким уровнем вакцинации передача ограничена, и вирус исчезает. В сообществах с низким уровнем вакцинации этот ослабленный вирус может продолжать циркулировать. Полиомиелит, возникающий по этой причине, называется циркулирующим полиовирусом, производным от вакцины (cVDPV), чтобы отличать его от природного или "дикого" полиовируса (WPV).
Трансмиссия
Полиомиелит крайне заразен. Заболевание передается главным образом фекально-оральным путем, при употреблении загрязненной пищи или воды. В редких случаях передача происходит воздушно-капельным путем. К группам риска относятся пожилые люди, маленькие дети, люди с иммунодефицитом и недоеданием. Хотя вирус способен проникать через плацентарный барьер во время беременности, плод, по всей видимости, не страдает ни от материнской инфекции, ни от вакцинации против полиомиелита. Материнские антитела также проникают через плаценту, обеспечивая пассивный иммунитет, который защищает младенца от заражения полиомиелитом в первые месяцы жизни.
Патофизиология
Полиовирус проникает в организм через рот, инфицируя первые клетки, с которыми он контактирует – глотку и слизистую оболочку кишечника. Он проникает в клетку, связываясь с иммуноглобулиноподобным рецептором, известным как полиовирусный рецептор или CD155, на клеточной мембране. Затем вирус захватывает клеточные механизмы хозяина и начинает реплицироваться. Полиовирус размножается в клетках желудочно-кишечного тракта около недели, после чего распространяется на миндалины (в особенности на фолликулярные дендритные клетки в зародышевых центрах миндалин), на кишечную лимфоидную ткань, включая М-клетки пейеровых бляшек, и на глубокие шейные и брыжеечные лимфатические узлы, где активно размножается. Вирус затем поступает в кровоток. Вирусемия, то есть присутствие вируса в крови, обеспечивает его широкое распространение по организму. Полиовирус способен выживать и размножаться в крови и лимфатической системе в течение длительного времени, иногда до 17 недель. В небольшом проценте случаев он может распространяться и реплицироваться в других тканях, таких как бурая жировая ткань, ретикулоэндотелиальная система и мышцы. Это устойчивое размножение вызывает выраженную вирусемию и приводит к развитию незначительных гриппоподобных симптомов. Редко это может прогрессировать, и вирус проникает в центральную нервную систему, вызывая местную воспалительную реакцию. В большинстве случаев это приводит к самоограничивающемуся воспалению мозговых оболочек – непаралитическому асептическому менингиту. Механизмы распространения полиовируса в ЦНС изучены недостаточно, однако, по-видимому, это в основном случайное событие, мало зависящее от возраста, пола или социально-экономического статуса человека. Разрушение нейронов вызывает поражения в спинномозговых ганглиях, которые также могут возникать в ретикулярной формации, вестибулярных ядрах, черве мозжечка и глубоких ядрах мозжечка. Вероятность развития паралитического полиомиелита возрастает с возрастом, как и степень паралича. У детей наиболее вероятным последствием поражения ЦНС является непаралитический менингит, а паралич развивается лишь в одном из 1000 случаев. У взрослых паралич встречается в одном из 75 случаев. У детей младше пяти лет чаще всего наблюдается паралич одной ноги, в то время как у взрослых более вероятен обширный паралич грудной клетки и живота, затрагивающий все четыре конечности – тетраплегия. Частота паралича также варьируется в зависимости от серотипа полиовируса: наиболее высокие показатели паралича (один из 200) связаны с полиовирусом типа 1, а самые низкие (один из 2000) – с типом 2.
Полио в позвоночнике
Спинальный полиомиелит, наиболее распространенная форма паралитического полиомиелита, развивается в результате вирусного вторжения в моторные нейроны передних рогов спинного мозга или вентрального (переднего) отдела серого вещества спинного столба, которые отвечают за движение мышц, включая мышцы туловища, конечностей и межреберных мышц. Вирусное вторжение вызывает воспаление нервных клеток, приводящее к повреждению или разрушению ганглиев моторных нейронов. При гибели спинномозговых нейронов развивается валлеровская дегенерация, вызывающая слабость мышц, ранее иннервированных этими нейронами. Разрушение нервных клеток приводит к прекращению поступления сигналов от мозга или спинного мозга к мышцам; без нервной стимуляции мышцы атрофируются, становятся слабыми, вялыми, плохо контролируемыми и, в конечном итоге, полностью парализованными. Степень спинального паралича зависит от пораженного участка спинного мозга – шейного, грудного или поясничного. Вирус может поражать мышцы с обеих сторон тела, однако чаще паралич носит асимметричный характер. Лабораторная диагностика обычно основывается на выделении полиовируса из образца кала или мазка из глотки. В редких случаях возможно обнаружение полиовируса в крови или спинномозговой жидкости. Образцы полиовируса подвергаются дальнейшему анализу с использованием обратной транскрипционной полимеразной цепной реакции (ОТ-ПЦР) или геномного секвенирования для определения серотипа (то есть 1, 2 или 3) и установления, является ли вирус диким или вакциноассоциированным штаммом. Хаммон предположил, что гамма-глобулин, содержащий антитела к полиовирусу, можно использовать для прекращения инфекции полиовирусом, профилактики заболевания и снижения его тяжести у пациентов, уже заразившихся полиомиелитом. Результаты крупного клинического исследования оказались многообещающими: было показано, что гамма-глобулин эффективен примерно в 80% случаев в предотвращении развития паралитического полиомиелита. Также было продемонстрировано, что он снижает тяжесть заболевания у пациентов, у которых развился полиомиелит.
Вакцина
В мире для борьбы с полиомиелитом используются два типа вакцин: инактивированный полиовирус, вводимый инъекцией, и ослабленный полиовирус, вводимый перорально. Оба типа вызывают иммунитет к полиомиелиту и эффективно защищают от заболевания. Инактивированная полиомиелитная вакцина (IPV) была разработана в 1952 году Джонасом Солком в Университете Питтсбурга и представлена миру 12 апреля 1955 года. Вакцина Солка основана на полиовирусе, выращенном в культуре тканей почки обезьяны (клеточной линии Vero), химически инактивированном формалином. Ослабленный полиовирус в вакцине Сабина эффективно реплицируется в кишечнике – основном месте инфекции и репликации дикого полиовируса, – но штамм вакцины не способен эффективно реплицироваться в тканях нервной системы. Одна доза ОПВ Сабина обеспечивает иммунитет ко всем трем серотипам полиовируса примерно у 50% вакцинированных. Три дозы ОПВ формируют защитные антитела ко всем трем типам полиовируса у более чем 95% вакцинированных. В 1958 году она была выбрана Национальными институтами здоровья США в конкуренции с живыми вакцинами Копровски и других исследователей. Лицензированная в 1962 году, IPV обеспечивает хороший иммунитет, но менее эффективна в предотвращении распространения дикого полиовируса фекально-оральным путем. Благодаря своей низкой стоимости, простоте введения и отличной иммуногенности в кишечнике (что помогает предотвратить инфицирование диким вирусом в эндемичных районах), пероральная полиомиелитная вакцина стала вакциной выбора для контроля полиомиелита во многих странах. В очень редких случаях ослабленный вирус в ОПВ Сабина может вернуться к форме, способной вызывать паралич. В 2017 году количество случаев, вызванных полиовирусом, производным от вакцины (cVDPV), впервые превысило количество случаев дикого полиовируса, что связано с рекордно низким уровнем заболеваемости диким полиомиелитом. Большинство индустриально развитых стран перешли на инактивированную полиомиелитную вакцину, которая не может ревертировать, либо в качестве единственной вакцины против полиомиелита, либо в сочетании с пероральной полиомиелитной вакциной. Разработка улучшенной пероральной вакцины (новая пероральная полиомиелитная вакцина типа 2 nOPV2) началась в 2011 году, экстренная лицензия была получена в 2021 году, а полная лицензия – в декабре 2023 года. Она обладает большей генетической стабильностью, чем традиционная пероральная вакцина, и менее склонна к возврату к вирулентной форме. Лечение полиомиелита часто требует длительной реабилитации, включающей трудотерапию, физиотерапию, ортезы, корректирующую обувь и, в некоторых случаях, ортопедические операции. Это обусловлено также искоренением полиомиелита в большинстве стран мира. К другим историческим методам лечения полиомиелита относятся гидротерапия, электротерапия, массаж и пассивные движения, а также хирургические вмешательства, такие как удлинение сухожилий и пересадка нервов. Половина пациентов со спинальным полиомиелитом полностью выздоравливают, у четверти наблюдается выздоровление с легкой инвалидностью, а оставшаяся четверть остается с тяжелой инвалидностью. Степень как острого, так и остаточного паралича, вероятно, пропорциональна степени вирусемии и обратно пропорциональна степени иммунитета. В целом, от 5 до 10% пациентов с паралитическим полиомиелитом умирают из-за паралича дыхательных мышц. Уровень смертности варьируется в зависимости от возраста: от 2 до 5% среди детей и до 15–30% среди взрослых. При наличии поддерживающей вентиляции с положительным давлением смертность может быть снижена до 15%.
Восстановление
Многие случаи полиомиелита приводят лишь к временному параличу. Паралич, сохраняющийся после одного года, скорее всего, будет постоянным, хотя некоторое восстановление мышечной силы возможно в течение 18 месяцев после инфекции. Эти ростки могут реиннервировать «сиротские» мышечные волокна, которые были денервированы при острой полиомиелитной инфекции, восстанавливая их способность к сокращению и улучшая силу. Помимо этих физиологических процессов, организм может компенсировать остаточный паралич и другими способами. Более слабые мышцы могут использоваться с интенсивностью, превышающей обычную относительно их максимальной мощности, могут развиваться малоиспользуемые мышцы, а связки могут обеспечивать стабильность и подвижность. В некоторых случаях рост пораженной ноги замедляется из-за полиомиелита, в то время как другая нога продолжает расти нормально. В результате одна нога становится короче другой, человек хромает и наклоняется в сторону, что, в свою очередь, может привести к деформациям позвоночника (например, сколиозу). Осложнения, связанные с длительной неподвижностью и затрагивающие легкие, почки и сердце, включают легочный отек, аспирационную пневмонию, инфекции мочевыводящих путей, камни в почках, паралитический илеус, миокардит и легочное сердце. При этом отмечаются новая мышечная слабость и сильная утомляемость. Это состояние известно как постполиомиелитный синдром (ППС) или постполиомиелитные последствия. Считается, что симптомы ППС связаны с недостаточностью увеличенных моторных единиц, сформировавшихся в фазе восстановления после паралитического заболевания. Факторы, повышающие риск развития ППС, включают старение с потерей нейронов, наличие стойких остаточных нарушений после перенесенного острого заболевания, а также как чрезмерную, так и недостаточную нагрузку на нейроны. ППС – это медленно прогрессирующее заболевание, для которого не существует специфического лечения.
Эпидемиология
До XX века крупных эпидемий полиомиелита не было известно; до этого времени полиомиелит был эндемичным заболеванием по всему миру. Матери, переболевшие полиомиелитом, передавали своим детям временный иммунитет во время беременности и с грудным молоком. В результате, младенец, столкнувшийся с инфекцией полиомиелита, обычно переносил заболевание в легкой форме и приобретал длительный иммунитет. С улучшением санитарных условий и гигиены в XIX веке общий уровень популяционного иммунитета снизился, что создало условия для частых эпидемий полиомиелита. После широкого применения вакцины против полиовируса в середине 1950-х годов число новых случаев полиомиелита значительно уменьшилось во многих индустриально развитых странах. Усилия по полной ликвидации заболевания начались в 1988 году и продолжаются до сих пор.
Афганистан и Пакистан
Последними регионами, где регистрируются случаи дикого полиомиелита, являются страны Южной Азии – Афганистан и Пакистан. Происходили нападения и гибли работники, проводящие вакцинацию; в 2013 и 2014 годах были убиты 66 вакцинаторов. Эти факторы замедлили усилия по ликвидации полиомиелита посредством вакцинации в этих странах. В Афганистане в 2011 году было зарегистрировано 80 случаев полиомиелита в 35 районах. За последующие 10 лет заболеваемость снизилась до 4 случаев в 2 районах в 2021 году. В Пакистане количество случаев снизилось на 97 процентов с 2014 по 2018 год, что связано с поддержкой Объединенных Арабских Эмиратов в размере 440 миллионов дирхамов для вакцинации более десяти миллионов детей, изменениями в военной обстановке и арестами некоторых из тех, кто нападал на работников, проводящих вакцинацию от полиомиелита.
Северная и Южная Америка
В 1994 году обе Америки были объявлены зоной, свободной от полиомиелита. Последний зарегистрированный случай заболевания был зафиксирован в 1991 году у мальчика в Перу. Центры по контролю и профилактике заболеваний США (CDC) рекомендуют ревакцинацию против полиомиелита путешественникам и лицам, проживающим в странах, где эта болезнь эндемична. В июле 2022 года в штате Нью-Йорк (США) был зарегистрирован первый за почти десятилетие случай полиомиелита в стране, который впоследствии был связан со штаммом вируса, происходящим из вакцины.
Западная Тихоокеанская
В 2000 году полиомиелит был официально объявлен ликвидированным в 37 странах Западной части Тихого океана, включая Китай и Австралию. Несмотря на то, что заболевание было ликвидировано десять лет назад, в сентябре 2011 года в Китае была подтверждена вспышка, вызванная штаммом, распространенным в Пакистане. В сентябре 2019 года Министерство здравоохранения Филиппин объявило о вспышке полиомиелита в стране после выявления одного случая у 3-летней девочки. В декабре 2019 года острый полиомиелит был подтвержден у младенца в штате Сабах, на Борнео, в Малайзии. Впоследствии было зарегистрировано еще три случая полиомиелита, последний из которых был зарегистрирован в январе 2020 года. Обе вспышки были связаны с полиомиелитом, происхождением от вакцины.
Европа
В 2002 году Европа была объявлена зоной, свободной от полиомиелита.
Юго-Восточная Азия
27 марта 2014 года ВОЗ объявила об искоренении полиомиелита в регионе Юго-Восточной Азии, включающем одиннадцать стран: Бангладеш, Бутан, Северную Корею, Индию, Индонезию, Мальдивы, Мьянму, Непал, Шри-Ланку, Таиланд и Восточный Тимор. С добавлением этого региона 80% населения мира проживало в регионах, свободных от полиомиелита, что было отмечено ВОЗ в 2013 году. С октября по ноябрь 2013 года в Дейр-эз-Зоре (Сирия) было подтверждено 15 случаев заболевания среди детей. Впоследствии были выявлены еще два случая: по одному в сельской местности Дамаска и Алеппо. Это была первая вспышка полиомиелита в Сирии с 1999 года. Врачи и международные организации здравоохранения сообщают о более чем 90 случаях полиомиелита в Сирии, выражая опасения по поводу распространения инфекции в районах, контролируемых повстанцами, из-за недостаточной санитарии и отсутствия доступа к безопасной воде. Кампания вакцинации в Сирии проходила буквально под обстрелом и привела к гибели нескольких медицинских работников, однако уровень охвата вакцинацией вернулся к довоенному. В настоящее время в Сирии нет полиомиелита, но страна считается зоной риска.
Африка
В 2003 году в северной Нигерии – стране, которая в то время считалась предварительно свободной от полиомиелита – был издан фетва, объявляющий, что вакцина против полиомиелита разработана для того, чтобы делать детей бесплодными. Впоследствии полиомиелит вновь появился в Нигерии и распространился оттуда в несколько других стран. В 2013 году девять медицинских работников, проводивших вакцинацию против полиомиелита, были атакованы и убиты вооруженными людьми на мотоциклах в Кано, однако это было единственное нападение. Местные традиционные и религиозные лидеры, а также люди, перенесшие полиомиелит, работали над восстановлением кампании по вакцинации, и в сентябре 2015 года Нигерия была исключена из списка стран, эндемичных по полиомиелиту, после более чем года без новых случаев заболевания, но в 2016 году была возвращена в этот список после выявления двух случаев. В августе 2020 года Африка была объявлена свободной от дикого полиомиелита, хотя случаи циркулирующего вакциноассоциированного полиовируса 2-го типа продолжают возникать в нескольких странах. Единственный случай дикого полиомиелита, выявленный в Малави в феврале 2022 года, и еще один в Мозамбике в мае 2022 года, были импортированы из Пакистана и не влияют на статус Африканского региона как территории, свободной от дикого полиовируса.
История
Последствия полиомиелита были известны еще в доисторическую эпоху: на египетских картинах и резьбе изображены здоровые люди с дряблыми конечностями и маленькие дети, ходящие с тростями. Самый ранний известный случай полиомиелита подтверждается останками девочки-подростка, обнаруженными в 4000-летнем захоронении в Объединенных Арабских Эмиратах, демонстрирующими характерные симптомы заболевания. Первое клиническое описание полиомиелита дал английский врач Майкл Андервуд в 1789 году, назвав его «слабостью нижних конечностей». Работы врачей Якоба Хайне в 1840 году и Карла Оскара Медина в 1890 году привели к тому, что болезнь стала известна как болезнь Хайне — Медина. Позже болезнь стали называть детским параличом, поскольку она чаще всего поражает детей. До начала XX века случаи полиомиелита у младенцев до шести месяцев были редки, большинство случаев приходилось на детей от шести месяцев до четырех лет. Плохая санитария того времени приводила к постоянному воздействию вируса, что способствовало развитию естественного иммунитета в популяции. В развитых странах в конце XIX и начале XX веков улучшение санитарных условий, включая улучшение канализации и водоснабжения, значительно увеличило долю детей и взрослых, подверженных риску паралитического полиомиелита, за счет снижения детского воздействия и иммунитета к болезни. Около 1900 года в Европе и США начали возникать небольшие локальные эпидемии паралитического полиомиелита. В первой половине XX века вспышки болезни достигли масштабов пандемии в Европе, Северной Америке, Австралии и Новой Зеландии. К 1950 году пик заболеваемости паралитическим полиомиелитом в Соединенных Штатах сместился от младенцев к детям в возрасте от пяти до девяти лет, когда риск паралича выше; около трети случаев приходилось на лиц старше 15 лет. Соответственно, в этот период также увеличилась частота паралича и смертности от полиомиелита. Медицина интенсивной терапии берет свое начало в борьбе с полиомиелитом. Большинство больниц в 1950-х годах имели ограниченный доступ к «железным легким» для пациентов, не способных дышать без механической поддержки. Центры респираторной поддержки, предназначенные для оказания помощи наиболее тяжелым пациентам с полиомиелитом, впервые созданные в 1952 году в больнице Блегдам в Копенгагене датским анестезиологом Бьёрном Ибсеном, стали предшественниками современных отделений интенсивной терапии (ОИТ). (Год спустя Ибсен основал первое в мире специализированное ОИТ.) Эпидемии полиомиелита не только изменили жизнь выживших, но и привели к глубоким культурным изменениям, стимулируя общественные кампании по сбору средств, которые произвели революцию в медицинской благотворительности, и породили современную область реабилитационной терапии. Как одна из крупнейших групп людей с инвалидностью в мире, выжившие после полиомиелита также способствовали развитию современного движения за права инвалидов посредством кампаний за социальные и гражданские права инвалидов. По оценкам Всемирной организации здравоохранения, во всем мире насчитывается от 10 до 20 миллионов людей, перенесших полиомиелит. В 1977 году в Соединенных Штатах проживало 254 000 человек, парализованных полиомиелитом. По данным врачей и местных групп поддержки больных полиомиелитом, в 2001 году в Германии проживало около 40 000 выживших после полиомиелита с различной степенью паралича, в Японии — 30 000, во Франции — 24 000, в Австралии — 16 000, в Канаде — 12 000 и в Великобритании — 12 000. Болезнь широко освещалась во время эпидемий полиомиелита в 1950-х годах, и средства массовой информации широко освещали любые научные достижения, которые могли бы привести к излечению. Таким образом, ученые, работавшие над полиомиелитом, стали одними из самых известных в этом столетии. Пятнадцать ученых и два представителя общественности, внесших важный вклад в знания и лечение полиомиелита, удостоены чести в Зале славы полиомиелита, который был открыт в 1957 году в Институте реабилитации Рузвельта Уорм-Спрингс в Уорм-Спрингсе, штат Джорджия, США. В 2008 году в Зал славы были добавлены четыре организации (Ротари Интернэшнл, Всемирная организация здравоохранения, Центры по контролю и профилактике заболеваний США и ЮНИСЕФ). Всемирный день борьбы с полиомиелитом (24 октября) был учрежден Ротари Интернэшнл как ежегодный день повышения осведомленности в память о рождении Джонаса Солка, возглавившего первую команду, разработавшую вакцину против полиомиелита. Глобальная инициатива по искоренению полиомиелита (ГИП) началась в 1988 году под руководством Всемирной организации здравоохранения, ЮНИСЕФ и Ротари Фанда. То есть воспаление серого вещества спинного мозга. Этот термин впервые был использован в 1874 году и приписывается немецкому врачу Адольфу Куссмаулю. Первое зафиксированное использование сокращенной версии «полио» встречается в Indianapolis Star в 1911 году.