Почему возникают инфекционные заболевания?
В организме человека и в окружающей среде содержится немалое количество микроорганизмов, однако далеко не все они приводят к инфекционным заболеваниям. Развитие заболеваний связано со способностью микроорганизма преодолевать защитные барьеры организма (степенью вирулентности), большое значение при этом имеет состояние иммунной системы человека.
Наиболее частыми возбудителями инфекционных заболеваний являются бактерии, вирусы и грибковые инфекционные агенты. При этом в организме человека они могут быть локализованы в различных органах и системах: слизистая оболочка дыхательных путей, желудочно-кишечный тракт (от ротовой полости до дистальных отделов кишечника), кровь, кожные покровы и пр. При этом от локализации возбудителя зависит путь его передачи от человека к человеку. Так в случае, если патогенный микроорганизм локализуется в органах дыхательной системы, то путь заражения будет преимущественно «воздушно-капельный», при заболеваниях, поражающих органы желудочно-кишечного тракта – «контактно-бытовой» и «фекально-оральный» (болезнь «грязных рук»). Однако не следует забывать, что очень редко возбудитель заболевания локализуется в каком-то одном органе, чаще возбудитель быстро распространяется по нескольким органам, а следовательно, и путей его передачи может быть несколько одновременно.
Как протекает инфекционное заболевание?
Различают несколько периодов течения инфекционного заболевания. В зависимости от возбудителя они имеют разную продолжительность, клиническую картину и степень ее выраженности.
Инкубационный период
Это время, когда возбудитель попал в организм человека, но клинические проявления заболевания еще не появились (повышение температуры тела, насморк, головная боль и т.д.). Ухудшения самочувствия зараженного в это время не наблюдается, однако при этом он уже может являться источником инфекции. То есть в данном периоде человек еще не болен, но уже заразен! В зависимости от заболевания инкубационный период может длиться от нескольких часов и суток до нескольких недель, месяцев, а в некоторых случаях, даже лет.
Инкубационный период для вируса COVID-19 составляет в среднем 5 дней. То есть после первого контакта с вирусом, человек в течение 5 дней (в среднем!) не ощущает его присутствие, но является источником инфекции. Коварность вируса COVID-19 в том, что примерно в 1% случаев (то есть около 100 человек из 10000) инкубационный период может длиться дольше 14-и дней (Lauer, Grantz et al. 2020). То есть первые клинические симптомы могут появиться даже после двухнедельного периода. Все это время человек является заразным.
Продромальный период
Характеризуется появлением «предвестников» инфекционного заболевания: повышается температура тела, снижается аппетит, работоспособность, в зависимости от возбудителя возможно появление местных проявлений развития заболевания (например сыпь, воспаление и т.п.).
Продромальный период зачастую не превышает по длительности 2 суток, а может даже практически или полностью отсутствовать. Однако его наличие имеет большое диагностическое значение при некоторых инфекционных заболеваниях.
Период разгара (клинических проявлений)
Клинические проявления, а также степень их выраженности являются специфическими признаками инфекционного заболевания, однако зачастую сопровождаются симптомами общей интоксикации организма (повышение температуры, слабость, ломота в теле, снижение работоспособности, головная боль и пр.). На степень выраженности клинических проявлений в разгар болезни значительное влияние оказывает состояние иммунной системы, своевременность диагностики, правильность выбранных методов лечения.
Своевременная диагностика позволяет уточнить конкретного возбудителя, может определить чувствительность инфекционного агента к препаратам. Так, ни для кого не новость, что существуют штаммы бактерий, которые резистентны к ряду антибиотиков, а для вирусных заболеваний антибиотики вовсе не эффективны, так как для их лечения требуется противовирусная терапия, которая разработана далеко не для всех известных вирусов. Таким образом, своевременная диагностика помогает:
Период выздоровления
При благоприятном течении заболевания период разгара переходит в стадию выздоровления, что характеризуется постепенным угасанием выраженности клинических проявлений. В этот период в большинстве случаев из организма полностью выводятся как возбудители, так продукты их жизнедеятельности и распада, формируется специфический иммунитет. То есть появляются антитела, которые зачастую позволяют не переносить одно и то же инфекционное заболевание повторно. Однако не следует забывать, что полное освобождение организма от возбудителя происходит медленнее, чем угасание клинических проявлений. Именно поэтому следует соблюдать рекомендации врача до полного выздоровления.
Можно ли без анализов предположить, что стало причиной заболевания? Вызвано ли оно бактериальным, вирусным или грибковым агентом?
Да, при этом зачастую дифференциальную диагностику требуется проводить между бактериальными и вирусными инфекционными заболеваниями. И в ряде случаев природу заболевания можно предположить уже до проведения специальных исследований.
Так для вирусной инфекции характерно резкое внезапное начало заболевания: озноб, резкий подъем температуры тела до 38◦С, с последующим снижением через несколько дней, выраженность симптомов общей интоксикации, что проявляется болями в теле, ломотой в мышцах и суставах. Выделения из носа могут быть, но их отличительной особенностью является прозрачность и жидкая консистенция.
Бактериальные инфекционные заболевания отличаются постепенным нарастанием симптомов, начало болезни менее выражено в сравнении с вирусными. Температура также поднимается постепенно в течение нескольких дней, достигает 38 градусов и выше, самостоятельно может длительно не снижаться. При поражении носоглотки характерно наличие гнойных густых выделений из носа. Как правило, воспаление локальное, что обуславливает четко ограниченные местные болевые ощущения (болит пораженный орган).
При этом важно помнить, что вирусная инфекция может сопровождаться присоединением бактериальной инфекции, в итоге заболевание получается смешанное. Заподозрить это можно при появлении новых клинических проявлений через несколько дней заболевания, особенно, если сначала началось улучшение состояния, а также при длительно повышенной температуре тела (от 5-и суток и более).
Что касается грибковых заболеваний, то у здорового человека при контакте с инфекционным агентом течение заболевания ограничивается местными проявлениями. Распространение процесса с соответствующим нарастанием силы симптомов и общей интоксикации возможно при длительном отсутствии лечения, снижении защитных свойств организма, при наличии тяжелой сопутствующей патологии.
Данная информация позволит Вам лучше понимать природу возможного заболевания. Вместе с тем не стоит ставить себе диагноз самостоятельно и назначать лечение. В случае недомогания, повышения температуры тела, появления клинических проявлений болезни необходимо обратиться к врачу по месту жительства. Только врач сможет назначить необходимые обследования, поставить диагноз и назначить лечение на основании вашего анамнеза, данных объективного осмотра, данных лабораторных и инструментальных исследований.
Какие исследования позволяют врачу поставить правильный диагноз?
Для диагностики инфекционных заболеваний применяются специфические и неспецифические методы лабораторной диагностики. При этом важно понимать, что проведение одних не исключают необходимости проведения других, зачастую требуется комплексный подход к диагностике.
Если существуют специфические методы лабораторной диагностики нужны ли неспецифические?
Нужны! Неспецифические методы лабораторной диагностики позволяют оценить степень развития воспалительного процесса, его локализацию (степень поражения органов и систем вследствие заболевания), предположить природу его возникновения. К этому типу методов лабораторной диагностики относятся: клинический анализ крови, клинический анализ мочи, биохимический анализ крови и пр.
Клинический анализ крови
На наличие воспаления любой этиологии указывает уровень лейкоцитов. При бактериальной инфекции характерно повышение уровня нейтрофилов (повышение уровня палочкоядерных нейтрофилов свидетельствует об остром воспалительном процессе). При вирусной инфекции зачастую, наоборот, количество лейкоцитов может быть снижено.
В пользу вирусной этиологии инфекционного заболевания свидетельствует увеличение числа лимфоцитов, возможно повышение моноцитов.
Важным показателем в диагностике инфекционных заболеваний является СОЭ (скорость оседания эритроцитов), отражая степень активности воспалительного процесса.
Анализ мочи
Клинический анализ мочи позволяет оценить степень выраженности интоксикации, выявить поражение мочевыделительной системы.
Биохимический анализ крови
При наличии у врача оснований предполагать, что у пациента имеется поражение органов вследствие инфекционного процесса (для оценки тяжести и характера поражения), при подозрении на осложнения заболевания, при наличии сопутствующих заболеваний назначается биохимический анализ крови.
Что представляют собой специфические методы лабораторной диагностики, какие применяются в настоящее время и для чего?
Для диагностики инфекционных заболеваний врачом могут быть назначены специфические исследования. В современной медицине таких методов приятное множество. Однако стоит понимать, что самостоятельно выбрать тот вид исследования, который действительно показан в каждом конкретном случае, едва ли возможно.
Микроскопические методы
Микроскопия позволяет идентифицировать возбудителя в биологическом микроскопическом материале посредством использования различных типов микроскопов. Препарат для проведения исследования при необходимости может использоваться как в неизмененном, так и в окрашенном по специальной технологии виде.
Бактериологический метод
Бактериологический или культуральный метод заключается в выведении чистой культуры возбудителя из биологического материала от пациента, с дальнейшей его идентификацией и определением чувствительности к лекарственным препаратам. Данный метод исследования применяется при подозрении на гнойно-воспалительные заболевания бактериального происхождения.
Серологические исследования
В основе серологических методов исследования лежит специфическое взаимодействие антигена (вирус, бактерия и др.) и направленных к нему антител. Это позволяет определять (качественно и количественно) как сами антигены, так и антитела к ним.
В лабораторной диагностике используются следующие серологические методы: иммуноферментный (ИФА), иммунофлюоресцентный, радиоиммунный анализы и пр. Наибольшее распространение в диагностике инфекционных заболеваний получил метод ИФА, который имеет 2 модификации: качественное и количественное определение антител. В первом случае обнаружение антител (положительный результат исследования) свидетельствует о возможном наличии воспалительного процесса, вызванного определенным инфекционным агентом. Во втором случае можно установить не только наличие инфекционного заболевания, но и оценить стадию активности воспалительного процесса.
Важно понимать, что проведение ИФА имеет смысл тогда, когда организм начинает формировать иммунитет к инфекционному заболеванию и начинают появляться антитела, или когда этот иммунитет уже сформирован и все антитела наработаны. Следовательно, в начале заболевания, и тем более для выявления инфицированных людей до каких-либо клинических проявлений, применение ИФА метода нецелесообразно.
Молекулярно-биологические методы
К молекулярно-биологическим методам относится полимеразная цепная реакция (ПЦР-метод), в основе которой лежит молекулярно-биологический метод амплификации (многократное копирование) малых фрагментов ДНК/РНК бактерий, вирусов и пр. ПЦР-диагностика позволяет провести прямую идентификацию генетического материала возбудителя инфекционного заболевания в исследуемом биологическом материале, который получили от пациента.
В отличие от ИФА метода, ПЦР определяет не антитела при уже сформировавшемся ответе на возбудителя, а сам возбудитель в организме человека. При этом материал может быть любой: слюна, соскоб, кровь, мокрота и т.д. Это особенно ценно при выявлении инфицированных людей, находящихся в инкубационном периоде. То есть тогда, когда человек еще явно не болеет, но уже является носителем и распространителем инфекции. Данная информация позволяет принять необходимые решения по, например, самоизоляции пациента, по временной изоляции пациента от рабочего коллектива для предотвращения распространения инфекции, сохранить рабочий активный коллектив в максимальном составе и в оптимальном здоровом состоянии. Это может быть полезно и самому пациенту, так как в ряде случаев есть возможность начать превентивную терапию общеукрепляющими препаратами.
Также этот метод очень полезен в течение первых дней заболевания, еще до того, как организм успел начать формировать антитела. ПЦР может дать ценную информацию о возбудителе и помочь врачу выбрать правильную тактику лечения, что сделает лечение максимально эффективным, течение заболевания максимально смягченным, наличие потенциальных побочных эффектов минимальным, а выздоровление и восстановление максимально быстрым.
Что представляет собой ПЦР-диагностика?
Как уже говорилось выше, ПЦР – это метод лабораторной диагностики, позволяющий выявить ДНК/РНК возбудителя инфекционного заболевания в биологическом материале (в слюне, крови и т.п.). Данный метод эффективен для диагностики инфекционных заболеваний, в том числе при отсутствии выраженной клинической картины заболевания. Основными преимуществами ПЦР являются:
Скорость исследования ПЦР
Проведение классического ПЦР-теста (real times PCR) занимает примерно 2-4 часа. Несколько более поздние варианты ПЦР, так называемые изотермальные ПЦР (поддерживается постоянная температура в течение всего исследования), более быстрые – занимают около 30 минут, но при этом являются менее точными, то есть вероятность ошибки выше.
Технология SmartAmp
Новейшая разработка в области ПЦР-диагностики, которая включается в себя и скорость изотермальной реакции, и точность классической ПЦР (а местами даже обходит ее по ряду показателей), является технология SmartAmp. Чувствительность теста достигает 50-100 копий вируса в пробе (слюна, кровь и т.д.), а точность достигает 99,99% с практически отсутствующим риском перекрестной реакции с другими вирусами (то есть метод определяет именно искомый вирус, а не определяет его ошибочно, как другой похожий вирус).
Мутации микроорганизмов и вирусов
Кроме того, любой микроорганизм и вирус постоянно мутирует и, потенциально, может стать не видимым для ПЦР, так как реактивы метода (праймеры) «заточены» на четко определенный геном. В системе SmartAmp применяется сразу несколько праймеров, что позволяет детектировать патоген даже если его ДНК мутирует в каком-то участке, что придает методу особую надежность.
Дополнительные возможности
Дополнительным преимуществом SmartAmp является ее способность определять генетические полиморфизмы (варианты генетических перестроек), соматические мутации и однонуклеотидные замены (мутации, в основе которых лежит замена лишь одной молекулы - SNP). Благодаря этой способности метод позволяет определять устойчивость патогена к препаратам.
Таким образом, все перечисленные составляющие технологии SmartAmp делают ее высокоспецифичной, максимально чувствительной и быстрой диагностической системой с дополнительными возможностями определения чувствительности к препаратам.
Какой материал берется для проведения ПЦР-диагностики?
В качестве материала для проведения ПЦР-диагностики используются ткани и жидкости организма, в которых может присутствовать возбудитель. В зависимости от возбудителя это может быть: кровь, мазок из носоглотки/ротоглотки, мокрота, эпителиальные соскобы со слизистых оболочек, биологические жидкости и биоптаты.
Как подготовиться к сдаче биологического материала для проведения ПЦР-диагностики?
Все рекомендации по подготовке к забору материала сводятся к тому, что материал должен быть чистым, без загрязнений и в достаточном количестве.
Кровь сдается натощак, накануне следует воздержаться от употребления алкогольных напитков, жирной пищи.
Перед взятием мазка из носоглотки/ротоглотки и слюны следует воздержаться от приема пищи и лекарственных средств, не пить, не чистить зубы и не жевать жевательную резинку, как минимум, за 2-3 часа. За 2-3 дня отказаться от приема любых антисептических растворов для ополаскивания полости рта, а также антисептических спреев, противомикробных мазей и пр.
При взятии соскобов из половых органов необходимо: воздержаться от половых контактов в течение, как минимум, 36 часов до проведения исследования, не мыться и не использовать антибактериальное мыло накануне исследования, не мочиться, как минимум 3 часа. Прием антибиотиков необходимо завершить не менее, чем за 3 недели до проведения исследования.
Возможные причины ошибочных результатов
ПЦР-диагностика постоянно совершенствуется, но везде присутствует, в первую очередь, человеческий фактор. Могут быть и технические неполадки, которые, впрочем, обычно быстро выявляются и устраняются службой технической поддержки лаборатории. А также нужно всегда брать во внимание особенности возбудителя и хорошо понимать его биологические и эпидемиологические свойства.
Итак, к возможным причинам ложноположительных или ложноотрицательных результатов теста относятся:
Каким образом по результатам ИФА можно судить о стадии течения инфекционного заболевания?
При количественном ИФА выполняется определение титра антител в соответствии с их классом. Существует 5 классов антител: IgM, IgA, IgG, IgD, IgE. В большинстве случаев для диагностики инфекционных заболеваний имеет значение выявление антител классов IgM и IgG. Они образуются в организме в разные промежутки времени, в зависимости от того, когда начался активный инфекционный процесс, и именно поэтому и позволяют судить о стадии активности инфекционного процесса.
Возможны следующие варианты комбинаций антител в соответствии со стадией заболевания:
При этом следует понимать, что расшифровка результатов ИФА имеет ряд особенностей, поэтому точно определить наличие инфекционного заболевания и установить стадию его течения сможет только врач.
Положительный результат ИФА: всегда ли это плохо?
Нет, это скорее хорошо! Как уже говорилось выше, наличие антител определенного класса к возбудителю инфекционного заболевания может свидетельствовать о наличии приобретенного специфического иммунитета, что в ряде случаев снижает или почти полностью исключает риск повторного инфицирования.
Возможно ли получение ложноположительного результата ИФА?
Несмотря на довольно высокую точность ИФА, вероятность получения ложноположительного результата все равно существует.
Возможными причинами ложноположительного результата ИФА могут быть:
Какой материал берется для проведения ИФА?
Как правило, венозная кровь.
Как правильно подготовиться к проведению анализа?
Всегда ли отрицательный результат ИФА (отсутствие антител) означает отсутствие инфекционного заболевания?
Нет, поскольку после заражения антитела начинают вырабатываться в организме не сразу, а по истечении инкубационного периода, с началом явных клинических проявлений заболевания. При этом зараженный человек может представлять опасность для окружающих даже при отсутствии у него выраженной клинической симптоматики. Как говорилось выше, продолжительность инкубационного периода у каждого заболевания может быть различным. В связи с этим возможно повторное проведение анализа через несколько дней с получением уже положительных результатов при условии, что человек действительно болел, даже в легкой форме.
Всегда ли совпадают результаты ИФА и ПЦР-диагностики?
Нет, возможно расхождение результатов этих методов диагностики.
Ниже приведены варианты комбинаций результатов с их возможными причинами.
ПЦР «+», ИФА «-»
Данный вариант возможен при недавнем инфицировании или при хроническом течении инфекционного заболевания. В первом случае иммунная система еще не начала вырабатывать антитела против возбудителя, ДНК/РНК которого удалось выявить при помощи ПЦР-диагностики. Во втором случае возбудитель инфекционного заболевания присутствует в крови уже длительный период времени, в связи с чем иммунная система перестает реагировать на его присутствие.
Следует отметить, что в случае отсутствия клинической симптоматики при наличии в организме возбудителя инфекционного заболевания, человек может быть источником инфекции (носителем) и способен заразить окружающих.
ПЦР «-», ИФА «+»
Данная комбинация свидетельствует о перенесенной инфекции. При этом результат ИФА положительный за счет наличия иммуноглобулинов, которые могут циркулировать в крови в течение нескольких месяцев и даже лет после полного выздоровления. Метод ПЦР-диагностики, в свою очередь позволяет определить только наличие ДНК/РНК возбудителя в организме, который к этому времени уже выведен из организма.
Специфичность и кросс-реакция
Также разница может быть обусловлена избирательностью используемых тест-систем для проведения ИФА. Если ИФА-система недостаточно избирательна (не достаточно специфична), то она может ошибочно определять антитела в ответ на другие инфекции, а не на искомую. Многие микроорганизмы содержатся в организме человека в норме и не являются причиной заболеваний.
То же самое возможно и для ПЦР-систем. Если система недостаточно специфична, она может ошибочно определять наличие инфекционного агента, «путая» его с другим возбудителем.
Такая ситуация ошибочного определения называется перекрестная реакция (кросс-реакция).
Разница в исследуемом биологическом материале
ПЦР-диагностика позволяет выявить ДНК/РНК возбудителя только в тех тканях и биологических жидкостях организма, в которых он находится на момент забора материала для проведения анализа.
Положительные результаты обоих анализов позволяют с высокой степенью вероятности говорить о наличии инфекционного заболевания, отрицательные – о его отсутствии. Однако, в любом случае, окончательный диагноз может поставить только лечащий врач.
Технические причины
Всегда стоит помнить, что любой современный молекулярный анализ, не важно сколь современным он ни был, всегда зависим от технического оснащения лаборатории и от «человеческого фактора». Неточности в процессе забора материала, транспортировке и его подготовке к исследованию всегда имеют хоть и не большой, но все же шанс на ошибку.
Когда имеет смысл сдавать анализы для диагностики инфекционных заболеваний?
Современные методы молекулярной диагностики инфекционных заболеваний являются оптимальным способом защитить себя и близких от многих опасных заболеваний, выбрать эффективное лечение. Самое важное – это Ваш осознанный подход к каждой ситуации.
Ведь Ваше здоровье и здоровье близких – это Ваша ответственность!
Lauer, S. A., K. H. Grantz, Q. Bi, F. K. Jones, Q. Zheng, H. R. Meredith, A. S. Azman, N. G. Reich and J. Lessler (2020). "The Incubation Period of Coronavirus Disease 2019 (COVID-19) From Publicly Reported Confirmed Cases: Estimation and Application." Ann Intern Med.