Таларомикоз: грибковая инфекция, связанная с ВИЧ/СПИДом и Юго-Восточной Азией

Введение

Вид гриба *Talaromyces marneffei*, ранее известный как *Penicillium marneffei*, был идентифицирован в 1956 году. Этот организм эндемичен для Юго-Восточной Азии, где является важной причиной оппортунистических инфекций у людей с иммунодефицитом, связанным с ВИЧ/СПИДом. Заболеваемость инфекциями *T. marneffei* возросла в связи с ростом числа ВИЧ-инфицированных в регионе. Когда он классифицировался как *Penicillium*, это был единственный известный термически диморфный вид этого рода, вызывающий летальную системную инфекцию (таларомикоз) с лихорадкой и анемией, сходными с диссеминированным криптококкозом. Это отличалось от родственных видов *Penicillium*, которые обычно не рассматриваются как значимые с точки зрения вызываемых ими заболеваний у человека.

Эпидемиология

В Юго-Восточной Азии отмечается высокая заболеваемость талармикозом у пациентов с СПИДом; 10% пациентов в Гонконге заболевают талармикозом как проявлением, связанным со СПИДом. Также сообщалось о случаях заражения человека *T. marneffei* (таларомикоз) у ВИЧ-инфицированных пациентов в Австралии, Европе, Японии, Великобритании и США. Болезнь рассматривается как определяющее заболевание для СПИДа. Обнаруженный у бамбуковых крыс (*Rhizomys*) во Вьетнаме, он связан с этими крысами и тропическим регионом Юго-Восточной Азии. *Talaromyces marneffei* является эндемичным для Мьянмы (Бирмы), Камбоджи, Южного Китая, Индонезии, Лаоса, Малайзии, Таиланда и Вьетнама. Хотя заразиться могут как иммунокомпетентные, так и иммунокомпрометированные люди, системные инфекции у ВИЧ-отрицательных пациентов встречаются крайне редко. Заболеваемость *T. marneffei* растет по мере распространения ВИЧ по Азии. Увеличение глобальных путешествий и миграции означает, что его значение как инфекции у пациентов с СПИДом будет возрастать. *Talaromyces marneffei* был обнаружен в фекалиях, печени, легких и селезенке бамбуковых крыс. Предполагается, что эти животные служат резервуаром для грибка. Неизвестно, болеют ли крысы талармикозом или являются лишь бессимптомными носителями. Одно исследование, охватившее 550 пациентов с СПИДом, показало, что заболеваемость была выше в сезон дождей, когда крысы размножаются. Однако в это время года также создаются условия, более благоприятные для образования грибковых спор (конидий), которые могут распространяться по воздуху и вдыхаться восприимчивыми людьми. Другое исследование не выявило связи между контактом с бамбуковыми крысами и риском заражения, но воздействие почвы оказалось критическим фактором риска. Однако в образцах почвы было обнаружено немного грибка. Неизвестно, заражаются ли люди, употребляя в пищу инфицированных крыс, или вдыхая грибок из их фекалий. Известно, что один врач, ВИЧ-инфицированный, заразился во время курса по тропической микробиологии. Он не работал с культурой, хотя студенты в той же лаборатории работали. Предполагается, что он заразился, вдыхая аэрозоль, содержащий конидии *T. marneffei*. Это показывает, что воздушно-капельное заражение возможно.

There is a high incidence of talaromycosis in AIDS patients in SE Asia; 10% of patients in Hong Kong get talaromycosis as an AIDS related illness. Cases of T. marneffei human infections (talaromycosis) have also been reported in HIV positive patients in Australia, Europe, Japan, the UK and the U. S. All the patients, except one, had visited Southeast Asia previously. The disease is considered an AIDS defining illness. Discovered in bamboo rats (Rhizomys) in Vietnam, it is associated with these rats and the tropical Southeast Asia area. Talaromyces marneffei is endemic in Myanmar (Burma), Cambodia, Southern China, Indonesia, Laos, Malaysia, Thailand and Vietnam. Although both the immunocompetent and the immunocompromised can be infected, it is extremely rare to find systemic infections in HIV negative patients. The incidence of T. marneffei is increasing as HIV spreads throughout Asia. An increase in global travel and migration means it will be of increased importance as an infection in AIDS sufferers. Talaromyces marneffei has been found in bamboo rat faeces, liver, lungs and spleen. It has been suggested that these animals serve as a reservoir for the fungus. It is not clear whether the rats are affected by T. marneffei or are merely asymptomatic carriers of the disease. One study of 550 AIDS patients showed that the incidence was higher during the rainy season, which is when the rats breed. But this season also has conditions that are more favorable for production of fungal spores (conidia), which can become airborne and be inhaled by susceptible individuals. Another study could not establish contact with bamboo rats as a risk factor, but exposure to the soil was the critical risk factor. However, soil samples failed to yield much of the fungus. It is not known whether people get the disease by eating infected rats, or by inhaling fungi from their faeces. One HIV positive physician is known to have been infected while attending a course on tropical microbiology. He did not handle the organism, though students in the same laboratory did. It is presumed he contracted the infection by inhaling aerosol containing T. marneffei conidia. This shows that airborne infections are possible.

Клиническая форма

Пациенты часто обращаются с симптомами и признаками инфекции ретикулоэндотелиальной системы, включая генерализованную лимфаденопатию, гепатомегалию и спленомегалию. Дыхательная система также часто вовлекается в процесс; могут наблюдаться кашель, лихорадка, одышка и боль в груди, что указывает на вероятный ингаляционный путь заражения. Примерно у трети пациентов также могут возникать гастроинтестинальные симптомы, такие как диарея.

Лабораторная диагностика

Тот факт, что Talaromyces marneffei является термически диморфным, является важной подсказкой при попытке его идентификации. Однако следует помнить, что другие патогенные для человека грибы также обладают термической диморфией. Культуры следует получать из образцов костного мозга, кожи, крови и мокроты. Посев образцов на две чашки Сабуро агара с последующей инкубацией одной при 30 °C, а другой при 37 °C, должен привести к формированию двух различных морфологий. При 30 °C будет расти плесневая форма, а при 37 °C – дрожжевая. Мицелиальные колонии станут видны на чашке при 30 °C через два дня. Изначально рост пушистый и белый, затем, после спорообразования, он становится зеленым и зернистым. Образуется растворимый красный пигмент, который диффундирует в агар, окрашивая обратную сторону чашки в красный или розовый цвет. Периферия плесени может иметь оранжевый оттенок и будут развиваться радиальные бороздчатые складки. Под микроскопом плесневая фаза выглядит как типичный Penicillium, с гиалиновыми, септированными и ветвящимися гифами; конидиеносцы расположены как боково, так и терминально. Каждый конидиеносец дает начало трем-пяти фиалидам, на которых формируются цепочки конидий лимонной формы. На чашке при 37 °C колонии растут в виде дрожжей. Эти колонии могут быть мозговидными, извилистыми или гладкими. Образование пигмента снижается, колонии приобретают кремовый, светло-коричневый или светло-розовый цвет. Под микроскопом наблюдаются клетки, напоминающие колбаски, перемешанные с гифоподобными структурами. По мере старения культуры начинают формироваться сегменты. Клетки делятся бинарным делением, а не почкованием. Это не дрожжевые клетки, а скорее артроконидии. Культивирование – не единственный метод диагностики. Можно сделать соскоб кожи и окрасить его красителем Райта. Обнаружение большого количества внутри- и внеклеточных дрожжевых клеток с перегородками указывает на инфекцию T. marneffei. Также можно взять мазки из аспиратов костного мозга; этот метод считается наиболее чувствительным. Эти образцы можно окрасить красителем Гиемзы. Гистологическое исследование также можно провести на коже, в костном мозге или лимфатических узлах. Анамнез пациента также помогает в диагностике. Если пациент посещал Юго-Восточную Азию и является ВИЧ-положительным, риск заражения таларомикозом возрастает. Исследования на наличие антигенов в моче и сыворотке, а также ПЦР-амплификация специфических нуклеотидных последовательностей проводились с высокой чувствительностью и специфичностью. Важна быстрая идентификация таларомикоза, поскольку своевременное лечение имеет решающее значение. Лечение следует начинать при малейшем подозрении на таларомикоз.

The fact that Talaromyces marneffei is thermally dimorphic is a relevant clue when trying to identify it. However, it should be kept in mind that other human pathogenic fungi are thermally dimorphic as well. Cultures should be done from bone marrow, skin, blood and sputum samples. Plating samples out onto two Sabouraud agar plates, then incubating one at 30 °C and the other at 37 °C, should result in two different morphologies. A mold form will grow at 30 °C, and a yeast form at 37 °C. Mycelial colonies will be visible on the 30 °C plate after two days. Growth is initially fluffy and white and eventually turns green and granular after sporulation has occurred. A soluble red pigment is produced, which diffuses into the agar, causing the reverse side of the plate to appear red or pink. The periphery of the mold may appear orange coloured, and radial sulcate folds will develop. Under the microscope, the mold phase will look like a typical Penicillium, with hyaline, septate and branched hyphae; the conidiophores are located both laterally and terminally. Each conidiophore gives rise to three to five phialides, where chains of lemon shaped conidia are formed. On the 37 °C plate, the colonies grow as yeasts. These colonies can be cerebriform, convoluted, or smooth. There is a decreased production in pigment, the colonies appearing cream/light tan/light pink in colour. Microscopically, sausage shaped cells are mixed with hyphae like structures. As the culture ages, segments begin to form. The cells divide by binary fission, rather than budding. The cells are not yeast cells, but rather arthroconidia. Culturing isn't the only method of diagnosis. A skin scraping can be prepared, and stained with Wright's stain. Many intracellular and extracellular yeast cells with crosswalls are suggestive of T. marneffei infection. Smears from bone marrow aspirates may also be taken; this is regarded as the most sensitive method. These samples can be stained with the Giemsa stain. Histological examination can also be done on skin, bone marrow or lymph nodes. The patient's history also is a diagnostic help. If they have traveled to Southeast Asia and are HIV positive, then there is an increased risk of them having talaromycosis. Antigen testing of urine and serum, and PCR amplification of specific nucleotide sequences have been tried, with high sensitivity and specificity. Rapid identification of talaromycosis is sought, as prompt treatment is critical. Treatment should be provided as soon as talaromycosis is suspected.

Лечение

Лечение таларомикоза зависит от степени иммуносупрессии и вовлечения органов, однако большинство изолятов Talaromyces marneffei демонстрируют низкие значения МПК (минимальной подавляющей концентрации) к амфотерицину B, а также к итраконазолу, позаконазолу и вориконазолу.

Половое размножение

Предполагалось, что T. marneffei размножается исключительно бесполым путем, основываясь на высококлональной структуре популяции этого вида. Однако исследования Хенка и др. (2012) показали, что гены, необходимые для мейоза, присутствуют в T. marneffei. Более того, они получили доказательства полового размножения и генетической рекомбинации у этого вида. Хенк и др. (2018) описали первые свидетельства наличия миковируса у термически диморфного гриба. Таларомицез марнеффеи партитивирус 1 (TmPV1), dsRNA-миковирус, был обнаружен в 12,7% (7 из 55) клинических изолятов T. marneffei. Филогенетический анализ показал, что TmPV1 занимает отчетливое положение в кладе среди представителей рода Gammapartitivirus. Два изолята, свободных от вируса, были успешно инфицированы очищенным TmPV1 с использованием трансфекции протопластов. Мыши, зараженные изолятами T. marneffei, инфицированными TmPV1, показали значительно сокращенное время выживания и более высокую грибковую нагрузку в органах по сравнению с мышами, зараженными изогенными изолятами, свободными от TmPV1. Транскриптомический анализ показал, что TmPV1 вызывает аберрантную экспрессию различных генов в T. marneffei, включая повышение регуляции потенциальных факторов вирулентности и подавление генов, связанных с РНК-интерференцией (РНКi).

РНК, похожие на микроРНК

Были идентифицированы микроРНК, подобные РНК, зависимые от Dicer у *Talaromyces marneffei* (milRNAs), и установлено, что экспрессия этих milRNAs дифференциально регулируется на разных фазах роста *T. marneffei*. Кроме того, в той же работе описана филогения генов РНК-интерференции *T. marneffei*. Филогенетический анализ генов ITS и *dcl1* показал, что соответствующие последовательности у *T. marneffei* наиболее тесно связаны с *Penicillium emmonsii*, *Penicillium chrysogenum* и видами *Aspergillus*. Однако филогенетический анализ генов *dcl2* и *qde2* выявил иную эволюционную топологию. *Dcl2* у *T. marneffei* и его гомолог у *T. stipitatus* имеют более близкое родство с термально-диморфными патогенными грибами *Histoplasma capsulatum*, *Blastomyces dermatitidis*, *Paracoccidioides brasiliensis* и *Coccidioides immitis*, чем с *P. chrysogenum* и видами *Aspergillus*, что указывает на коэволюцию *dcl2* среди термально-диморфных грибов. С другой стороны, *qde2* у *T. marneffei* имеет наибольшее сходство со своими гомологами у других термально-диморфных грибов, чем у *T. stipitatus*, *P. chrysogenum* и видов *Aspergillus*.