Shiga toxin in patients with HIV infection in the presence of mono- and mixed markers of intestinal infections



Cite item

Full Text

Abstract

The goal - to study the frequency of detection and levels of Shiga toxin in the feces ofpatients with HIV infection at the stage of secondary diseases in the presence of mono and mixed O-antigens of intestinal bacteria. Materials and methods In 2012-2014 there were examined 123 patients with 4A, 4B, 4C- HIV infection, without diarrhea. The average age ofpatients accounted for 36,8 ± 7,8 years. The control group was consisted of 40 blood donors. In paired stool samples by means of the reaction of coagglutination (RCA) on slides there were tested LPS/O-antigens as markers of causal pathogens of major intestinal infections, Shiga toxin antigen and levels of IgG-immune complexes (IgG-IC in RCA on the plates) in patients with mono and mixed O-antigen in feces. Results There were established the excess of detection rate and titers of antigen Shiga toxin in stool in patients with HIV in comparison with donors, an gain of these indices in mixed infection, and a downward trend of IgG-IC levels in the feces in all cases of HIV-infection if compared with blood donors (p ≤ 0.01). Conclusion Detection of mono- and mixed-O-antigens in the feces of patients with HIV infection, an gain in titers and the frequency of the detection of Shiga toxin antigen, declined IgG-IC levels in feces indicate to pronounced intestinal dysbiosis and disturbed production of specific antibodies in patients with HIV infection at the stage of secondary diseases.

Full Text

Введение ВИЧ-инфекция в настоящее время является важнейшей медико-социальной проблемой в Российской Федерации. Активизация оппортунисти- ческих инфекций - одна из наиболее частых причин смерти ВИЧ-инфицированных больных. Возбудители кишечных инфекционных заболеваний наряду с другими микроорганизмами могут определять особенности течения и прогноз заболевания [1-3]. Между тем у больных ВИЧ-инфекцией даже с диареей вероятность выявления энтеробактерий традиционным бактериологическим методом недостаточно высока и еще ниже - у больных без диареи, причем эти исследования немногочисленны [4]. Выраженные изменения в кишечнике (атрофия ворсинок и ассоциированной с кишечником лимфоидной ткани) (GALT), снижение секреции IgA, гибель иммунокомпетентных клеток при ВИЧ- инфекции способствуют инфицированию патогенными энтеробактериями, ухудшают течение основного заболевания и снижают эффективность лечения ВИЧ и сопутствующих инфекций [5-7]. Эндотоксины/липополисахариды (ЛПС) грамо- трицательных бактерий оказывают разнообразные биологические эффекты как напрямую, так и опосредованно через клетки-мишени, в том числе в малых дозах, являются причиной развития воспаления, усугубляют тяжесть клинического течения многих других заболеваний [8]. У энтеробактерий наиболее часто встречающимися и мощными экзотоксинами являются Шига- токсины [8-10]. Среди штаммов, принадлежащих к различным видам и родам семейства Enterobacteri- aceae, антиген Шига-токсина обнаруживался у всех штаммов S. dysenteriae 1 и их О-мутантов, различных E. coli, S. flexneri различных сероваров, кроме VI, сальмонелл и йерсиний псевдотуберкулеза и не выявлялся у S-форм S. flexneri VI (Ньюкасл), S. boy- di, S. sonnei, S. dysenteriae 2 и S. typhi [9]. Проведенные нами ранее исследования показали, что у больных ВИЧ-инфекцией на стадии вторичных заболеваний без диареи с высокой частотой выявляются маркеры патогенных энтеробактерий - ЛПС/О-антигены в кале и ЦИК сыворотки крови Частота выявления и уровни антигена Шига-токсина и IgG- иммунных комплексов в кале больных ВИЧ-инфекцией на стадии вторичных заболеваний без диареи Характер выявления О-антигенов Антиген Шига-токсина IgG-иммунные комплексы 1-й анализ кала 2-й анализ кала 1-й анализ кала 2-й анализ кала Моно 50% 40% 0,876±0,087* 0,647±0,09* 1,759±0,125* 1,987±0,176* (n = 78) (n = 40) (n = 77) (n = 40) Микст 68,2% 75,7% 0,916±0,09* 1,367±0,136*# 1,920±0,184* 1,798±0,197* (n = 45) (n = 37) ^t (n = 36) Отсутствуют, 8% шитршг^я 0,039±0,029 2,974±0,036 группа - доноры крови (n = 40) - шигелл, сальмонелл, йерсиний, а также кампило- бактерий [3]. Присутствие такого важного фактора патогенности этих бактерий, как Шига-токсин, практически не изучено у этих больных. Между тем Шига-токсин может оказывать токсическое и летальное воздействие на множество клеток организма, включая иммунокомпетентные, причем даже в субтоксических дозах [10]. В связи сэтим представляется актуальным изучение присутствия в организме больных ВИЧ-инфекцией Шига-токсина на фоне циркуляции в организме ЛПС/О-антигенов возбудителей распространенных кишечных инфекций в качестве факторов, лежащих в основе синдрома интоксикации, воспаления и возможной декомпенсации основного патологического процесса. Цель - изучить частоту выявления и уровни Шига-токсина в кале у больных ВИЧ- инфекцией на стадии вторичных заболеваний в присутствии моно- и микст-О-антигенов кишечных бактерий. Материалы и методы Примечание. * - достоверность различий с донорами крови (р < 0,01); # - достоверность различий с моноинфекциями и с 1-м анализом (р < 0,01). В течение 2012-2014 гг. обследовано 123 больных ВИЧ-инфекцией 4А-, 4Б-, 4В-стадий без диареи, которые находились на лечении во 2-й ИКБ Департамента здравоохранения г. Москвы. Средний возраст больных 36,8±7,8 года. Диагноз заболевания установлен на основании анамнестических, эпидемиологических, клинических и лабораторных данных, стадии заболевания определены согласно Российской клинической классификации ВИЧ-инфекции в новой редакции [11]. В качестве контрольной группы обследованы здоровые доноры крови (40 человек). У всех больных ВИЧ-инфекцией, включенных в исследование, в парных пробах кала в иммунологической реакции коагглютинации (РКА) на стекле с использованием соответствующих диагностикумов выявлены ЛПС/О-антигены возбудителей кишечных инфекций (S. sonnei, S. flexneri 1-5, 6, Salmonella sgr. B, C1, C2, D, E, Y. pseudotuberculosis I, III, Y. enterocolitica 03, 09, Campylobacter (C. jejuni, C. coli, C. lari), в виде единичных моноантигенов или в виде их сочетаний (микст). Также мы определяли частоту выявления, уровни антигена Шига-токсина и общие уровни среднемолекулярных IgG-иммунных комплексов (IgG-ИК в РКА на планшетах) в группах больных с моно- и микст-О-антигенами в кале. Методики подготовки биопроб и постановки РКА на стекле и планшетах подробно описаны ранее [9, 12, 13]. Результаты и обсуждение У большего числа обследованных больных ВИЧ- ифекцией найдены единичные О-антигены тех или иных возбудителей (63,4%), у остальных - различные сочетания О-антигенов (см. таблицу). Частота выявления моноантигенов составила в кале 33,6%, микстантигенов - 89,2% (р < 0,01). Интересно отметить, что частота повторного выявления идентичных антигенов при моноинфекции отмечена всего у 3,57% больных, а при микстинфекции - у 54,35% больных (р < 0,01), что свидетельствовало о более длительном сохранении О-антигенов кишечных бактерий у больных микстинфекцией. У доноров крови в кале О-антигены кишечных бактерий из перечня выше найдены не были. Уровни антигена Шига-токсина в кале достоверно превышали уровни Шига-токсина в кале у доноров крови, в то время как уровни IgG-иммунных комплексов у больных ВИЧ-инфекцией были достоверно снижены (р < 0,01). При моноинфекции динамика уровней антигена Шига-токсина в парных пробах кала имела тенденцию к снижению, при микстинфекции уровни достоверно повышались (р < 0,01). Частота выявления антигена Шига-токсина в условно-диагностическом титре 1:8 и выше при моноинфекции в 1-м и 2-м анализах кала имела тенденцию к снижению (50 и 40% соответственно; р > 0,05), а при микстинфекции - тенденцию к повышению (68,2 и 75,7 % соответственно; р > 0,05). Уровни IgG-иммунных комплексов практически не изменялись в ходе заболевания. Полученные впервые данные свидетельствуют, что ВИЧ-инфицированные на стадии вторичных заболеваний, несмотря на отсутствие диареи, имеют в кишечнике ЛПС/О-антигены шигелл, сальмонелл. йерсиний и кампилобактерий, причем как в виде моноантигенов - 63,4% больных, так и в виде микстан- тигенов, которые дольше сохраняются в кишечнике и, несомненно, оказывают большую токсическую нагрузку на организм больных ВИЧ-инфекцией. Впервые выявленные особенности динамики уровней антигена Шига-токсина в парных пробах кала (тенденция к снижению уровней при моноинфенкции и достоверное повышение уровней при микстинфек- ции) свидетельствуют о нарастании продукции Шига- токсина в кишечнике у больных ВИЧ-инфекцией на стадии вторичных заболеваний в случае присутствия у них микст-О-антигенов и соответствующих нескольких патогенных кишечных бактерий. Общий уровень среднемолекулярных IgG- иммунных комплексов у больных ВИЧ-инфекцией в кале был достоверно ниже, чем в кале у доноров крови, что свидетельствовало в целом о сниженной продукции специфических антител на фоне высокой циркуляции в организме ЛПС/О-антигенов кишечных патогенов, продуцирующих Шига-токсин. В целом выявление моно- и микст-О-антигенов в кале больных ВИЧ-инфекцией, нарастание титров и частоты выявления антигена Шига-токсина, сниженные уровни IgG-ИК в кале свидетельствуют о выраженном дисбиозе кишечника и нарушении продукции специфических антител у больных ВИЧ-инфекцией. Полученные данные показывают возможность использования достаточно простого метода (РКА) с целью быстрого выявления кишечных патогенов по их О-антигенам и продукции Шига-токсина в качестве маркеров значительных дисбиотических сдвигов микрофлоры кишечника, что перспективно для дальнейших исследований их влияния на иммунную систему, характер течения и эффективность антиретровирусной терапии у больных ВИЧ-инфекцией.
×

About the authors

E. G Korogodskaia

I.M. Sechenov First Moscow State Medical University

8/2, Trubetskaya str., Moscow, Russian Federation, 119991

K. T Umbetova

I.M. Sechenov First Moscow State Medical University

8/2, Trubetskaya str., Moscow, Russian Federation, 119991

O. F Belaia

I.M. Sechenov First Moscow State Medical University

Email: ofbelaya@mail.ru
8/2, Trubetskaya str., Moscow, Russian Federation, 119991

Yu. V Yudina

I.M. Sechenov First Moscow State Medical University

8/2, Trubetskaya str., Moscow, Russian Federation, 119991

Yu. A Belaia

Research Center of Epidemiology and Microbiology Center named after Honorary Academician N.F. Gamaleya

16, Gamaleya Str., Moscow, Russian Federation, 123098

S. N Zuevskaya

I.M. Sechenov First Moscow State Medical University

8/2, Trubetskaya str., Moscow, Russian Federation, 119991

E. V Volchkova

I.M. Sechenov First Moscow State Medical University

8/2, Trubetskaya str., Moscow, Russian Federation, 119991

References

  1. Feasey N.A., Healey P., Gordon M.A. Review article: the aetiology, investigation and management of diarrhoea in the HIV-positive patient. Aliment. Pharmacol. Ther. 2011; 34 (6): 587-603.
  2. Скачков М.В., Михайлова Н.Р., Михайлов С.П. Микробный биоценоз кишечника у больных с ВИЧ-инфекцией. Эпидемиология и иммунопрофилактика. 2007; 6 (37): 14-6.
  3. Корогодская Е.Г., Умбетова К.Т., Белая О.Ф., Мазус А.И., Юдина Ю.В., Белая Ю.А. и др. Разнообразие ЛПС/О-антигенов возбудителей кишечных инфекций у больных ВИЧ-инфекцией на стадии вторичных заболеваний. Эпидемиология и инфекционные болезни. 2015; 20 (1): 4-7.
  4. Uppal B., Kashyap B., Bhalla P. Enteric pathogens in HIV/AIDS from a tertiary care hospital. Indian J. Commun. Med. 2009; 34 (3): 237-42.
  5. Nazli A., Chan O., Dobson-Belaire W.N., Ouellet M., Tremblay M.J., Gray-Owen S.D. et al. Exposure to HIV-1 directly impairs mucosal epithelial barrier integrity allowing microbial translocation. PLoS Pathog. 2010; 6 (4): e1000852.
  6. Lichtman S.M. Bacterial translocation in humans. J. Pediatr. Gastroenterol. Nutr. 2001; 33 (1): 1-10.
  7. Klatt N.R., Funderburg N.T., Brenchley J.M. Microbial translocation, immune activation and HIV disease. Trends Microbiol. 2013; 21 (1): 6-13.
  8. Пак С.Г., Белая О.Ф., Малов В.А., Волчкова Е.В., Еровиченков А.А. Опыт и перспективы изучения синдрома интоксикации в инфекционной патологии. Журнал инфектологии (СПб.). 2009; 1 (1): 9-17.
  9. Белая Ю.А., Кудрявцева Л.Ю., Петрухин В.Г., Белая О.Ф. Выявление антигена Шига-токсина в связи с другими факторами вирулентности - О- и К-антигенами энтеробактерий. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 1993; 4: 13-20.
  10. Siegler R.L., Pysher T.J., Lou R., Tesh V.L., Taylor F.B. Jr. Response to Shiga toxin-1, with and without lipo-polysaccharide, in a primate model of hemolytic uremic syndrome. Am. J. Nephrol. 2001; 21 (5): 20-5.
  11. Приказ МЗиСР РФ № 166 от 17.03.2005 г.
  12. Белая О.Ф, Черкасов В.Л., Белая Ю.А., Быстрова С.М., Ценева Г.Я., Вяльба Е.В. Реакция коагглютинации при кишечных инфекционных заболеваниях: Методические рекомендации. М.: МЗ СССР; 1990.
  13. Белая Ю.А., Белая О.Ф., Быстрова С.М., Петрухин В.Г., Прокофьева Е.М. Способ получения диагностикума для выявления термостабильных антигенов кампилобактеров. Патент РФ № 2086984, 10 августа 1997 г.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2015 Eco-vector


СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: № 014448 от 08.02.1996. 
СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ЭЛ № ФС 77 - 80652 от 15.03.2021 .


This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies