Amoeba from the black lagoon

С вездесущей акантамёбой человек сталкивается постоянно, ряд авторов даже считает, что она - часть нормальной микрофлоры . Учитывая оппортунистический характер взаимоотношений акантамёбы и человека, было отмечено образование антиакантамёбных антител у людей . Как правило, акантамёба безобидна, но в редких случаях она способна вызывать различные заболевания. В их числе акантамёбный кератит, невероятно болезненное и тяжелое поражение роговицы, способное приводить к потере зрения. Акантамёбный кератит был описан лишь в недавно. Первый документально зарегистрированный случай произошел в Великобритании в 1974 году и был связан с попаданием возбудителя в травмированный глаз . Первый официально зарегистрированный клинический случай акантамёбного кератита был зарегистрирован у носителя контактных линз в 1984 году. Пациент, вошедший в историю, купался в горячем бассейне прямо в линзах. Впоследствии, в этом бассейне была найдена акантамёба . Известно, что акантамёбный кератит чаще встречается у носителей контактных линз. Согласно исследованиям, в США и Великобритании лишь от 3 до 15% всех случаев акантамёбного кератита возникало у пациентов, которые не носили контактных линз. Считается, что это связано с травмами и контактом с зараженной водой и почвой. К группе риска были отнесены работники сельскохозяйственной сферы . В развивающихся странах, таких как Индия, акантамёбный кератит чаще встречается у лиц, которые происходят из социальных низов (66,6%) и, как правило, связан с травмами или попаданием загрязненных жидкостей глаз (воды и даже сока растений), а не с ношением контактных линз . Чрезвычайно редко акантамёбный кератит может развиваться в качестве осложнений хирургических операций, таких как проникающая кератопластика и радиальная кератотомия . Пациент с акантамёбным кератитом. Хорошо заметен кольцевидный инфильтрат. Источник: http://old.webeye.ophth.uiowa.edu/eyeforum/atlas/pages/acanthamoeba/index.htm. Фотография: Brice Critser, CRA. Права: Jesse Vislisel, MD К счастью, акантамёбный кератит является очень редким заболеванием. По статистике, в мире на миллион носителей контактных линз приходится всего около 17-70 случаев возникновения акантамёбного кератита . Летом и ранней осенью акантамёбный кератит возникает чаще, это связывают с теплой погодой, поскольку происходит увеличение численности акантамёб в водоемах, а люди чаще в них купаются . В настоящий момент не выявлено связи акантамёбного кератита с разными типами линз, однако считается, что одноразовые контактные линзы безопаснее постоянных по гигиеническим соображениям . Предполагается, что ношение мягких контактных линз, требующих особого ухода, такого как ежедневная чистка и хранение, может быть наибольшим риском для возникновения акантамёбного кератита . Ортокератологические линзы, которые надевают на ночь, также могут быть ассоциированы с возникновением акантамёбного кератита . Схема патогенеза акантамёбного кератита. Сделано на основе данных статьи Clarke D.W., Niederkorn J.Y. (2006) The pathophysiology of Acanthamoeba keratitis. Trends Parasitol 22: 175–180. Адгезия Заболевание начинается с того, что акантамёба прикрепляется к эпителию роговицы. Прикрепление осуществляется за счет маннолизированного гликопротеина, который присутствует в эпителиальных клетках, и специального маннозного рецептора, расположенного на мембране трофозоита . В результате исследований на животных было выявлено, что повреждение роговицы приводит к экспрессии маннозных гликопротеинов на её поверхности, что подтверждает ключевую роль травмы для развития заболевания . Но откуда же это повреждение? Наряду с травмами глаз непосредственно контактные линзы могут приводить к эрозии роговицы, что лишь усиливает их связь с возникновением акантамебного кератита. Наличие углевода маннозы в виде гликопротеина является необходимым условием для прикрепления, а кроме этого, увеличение его количества приводит к тому, что акантамёба становится более вирулентной и выделяет большее количество цитопатических факторов . Манноза встречается не только в виде гликопротеинов эпителиальных клеток, но кроме этого, она может покрывать поверхность контактных линз, а еще встречается в составе клеточной стенки некоторых бактерий. Corynebacterium xerosis обладает наибольшей концентрацией маннозы в составе своей клеточной стенки и считается, что данный вид бактерий может быть фактором риска акантамёбного кератита . Цитопатические факторы Одного прикрепления для аканатамёбы недостаточно. Чтобы пройти вглубь слоев роговицы, возбудитель выделяет целый спектр матричных металлопротеаз (MMP), которые вызывают гибель клеток эпителия, боуменовой оболочки и стромы. Главным оружием акантамёбы служит MIP133, протеаза с молекулярной массой 133 кДа. MIP расшифровывается как маннозно-индуцированный протеин, что полностью оправдывает название: акантамёба выделяет этот фермент после того, как её рецепторы отреагируют на наличие маннозы . Именно поэтому манноза в составе клеточной стенки бактерий, либо на поверхности контактных линз ведёт к усугублению патологического процесса, потому что акантамёба выделяет MIP133 снова и снова. Разрушение стромы Пробив боуменову оболочку, акантамёба начинает свое движение сквозь строму. Строма состоит из множества коллагеновых волокон, поэтому в данных условиях акантамёба начинает использовать другие “инструменты” для разрушения клеток. К их числу, помимо MIP133, относится коллагеназа, сывороточные протеазы, металлопротеазы и акантамёбный активатор плазминогена (aPA). Этот химический “коктейль” обеспечивает десквамацию внеклеточного матрикса и прохождение акантамёбы сквозь строму . Считается, что именно разрушение стромы различными ферментами и иммунный ответ приводят к характерному для акантамёбного кератита инфильтрата в виде кольца . Радиальный кератоневрит Причина невыносимой боли у пациентов, страдающих акантамёбным кератитом, заключается в том, что возбудитель поражает нервы роговицы. Нервные волокна настолько привлекательны для акантамёбы, что возбудитель собирается в целые кластеры по ходу движения волокон . Акантамебный эндофтальмит Несмотря на то, что акантамёба “вооружена до зубов” и без особого труда проходит сквозь слои роговицы, патологический процесс останавливается, так и не достигнув эндотелия. В литературе описано всего несколько случаев, когда акантамёба все же проходила в переднюю камеру глаза и вызывала эндофтальмит . Точная причина, по которой акантамёба так деликатно останавливается, до сих пор не ясна . Симптомами акантамёбного кератита являются :

• Ощущение инородного тела
• Слезотечение
• Сильная боль в глазу
• Светобоязнь
• Покраснение глаза
• Размытое зрение

В начальных стадиях заболевания можно обнаружить различные дефекты эпителия роговицы, в том числе пунктированные эпителиальные эрозии или древовидные повреждения, названные псевдодендритами . Псевдодендриты. Источник: http://old.www.eyeworld.org/article-distinguishing-dendrites По мере прохождения акантамёбы сквозь строму с последующим развитием отека, возникает характерный для данного заболевания кольцевидный инфильтрат. Кольцевидный инфильтрат. Источник: http://old.webeye.ophth.uiowa.edu/eyeforum/atlas/pages/acanthamoeba/index.htm. Фотография: Brice Critser, CRA. Права: Jesse Vislisel, MD Конфокальная микроскопия того же пациента. Видны высококонтрастные округлые объекты, которые являются цистами и трофозоитами. Источник: http://old.webeye.ophth.uiowa.edu/eyeforum/atlas/pages/acanthamoeba/index.htm. Права: Jesse Vislisel, MD Пациент с акантамёбным кератитом. Источник: http://old.www.eyeworld.org/article-treating-acanthamoeba-keratitis-with-pk. Фотография: Kitzmann M.D. Условно можно разделить клинические признаки на те, которые соответствуют поздним и ранним стадиям заболевания .  

Клинический признак	Ранняя стадия (%)	Поздняя стадия (%)
Точечный кератит	46	21
Древовидная язва	14	4
Потеря эпителия	3	75
Периневральный инфильтрат	57	29
Лимбит	95	96
Кольцевидный инфильтрат	19	83
Передний увеит	5	79

  Сильная боль является типичной для акантамёбного кератита, причем она появляется в самом начале заболевания и не соответствует клиническим признакам. Однако, несмотря на это, отмечены случаи безболезненного течения акантамёбного кератита. Как правило, поражение одностороннее, однако у носителей контактных линз оно может быть двусторонним . Сбор анамнеза Учитывая то, что акантамёбный кератит достоверно ассоциируется с контактными линзами , следует для начала установить, были ли в анамнезе травмы глаза и контакт с водой из водоемов, где может обитать акантамёба. Если пациент является носителем контактных линз, то необходимо выяснить, соблюдает ли он правила их использования, моет ли он линзы под проточной водой . Осмотр с помощью щелевой лампы Использование щелевой лампы позволяет обнаружить такие признаки акантамёбного кератита, как различные инфильтраты, дефекты эпителия, лимбит, поражение нервов . Флюоресцирующие красители могут быть использованы для оценки повреждения роговицы. Конфокальная микроскопия Наиболее точный инструментальный метод исследования . Позволяет определить цисты и трофозоиты у больных акантамёбным кератитом пациентов. Окрашивание образцов Цисты и трофозоиты можно обнаружить в результате окрашивания мазков либо биопсийного материала. Для этого применяют методы окраски по Романовскому-Гимзе, по Райту и окрашивание гематоксилином-эозином . Окраска биоптата роговицы гематоксилином-эозином с целью выявления цист. Источник: http://old.webeye.ophth.uiowa.edu/eyeforum/atlas/pages/acanthamoeba/index.htm Культивирование Акантамёб с образцов можно культивировать на плотных питательных средах . Питательным субстратом при этом будут E.coli. ПЦР Очень точным, но не всегда доступным средством диагностики является полимеразная цепная реакция . Дифференциальная диагностика Дифференциальную диагностику проводят с:

• Herpes simplex
• Криптококкозом
• Аспергиллезом
• Токсоплазмозом
• Кокцидиозом
• Цистицеркозом
• Туберкулезом

  Консервативная терапия Для лечения акантамёбного кератита используют различные препараты. В их числе: хлоргексидин, полигексаметилена бигуанид, пропамидина изотеонат, дибромопропамидина изотеонат, неомицин, паромомицин, полимиксин B, клотримазол, кетоконазол, миконазол и итраконазол . Наиболее удачной комбинацией для лечения акантамёбного кератита является сочетание хлоргексидина 0,02% и полигексаметилена бигуанида 0,02% ежечасно после соскабливания эпителия с дальнейшим переходом на менее частые инстилляции . Полигексаметилена бигуанид в РФ не зарегистрирован в виде отдельного препарата, но входит в состав некоторых растворов для линз (под названием полигексанид, используется в качестве консерванта, правда в концентрациях гораздо более меньших, чем требуемая 0,02% - от 0,00005% до 0,0005%) . Хирургическое лечение Санация эпителия. Банальное выскабливание пораженного эпителия роговицы может быть достаточно эффективным, особенно в том случае, если акантамёба еще не успела пройти достаточно глубоко . Кроме этого, считается, что данная методика может улучшить терапевтический эффект препаратов из-за того, что упрощается доступ к возбудителю . Терапевтическая кератопластика. В настоящее время, учитывая наличие бигуанидов и других эффективных препаратов, данный метод не является рекомендованным для лечения акантамёбного кератита. Кроме этого, сохраняется возможность повторного возникновения заболевания . Криохирургия. Исследования In vitro показали, что воздействие холодом способно убивать трофозоитов, но цисты при этом остаются невредимыми . Увы, но в связи с широким распространением акантамёбы (по последним данным она встречается даже в охладительной системе АЭС), избежать её непросто. Однако сократить риск вполне возможно. Так, в журнале Cell в статье “Acanthamoeba keratitis: an emerging disease gathering importance worldwide?” были даны следующие рекомендации для носителей контактных линз :

1. Необходимо носить, заменять и ухаживать за контактными линзами (а также контейнерами) в соответствии с рекомендациями врача и производителя.
2. Необходимо снимать контактные линзы перед душем, купанием в водоемах и бассейнах (в отечественных реалиях стоит добавить баню и сауну).
3. Используйте средства защиты для того, чтобы избежать травмы глаз и последующего заражения.

Автор: Сергей Ткачев Компьютерная графика: Евгений Махнев Изображение: Станислав Кирсанов Редакция: Deepest Depths, Сергей Головин, Михаил Гусев, Николай Лисицкий, Азат Муртазин, Бровламих Мантис, Глеб Арсланов, Дмитрий Сильнов.  

Источники

1. Alizadeh, H. et al. (1996) Acanthamoeba keratitis. In Ocular Infection and Immunity (Pepose, J.S. et al., eds), pp. 1062–1071, Mosby
2. Niederkorn, J.Y. et al. (1999) The pathogenesis of Acanthamoeba keratitis. Microbes Infect. 1, 437–443
3. Clin. Microbiol. Rev. April 2003vol. 16 no. 2 273-307
4. Clarke D.W., Niederkorn J.Y. (2006) The pathophysiology of Acanthamoeba keratitis. Trends Parasitol 22: 175–180.
5. Marciano-Cabral, F. and Cabral, G. (2003) Acanthamoeba spp. as agents of disease in humans. Clin. Microbiol. Rev. 16, 273–307
6. Clarke, D.W. et al. (2005) Failure of Acanthamoeba castellanii to produce intraocular infections. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 46, 2472–2478
7. Stopak, S.S. et al. (1991) Growth of Acanthamoeba on human corneal epithelial cells and keratocytes in vitro. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 32, 354–359
8. Pathogenic and opportunistic free-living amoebae: Acanthamoeba spp., Balamuthia mandrillaris, Naegleria fowleri, and Sappinia diploidea Govinda S. Visvesvara, Hercules Moura, Frederick L. Schuster FEMS Immunology & Medical Microbiology Jun 2007, 50 (1) 1-26; DOI:10.1111/j.1574-695X.2007.00232.x
9. Sawyer, Thomas; Joe Griffin (1975). "A Proposed New Family, Acanthamoebidae n. fam. (Order Amoebida), for Certain Cyst-Forming Filose Amoebae". Transactions of the American Microscopical Society 94 (1): 93–98.
10. Berger P., Papazian L., Drancourt M., La Scola B., Auffray J-P., Raoult D. (2006) Ameba-associated microorganisms and diagnosis of nosocomial pneumonia. Emerg Infect Dis 12: 248–255.
11. Gao L-Y., Kwaik Y.A. (2000) The mechanism of killing and exiting the protozoan host Acanthamoeba polyphaga by Legionella pneumophila. Environ Microbiol 2: 79–90.
12. Fritsche T.R., Horn M., Wagner M., Herwig R.P., Schleifer K.H., Gautom R.K. (2000) Phylogenetic diversity among geographically dispersed Chlamydiales endosymbionts from clinical and environmental isolates of Acanthamoeba spp. Appl Environ Microbiol 66: 613–619.
13. Mogoa E, Bodet C, Morel F, Rodier M-H, Legube B, Héchard Y. Cellular Response of the Amoeba Acanthamoeba castellanii to Chlorine, Chlorine Dioxide, and Monochloramine Treatments . Applied and Environmental Microbiology. 2011;77(14):4974-4980. doi:10.1128/AEM.00234-11.
14. Рябчиков Б. Е. Современные методы подготовки воды для промышленного и бытового использования - М.: ДеЛи принт, 2004. - 328 с.
15. Фрог Б. Н., Левченко А. П. Водоподготовка: Учебное пособие для вузов.
16. СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды».
17. Naginton, J. et al. (1974) Amoebic infection of the eye. Lancet 2, 1537– 1540
18. Samples, J.R. et al. (1984) Acanthamoeba keratitis possible acquired from a hot tub. Arch. Ophthalmol. 102, 707–710
19. Acharya NR, Lietman TM, Margolis TP. Parasites on the rise: a new epidemic of Acanthamoeba keratitis. Am J Ophthalmol 2007;144:292–293
20. Stehr-Green JK, Bailey TM, Visvesvara GS. The epidemiology of Acanthamoeba keratitis in the United States. Am J Ophthalmol 1989;107:331–336.
21. Radford CF, Minassian DC, Dart JK. Acanthamoeba keratitis in England and Wales: incidence, outcome, and risk factors. Br J Ophthalmol 2002;86:536 –542
22. Sharma, S. et al. (2000) Patient characteristics, diagnosis, and treatment of non-contact lens related Acanthamoeba keratitis. Br. J. Ophthalmol. 84, 1103–1108
23. Sharma, S. et al. (2004) Acanthamoeba keratitis in non-contact lens wearers in India: DNA typing-based validation and a simple detection assay. Arch. Ophthalmol. 122, 1430–1434
24. Illingworth CD, Cook SD. Acanthamoeba keratitis. Surv Ophthalmol 1998;42:493–508.
25. Schuster, F.L. and Visvesvara, G.S. (2004) Free-living amoebae as opportunistic and non-opportunistic pathogens of humans and animals. Int. J. Parasitol. 34, 1001–1027
26. Chappell, C.L. et al. (2001) Standardized method of measuring Acanthamoeba antibodies in sera from healthy human subjects. Clin. Diag. Lab. Immunol. 8, 724–730
27. Brindley, N. et al. (2009) Acanthamoeba castellanii: high antibody prevalence in racially and ethnically diverse populations. Exp. Parasitol. 121, 254–256
28. Kiderlen, A.F. et al. (2010) Balamuthia and Acanthamoeba-binding antibodies in West African human sera. Exp. Parasitol. 126, 28–32
29. Acanthamoeba keratitis: an emerging disease gathering importance worldwide? Lorenzo-Morales, Jacob et al. Trends in Parasitology , Volume 29 , Issue 4 , 181 - 187
30. Acanthamoeba Keratitis: Diagnosis and Treatment Update 2009 Dart, John K.G. et al. American Journal of Ophthalmology , Volume 148 , Issue 4 , 487 - 499.e2
31. Radford CF, Minassian DC, Dart JK. Acanthamoeba keratitis in England and Wales: incidence, outcome, and risk factors. Br J Ophthalmol 2002;86:536 –542
32. Radford CF, Lehmann OJ, Dart JK. Acanthamoeba keratitis: multicentre survey in England 1992–1996. National Acanthamoeba Keratitis Study Group. Br J Ophthalmol 1998; 82:1387–1392
33. Watt KG, Swarbrick HA. Trends in microbial keratitis associated with orthokeratology. Eye Contact Lens 2007;33: 373–377.
34. Garate, M. et al. (2004) Cloning and characterization of a novel mannose-binding protein of Acanthamoeba. J. Biol. Chem. 279, 29849–29856
35. van Klink, F. et al. (1993) The role of contact lenses, trauma, and Langerhans cells in a Chinese hamster model of Acanthamoeba keratitis. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 34, 1937–1944
36. Garate, M. et al. (2004) Cloning and characterization of a novel mannose-binding protein of Acanthamoeba. J. Biol. Chem. 279, 29849–29856
37. Alizadeh, H. et al. (2005) Role of contact lens wear, bacterial flora, and mannose-induced pathogenic protease in the pathogenesis of amoebic keratitis. Infect. Immun. 73, 1061–1068
38. Puech, V. et al. (2001) Structure of the cell envelope of Corynebacteria: importance of the non-covalently bound lipids in the formation of the cell wall permeability barrier and fracture plane. Microbiology 147, 1365–1382
39. He, Y.G. et al. (1990) In vivo and in vitro collagenolytic activity of Acanthamoeba castellanii. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 31, 2235–2240
40. Alizadeh, H. et al. (2005) Acanthamoeba keratitis. In Cornea Fundamentals, Diagnosis and Management (Vol. 1) (Krachmer, J.H. et al., eds), pp. 1115–1122, Mosby
41. Hurt, M. et al. (2003) Pathogenic Acanthamoeba spp. secrete a mannose-induced cytolytic protein that correlates with the ability to cause disease. Infect. Immun. 71, 6243–6255
42. http://old.emedicine.medscape.com/article/211214-workup#c4
43. http://old.terra-ophthalmica.blogspot.ru/2013/08/diagnostika-lechenie-akantamebnogo-keratita.html
44. Sun X, Zhang Y, Li R, et al. Acanthamoeba keratitis: clinical characteristics and management. Ophthalmology 2006;113: 412– 416.
45. Matoba AY, Pare PD, Le TD, Osato MS. The effects of freezing and antibiotics on the viability of Acanthamoeba cysts. Arch Ophthalmol 1989;107:439 – 440.
46. Binder PS. Cryotherapy for medically unresponsive Acanthamoeba keratitis. Cornea 1989;8:106 –114

Siddiqui R, Khan NA. Biology and pathogenesis of Acanthamoeba. Parasites & Vectors. 2012;5:6. doi:10.1186/1756-3305-5-6.