Аллергия к микромицетам

С.В. Царев

В этиологии аллергических заболеваний грибы микромицеты играют значительную роль. Рост аллергии к плесневым и дрожжевым грибам соответствует общей тенденции увеличения заболеваемости аллергическими заболеваниями [1–3], или даже более заметен. В значительной степени это связано с широким распространением грибов, с не которыми их особенностями, а также с изменением взаимоотношений человека и грибов в последние десятилетия. Этому способствует, в том числе, широкое применение антибиотиков, стероидных гормонов, цитостатиков.

Царство грибов (Mycota) насчитывает около 250 000 видов [4]. В настоящее время изучено около 80 000 видов грибов [5]. Из этих 80 000 около 150 видов являются первично патогенными и около 350 – условно патогенными для человека и животных. Грибы могут взаимодействовать с человеком следующим образом:
– нормально сосуществовать (носительство); некоторые виды грибов являются нормальными обитателями тела человека;
– вызывать микоз;
– вызывать микотоксикоз;
– сенсибилизировать макроорганизм с развитием микоаллергоза.

Среди патогенных видов высокой сенсибилизирующей активностью обладают Trichophyton, Epidermophyton, Microsporum. Аллергия к этим грибам сопутствует основному грибковому заболеванию, вызываемому соответствующим видом. В то же время множество непатогенных грибов, споры которых содержатся в открытом воздухе и внутри помещения, способны вызвать бронхиальную астму, аллергический ринит, аллергические дерматозы, аллергические поражения желудочно-кишечного тракта. Шляпочные грибы, не являющиеся возбудителями микозов и не играющие значительной роли в патологии человека, в настоящем обзоре не рассматриваются.

Классификация грибов

Классификация грибов в настоящее время очень сложна и условна. В большой степени это связано с недостаточностью наших знаний о грибах. Соответственно таксономия и номенклатура грибов имеют достаточно замысловатый вид. Номенклатура грибов определяется Международным кодексом ботанической номенклатуры, и любые изменения принимаются на периодически проводимом Международном ботаническом конгрессе.

Единую классификацию создать чрезвычайно трудно. Грибы могут быть классифицированы по разным признакам [4, 6]. При классификации наиболее часто учитываются морфология грибов и их способы размножения. Однако эти признаки являются множественными и, самое главное, могут из меняться при росте грибов. Еще более запутывает ситуацию тот факт, что к грибам относили некоторые организмы, не являющиеся, как выяснилось, грибами. И совсем превращает классификацию в организационный беспорядок история названия грибов: так, одному и тому же грибу нередко давали разные названия. Примером могут служить Whatafungus burgerii и Anotherfungus macus, оказавшиеся одним и тем же грибом. В таких случаях оставляли первое из правильных описаний гриба. Но не всегда – в некоторых случаях более новое на звание становилось настолько значимым, что воз вращение к первому правильному описанию могло породить длительный хаос.

Таким примером является Candida: согласно вышеуказанному правилу, этот гриб необходимо называть Torulopsis, но Международный ботанический конгресс счел не возможным изменить название и сделал исключение, определив его как nomen conservandum (nom. cons.). Или история Pityrosporum и Malassezia, когда из-за присущего Malassezia диморфизма (способности находиться и в дрожжевой, и в мицелиальной фазе) предполагалось, что это различные грибы: в то же время Pityrosporum – это дрожжевая форма, а Malassezia – мицелильная форма одного гриба. Еще более запутывала ситуацию вариабельность формы дрожжей: круглая форма клетки определялась как Pityrosporum orbiculare, а овальная – как Pityrosporum ovale. Но оказалось, что форма клетки – это лишь фаза жизненного цикла одного микроорганизма. Таким образом, по морфологии все грибы можно условно разделить на 2 группы:
– дрожжевые (дрожжи) – состоят из отдельных клеток и размножаются делением и почкованием;
– плесневые или нитчатые, мицелиальные (плесени);
– многоклеточные организмы, характеризуются наличием мицелия и размножаются спорами и фрагментацией гиф – особых выростов шириной 3–4 мкм. Гифы имеют ядро и стенку, содержащую целлюлозу или хитин. Комплекс гиф образует ми целий. Отдельные дрожжи способны формировать псевдомицелий, размножаясь секвенциально без деления. Плесень как нетаксономическое обозначение — это расположенные на поверхности пита тельного субстрата органы размножения разных видов грибов. Плесень состоит из переплетенных гиф и спор и представляет собой аморфную массу, которая может иметь разную окраску, форму и кон систенцию.

Специфическая особенность морфологии – диморфизм – была отмечена выше на примере грибов рода Malassezia. Попутно заметим, что в на стоящее время выделено 104 штамма одиннадцати видов дрожжей рода Malassezia spр. по ДНК, оп ределяемой методом полимеразной цепной реакции. Но этот процесс продолжается, так как у известных ранее штаммов находят новые молекулярные структуры, позволяющие отнести их к еще неизвестному виду [7, 8].

Диморфизм характерен для возбудителей системных микозов – бластомикоза, гистоплазмоза, кокцидоидомикоза. В организме хозяина они об разуют дрожжеподобные клетки, а in vitro растут в виде мицелия. Это связано с температурным режимом репродукции (температурозависимый диморфизм). В зараженном организме могут присутствовать и оба морфологических варианта гриба – это характерно не только для Malassezia, но и для Candida albicans.

Основная и наиболее используемая классификация – по способу размножения. Грибы размножаются спорами и путем фрагментации гиф. Споры образуются бесполым (простое деление клеток) и половым (слияние двух клеток с образованием зиготы) способами. Причем у большинства грибов стадии бесполого и полового размножения чередуются. Споронесущие части составляют основу классификации. Распознают два основных типа асексуальных спор: спорангиеспоры, которые формируются в закрытых сумках (спорангиях) и конидии. Одна головка Aspergillus fumigatus дает около 65 тыс. конидий, из одной конидии за 24 ч может произойти 1000 головок аспергилла, дающего 65×106 спор. Половое репродукционное размножение завер шается образованием половых спор (телеоморфа) аскоспор, зигоспор, ооспор, базидиоспор. Все грибы, рассматриваемые в медицинской микологии, можно классифицировать следующим образом: аскомицеты (Аscomycetes, Ascomycota), базидиомицеты (Вasidiomycetes, Basidiomycota), зигомицеты (Zygomycetes, Zygomycota), хитридиомицеты (Chytri diomycetes или Oomycetes, Chytridiomycota) и Fungi Imperfecti (или Deuteromycota, их сексуальные споры неизвестны). Первые четыре группы – истинные сексуальные группы, продуцирующие сексуальные споры. Тем не менее Ascomycetes и Basidiomycetes могут размножаться и асексуально. Большинство аллергенных плесневых грибов размножаются асексуально.

Грибы, патогенные для человека, есть во всех группах, кроме хитридиомицетов. Последние важ ны как причины болезней в сельском хозяйстве и у низших холоднокровных животных. Некоторые Fungi imperfecti (или Deuteromycota) могут периоди чески находиться в состоянии сексуальной формы (телеморфной) или асексуальной (различные ана морфные варианты).

В жизненном цикле простейшие грибковые организмы обычно продуцируют как сексуальные, так и асексуальные споры от морфологически раз личных структур (так называемые совершенные и несовершенные стадии). В результате различные стадии жизненного цикла грибов могут протекать как совершенно разные организмы. Так как их свойства могут принципиально отличаться, то они имеют разные названия. Наряду с приведенными выше примерами это Aspergillus fischerianus – он яв ляется анаморфным Neosartorya fischeri. Или Aspergillus glaucus – сейчас известен как несовер шенная форма (асексуальная стадия) другого аско мицета – Eurotium herbariorum. Иногда эти стадии могут даже сосуществовать. Такие переходы между сексуальными и несексуальными статусами вносят определенную путаницу в номенклатуру грибов.

Большинство возбудителей важнейших микозов человека (кандидоза, дерматофитозов, гистоплазмоза, бластомикозов, некоторых мицетом) относят к классу аскомицетов. У этих грибов сексуальные споры (аскоспоры) развиваются в характерных для этого класса сумках (сумкоподобных клетках) без привязки к стенкам. В подкласс Hyphomycetes класса Ascomycetes входят грибы, наиболее часто вызывающие аллергию, – это грибы родов Alternaria, Penicillium и Aspergillus. Поскольку классификация Hyphomycetes основана только на морфологии спор и не отражает других признаков, разные грибы, вхо дящие в этот подкласс, значительно отличаются друг от друга по антигенному составу.

Зигомицетами являются некоторые другие возбудители микозов – виды родов Mucor, Rhizopus, Absidia, Basidiobolus. Многие из них активно размножаются в компосте, соломе, земле и пищевых ос татках. Члены этого класса, включая хлебную и сахарную плесень, образуют тонкостенные зигоспоры в результате соединения специальных мицелиальных выростов.

К классу базидиомицетов относятся самые разнообразные формы: шляпочные грибы, дождевики, ржавчинные, головневые грибы, включая как сапрофитов, так и облигатных паразитов. К возбудителям болезней относят Cryptococcus neoformans, Malassezia spp., Trichosporon spp., Rhodotorula spp., Schizophyllum commune. Базидиоспоры развиваются на специализированных тканях – базидиях.

При рассмотрении дрожжей необходимо отметить, что эта группа очень гетерогенная. Некоторые типы (например, Saccharomyces cerevisiae, пекарские дрожжи) формируют аскоспоры, у других (например, Cryptococcus, Torulopsis и Rhodotorula) выявлено почкование и редко – деление. Дополнительная группа включает роды (Sporobolomyces и Bullera) с бобовидными спорами, освобождающимися подобно базидиоспорам. Такое разнообразие определяет и антигенную разнородность среди дрожжей.

По типу питания грибы делятся на сапрофитов и паразитов. Все грибы можно разделить также по отношению к температуре и влажности окружаю щей среды (см. ниже). И, наконец, еще несколько дополнительных элементов классификации: выделяют Темноокрашенные грибы – по меланину клеточных стенок гиф или конидий грибов. Отдельно выделяют Дерматофиты – грибы, повреждающие кожу, ногти и волосы человека.

Биологические особенности грибов и их распространенность в окружающей среде

Одни виды грибов встречаются повсеместно (Aureobasidium pullulans, многие аспергиллы, пенициллы), другие — эндемично (Coccidioides immitis и др.). Грибы обнаруживаются в почве, воздухе, пресной и соленой воде практически всех климатических зон. Это связано как с их огромным разнообразием, так и с уникальной способностью к адаптации в различных условиях. В то же время большинство грибов предпочитает заселять умеренно увлажненные, умеренно закисленные и умеренно освещенные среды обитания, в которых содержатся минимальные источники питания с набором необходимых макро и микроэлементов. Что касается патогенных для человека микромицетов, то они способны развиваться при температуре 35–38 °С.

Известное количество видов микроскопических грибов (микромицетов) уже достигает 200 000. По лагают, что действительное их число около 1,5 млн [9]; ежегодно описывают от 800 до 1500 новых ви дов [10], а детально изучено лишь около 4% [11]. Концентрация спор грибов в воздухе может превы шать концентрацию пыльцевых зерен даже на пике пыления растений в 2–3 раза. Внутри помещения грибы определяются круглогодично [12].

Продолжительность жизни грибов в естественных условиях во многом зависит от среды обитания, а также от их видовой и родовой принадлежности. Например, конидии некоторых пенициллов и кладоспориумов остаются жизнеспособными при сухом хранении в течение 2–10 лет. Годами способны сохраняться при неподходящих для прорастания условиях хламидоспоры, геммы, склероции. При изменении ситуации споры (конидии) оживают и размножаются. Известна криотолерантность грибов – даже при отрицательной температуре они сохраняют жизнеспособность. Численность их па дает лишь в высокогорных и засушливых районах из-за недостатка влаги и кислорода.

Основная функция грибов (как и других микро организмов) заключается в участии в процессах минерализации органических субстратов. В отличие от бактерий и актиномицетов для роста всех видов грибов необходим кислород. Для роста многих грибов необходимы также углеводы, хотя не которые (например, дейтеромицеты) нуждаются в неорганическом азоте. Потребности в минеральных солях грибы удовлетворяют за счет неорганических веществ, многие виды не нуждаются в витаминах – они способны синтезировать их сами.

Оптимальная температура для роста мицелия между 18 и 32 °C. При температуре близкой к нулю большинство грибов «консервируется» до более благоприятного периода, но некоторые могут спо рулировать даже при отрицательных температурах. Существуют психрофилы (от греч. psichria – холод) с оптимумом температуры ниже 20 °С, например, некоторые виды грибов из рода Puccinia. Для мезофилов (mesos – средний) оптимум – 20–45 °C; к ним относятся штаммы Aspergillus fumigatus, растущие при 35–38 °С, то есть они способны поселяться у человека. Подобные температурные условия нужны также для Aspergillus nigеr и Paecilomyces varioti. Реже обнаруживают эвритермофильные грибы, растущие в широком диапазоне температур ниже 37 °С (от греч. euris – широкий). Выделяют также стенотермофилы, растущие в узком диапазоне температуры выше 37 °С (от греч. stenos – узкий). Есть термофилы, которые не растут при тем тературе ниже 45 °C, но для большинства грибов температура выше 70 °C смертельна [13, 14].

Многие почвенные виды грибов способны выдерживать длительное высыхание, но для роста грибов вода необходима. При недостатке влажности субстрата становится необходимой относительная влажность воздуха не менее 65%. В то же время даже в сухом воздухе грибы могут находить свободную воду в прохладных местах (там образуется конденсат), в глубокой тени, на сырой почве или на поверхности листьев. Все грибы можно разделить на следующие группы:
– водные грибы – гидробионты (греч. hydor вода), обитающие непосредственно в воде, Saprolegnia, Phoma spp. и др.;
– гигробионты (hygros – влажный), обитающие на суше при увлажненной атмосфере; но в определенный период жизни им необходима капельно-жидкая водная среда – Phytophthora infestans и др.;
– мезогидробионты — широко распространенные патогенные и сапрофитные грибы, обитающие в почве или в иных средах при определенной степе ни влажности, но не в воде и не нуждающиеся в капельно-жидкой воде, – аспергиллы, пенициллы и др.;
– ксеробионты (xeros – сухой), обитающие при минимальном количестве влаги в засушливых и сухих климатических условиях, включая пустыни, гастеромицеты (из класса Basidiomycetes) и другие.

Уровень атмосферной влажности влияет и на распространение спор многих грибов: выброс спор (баллистоспор) происходит во время ливня, тумана и сырыми ночами. В результате количество спор в атмосферном воздухе таких грибов, как Fusarium, Phoma, Cephalosporium (Acremonium) и Trichoderma, может резко возрастать в указанных условиях и за тем резко падать, что важно для понимания некоторых клинических особенностей аллергии к грибам.

Наряду с различными баллистоспорами как бы «всплеском» рассеиваются многие дрожжевые клетки, и их обнаруживают главным образом но чью и во влажную погоду. Некоторые грибы рассеивают споры под действием движения воздуха (сухая дисперсия). Тогда количество спор в воздухе увеличивается в зависимости от скорости воздушных потоков и уменьшается во время дождей. В таких условиях (например, в солнечный полдень, когда температура становится наивысшей, возрастает скорость движения ветра, его турбулентность и конвекция) значительно возрастает количество спор грибов потенциальных аллергенов (Cladosporium, Alternaria, Epicoccum и Helminthosporium), а также ржавчинных, головневых грибов и некоторых оомицетов. В меньшей степени это касается Rhizopus, Aspergillus и Penicillium. Споры, зависимые от высушивания, более многочисленны ранним утром во время освобождения листвы растений от влаги при инсоляции.

Естественное ультрафиолетовое излучение может как способствовать формированию спор, так и вредить жизнеспособности грибов. Из за отсутствия хлорофилла большинство микромицетов хорошо развивается в темноте, хотя в период образования конидий возрастание освещенности может оказывать благоприятное влияние на некоторые виды грибов. Отдельные представители зигомицетов и аскомицетов обладают положительным фото(гелио)тропизмом (Mucor sp., Phycomyces sp., Sordaria sp.). Ультрафиолет менее губителен для грибов, чем для бактерий, но все же большинство микромицетов погибает под его влиянием; причем под действием прямых солнечных лучей грибы гибнут быстрее, чем от рассеянного солнечного света. Механизм здесь такой же, как и при бактерицидном эффекте, – спаривание тиминовых остатков в ДНК и свободнорадикальные процессы [15]. Для некоторых грибов значима интенсивность и продолжительность светового дня. Так, некоторым разновидностеям (например, Cladosporium) темный интервал требуется для формирования урожая спор в течение каждого 24-часового периода.

Таким образом, циркадные ритмы изменения температуры, влажности и скорости движения воздуха способствуют попаданию в воздух в течение дня спор, главным образом темноспоровых дейтеромицетов, ржавчинных и головневых грибов, а ночью – преимущественно баллистоспор. Наиболее распространенными в мире в дневное время являются споры Cladosporium spp., хотя в теплом сухом климате могут преобладать Alternaria spp. или при влажном климате – Curvularia или Drechslera. В ночное время более многочисленными оказываются аскоспоры, базидиоспоры и баллистоспоры. Общее число спор колеблется от 200 до 2 млн/м³.

Человек постоянно контактирует со спорами грибов как в закрытых помещениях, так и на от крытом воздухе. Повсеместная вегетация грибов в окружающей среде, наличие спор в воздухе делает неизбежным их контакт с органами дыхания любого человека [16–19]. Большинство наиболее детальных исследований, учитывающих численность и видовой состав микроскопических грибов, выполнено в странах Европы (Польша, Литва, Ита лия, Германия), в США, существенно меньше работ проведено в Азии и практически нет в Африке. Основная часть работ (около 70%) посвящена ана лизу присутствия оппортунистических грибов в различного рода помещениях [20].

Видовой состав грибных спор может зависеть от различных факторов. На локальную концентрацию спор влияет растительность в данной местности. В лесах в большом количестве имеются споры ба зидиомицетов, обитающих на гниющей древесине (например, Ganoderma spp.). А черные дейтеромицеты, ржавчинные и головневые грибы встречаются реже. Осенью (но не весной) во фруктовых садах в воздухе увеличивается уровень дрожжеподобных грибов и сезонных паразитов типа Venturia inequalis.

Поля с зерновыми культурами, пастбища являются источниками спор Alternaria, Cladosporium Helminthosporium, Drechslera и Epicoccum. При зара жении зерновых культур локально может повы шаться уровень спор ржавчинных и головневых грибов, а также Ophiobolus и Gibberella ascospores. Повреждение естественного субстрата, на котором растут грибы, провоцирует возрастание концентрации спор грибов в воздухе. Так, споровые «облака» создают уборка урожая, молотьба и скирдование. Подобный риск существует при работе с силосом и компостом, при размельчении соломы, листьев или торфа. На старых полях в микросреде на уровне органов дыхания взрослого человека уровень спор темноспоровых дейтеромицетов и головневых грибов в 10–20 и более раз выше фонового.

Что касается сезонных колебаний, то в наименьшем количестве споры в воздухе обнаруживают зимой. У разных видов грибов годичные закономерности могут быть различными. По данным различных исследований, концентрации в воздухе доминирующих в большинстве регионов Cladosporium и Alternaria варьируют от чрезвычайно низких уровней в период снежного покрова до пикового, обычно в конце лета и ранней осенью.

Cladosporium spp. – встречающийся повсеместно род грибов, споры которого обычно превосходят по численности все другие наружные биоаэрозоли. Эти грибы вместе с некоторыми аскомицетами (Mycosphaerella, Venturia) являются сапрофитами и паразитами шпината, бананов, томатов. Концентрация в воздухе Cl. herbarum и Cl. сladosporioides в дневные часы достигает 5000 и более спор/м³; менее многочисленны другие виды (Cl. мacrocarpum, Cl. sphaerospermum).

Alternaria spp. в сухие дни поздним летом и осенью обнаруживается в воздухе в количестве 5001000 спор/м³. Чаще всего это A. alternata (A. tenuis) и A. tenuissima.

Aspergillus spp. – широко распространенные организмы гниения. Они термостойки и могут существовать в значительном диапазоне температур, а некоторые термостойкие виды (например, A. fumigatus и A. flavus) могут быть причиной заболеваний дыхательных путей. Кроме того, A. oryzae используют для производства соевых продуктов и соусов, коммерческих ферментов (амилаз, галактозидаз и других). Aspergillus используется также в производстве лимонной и щавелевой кислоты, чернил, красок. Уровень спор Aspergillus в помещениях обычно превышает их число на открытом воздухе. Часто они обсеменяют кондиционеры. Могут обсеменять пищевые продукты (арахис, мясо кур).

Penicillium spp. по большому разнообразию, сложной таксономии, широкому распространению, высокому содержанию во внутренних помещениях и коммерческому использованию не менее значим, чем Aspergillus. Penicillium – синезеленый плесневой гриб, обнаруживаемый на черством хлебе, плодах и орехах и используемый для производства зеленого и синего сыра с плесенью. Определенные разновидности Penicillium присутствуют в сыре «Камамбер» и в сине-зеленых включениях других сыров, включая «Рокфор». Penicillium notatum (синоним – Penicillium chrysogenum) очень широко распространен в почве, встречается в умеренных зонах в лесах, полях и пахотных почвах. Он может быть выделен из разлагающихся листьев и овощей. Его также находят в заготовленном зерне, сене. Penicillium не имеет никаких особых сезонных вариаций, но достигает пиковых концентраций зимой и весной.

Aureobasidium spp. проживает на листьях и в почве, часто колонизирует бумагу, древесину и окрашенные поверхности. Несмотря на широкую распространенность, уровни спор в воздухе редко достигают концентрации содержания Cladosporium spp.

Ржавчинные (Uredinales) и головневые (Ustilagi nales) грибы – паразиты, инфицирующие многие дикорастущие и культурные растения, особенно зерно хлебных злаков. В городских районах обычный уровень уредиоспор выше 100/м³ встречается редко; с несколько большим количеством спор контактируют сельскохозяйственные рабочие. Споры головневых грибов, напротив, определяют в избытке в местах проведения сельскохозяйственных работ. Видимые облака спор образуются при срезании зараженных зерновых.

Helminthosporium обнаруживается при аэробиологических исследованиях во всем мире; выявляется сезонно в сухие, жаркие дни. Разновидности Helminthosporium (паразиты хлебных злаков и трав) часто обнаруживаются на зерне, сахарном тростнике, в почве и на тканях. В США H. solani и H. velutinum являются значимым паразитом картофеля.

Споры Epicoccum nigrum распространены в воз духе над полями и сельскохозяйственными районами. В сухой осенний период их уровень достигает 100–200 спор/м³ и выше.

Грибы Rhizopus, Mucor, Absidia обнаруживают повсеместно на опавших листьях и других распадающихся субстратах, где часто можно увидеть их сероватые, похожие на вату, быстрорастущие колонии. Споры грибов этой группы могут быть в изобилии во влажных местах (особенно на мокрой земле) и вокруг гниющей растительности и компоста. Mucor racemosus был одним из первых грибов почвы, обнаруженный и выделенный уже в 1886 г. Выявляется на всем протяжении Европы и в Америке от Аляски до Бразилии. Прежде всего это грибы почвы, но их также находят на лошадином навозе, фрагментах растений, зерне, овощах и орехах. Он был обнаружен на ягодах, во фруктовом соке, мармеладе. Mucor также рассматривается как внутренний плесневой гриб (в пыли помещений). Rhizopus nigricans (синоним – Rhizopus stolonifer) близко связан с Mucor и населяет те же самые экологические ниши, имеет всемирное распространение. Споры распространяются в жаркую, сухую погоду. Наиболее часто встречается в теплых областях, в сухих средах обитания. Типичные микросреды обитания включают разлагающийся мусор, например, сосновые иглы и листья. Другие известные субстраты сладкий картофель, замороженная земляника, вареные фрукты, а также гнезда, перья и помет диких птиц. Его находят также в детских песочницах. Риск для профессионального заражения наиболее вероятен при погрузке, хранении и продаже земляники, персиков, вишни, зерна и арахисов.

Fusarium spp. – род микроорганизмов гниения и растительных патогенов, широко распространен на травах и других растениях, является главным паразитом риса, сахарного тростника, кукурузного зерна. Регулярно обнаруживается на корнях банана, томатов, арбузов и других плодах и овощах. Спорообразование происходит при теплой, влажной погоде. В течение зимы или в сухие периоды гриб выживает в почве и в разлагающихся растениях. Fusarium monili forme (синоним – Fusarium proliferatum) находят при аэробиологических исследованиях во всем мире. Уровни конидий Fusarium в воздухе четко не определены, потому что многие исследователи ошибочно принимают за их частицы аскоспоры.

Sphaeropsidales spp. (форма несовершенных грибов). Споры этого гриба развиваются в слизистых массах и обнаруживаются в течение влажных периодов. Главный представитель – Phoma betae. Phoma – очень часто встречающийся гриб почвы, атакующий слабые или поврежденные растения. Его часто выделяют из различных почв, мертвых тканей растений и картофеля. Phoma часто обнаруживается в закрытых помещениях как загрязнитель влажных поверхностей, связан с повреждением окрашенных стен, образуя цветные пятна, часто розовые или фиолетовые, несколько сантиметров в диаметре. Выделение Phoma на Среднем Западе США редко превышают 20 спор/м³.

Stemphylium botryosum (синоним – Pleospora herbarum) обычно встречается в умеренных и субтропических регионах. Выделен из почвы лесов, лугов, пшеничных полей, свекольных и цитрусовых культур, плантаций кофе. Был выделен также из загрязненной пресной воды, опавших листьев, коры и листьев цитрусовых. Как типичный споро образующий гриб, он обнаруживается на томатах, пшенице и ячмене. Конидии обильно высвобож даются после понижения относительной влажнос ти в присутствии света.

Trichoderma viride (синоним – Trichoderma lignorum) – один из наиболее широко распространенных грибов почвы. Выявляется в лесах, полях и на культивируемых землях. Он может расти и на других грибах, обычно обнаруживается на древе сине, гобеленах, в сырых помещениях, часто обнаруживается на кухнях, где растет на неглицерованном кафеле. Trichoderma может вызывать проблемы при искусственном культивировании грибов и луковиц тюльпанов.

Oomycetes spp., пушистые плесени (семейство Peronosporaceae) – наиболее часто обнаруживаемые члены этого порядка, являются в большинстве случаев облигатными паразитами. В регионах, где происходит местное инфицирование трав или широколистных зерновых культур (особенно винограда и лука), овоидные споры могут появляться в воздухе в течение сухой ветреной погоды.

Дрожжи. В центральных районах США атмосферные уровни спор дрожжей достигают максимума в течение периода ливневых дождей, особенно в местностях, где произрастают зерновые культуры. Высокие уровни спор S. roseus наблюдали в Великобритании поздним летом. В Северной Америке, однако, концентрации таких спор в свободном воздухе были существенно ниже. Многие дрожжи устойчивы к кислоте и повышенному давлению, что позволяет им колонизировать бытовую технику или промышленное оборудование; кроме того, они колонизируют резервуары увлажнителей воздуха, кондиционеры и т. п. Что касается Candida, то, кроме непосредственной микросреды человека, C. albicans редко выделяют из воздуха, хотя некоторые виды (например, C. tropicalis) обнаруживают в небольших количествах.

Проведенные в самых различных географических районах многочисленные исследования, анализирующие состав и уровень грибов и их сенсибилизирующую способность, показывают, что наиболее часто аллергическую реакцию вызывают грибы Aspergillus, Alternaria и Cladosporium spp. Они же, вместе с Penicillium, наиболее часто обнаруживаются в воздухе окружающей среды и помещений во всем мире [19, 21–24].

В представленых результатах 10-летнего (19942003 гг.) аэробиологического исследования распространенности плесневых грибов в городе Геракли он, расположенном в центре острова Крит, получены следующие данные. В окружающей среде и в помещениях обнаружено 18 видов плесеней, среди которых преобладали Cladosporium, Alternaria, смешанные аскоспоры, Leptosphaeria и базидиомицеты Coprinus. Протестировали 571 больного аллергией с использованием набора из экстрактов 10 видов плесневых грибов. Положительный ответ зарегистрировали в 42,5% случаев. Преобладал ответ на Alternaria, Cladosporium, Fusarium, Aspergillus и Mucor. В то же время не обнаружили линейной зависимости между частотой положительных кожных реакций и распространением видов плесневых грибов [25]. В определенных ситуациях сенсибилизирующими агентами могут выступить не очень распространенные разновидности грибов. Более 2 тысяч лет Aspergillus oryzae используется в брожении соевого соуса, и только сейчас описан экзогенный аллергический альвеолит как soy sauce workers’ lung – «легкое работников, производящих соевый соус».

Большое исследование проведено по изучению распространения микроскопических грибов с известными аллергенными свойствами во внешней среде в разных природно-климатических условиях Европейской части России [26]. В первую очередь проанализирован состав и обилие этих видов в почвах как основном резервуаре микроскопических грибов в природных условиях. Грибы определяли также в приземных слоях воздуха (на высоте 1,5 м; определение методом седиментации), а в некоторых экосистемах на поверхности растений и в снегу. Аллергенные темноокрашенные грибы встречаются повсеместно на поверхности растений и на растительных остатках. В почвах разных климатических зон распространение аллергенных видов чаще всего спорадическое. Причем в северных регионах содержание грибов рода Aspergillus, а так же Penicillium chrysogenum, как правило, ниже. В целом обилие аллергенных видов в природе выше в южных почвах. Антропогенные изменения природ ной среды могут влиять на распространение аллергенных грибов. Установлено, что в северных и умеренных широтах в городской среде по сравнению с природными территориями наблюдается накопление аллергенных видов грибов. Это отмечается особенно в приземных слоях воздуха, а также в почвах, на поверхности растений, в снежном покрове. На пример, в центральной части г. Москвы содержание потенциально аллергенных грибов в приземных слоях воздуха в летний период могло достигать до 50% от всех выделенных грибов. Состав грибов в приземных слоях воздуха обычно сходен с таковым в городских почвах. Из городских почв постоянно (до 100% встречаемости) и при высоком значении обилия (10–40% от общего числа) выделялись аллергенные грибы. Во внешней среде города в несколько раз может увеличиваться содержание темноокрашенных грибов (представителей родов Alternaria, Cladosporium, Ulocladium). Аккумуляция таких темноокрашенных грибов (по разнообразию выделяемых видов, по их общему обилию) отчетливо прослеживается в придорожных зонах городских автомагистралей, где постоянно имеется активный пылеперенос частиц, а следовательно, выше вероятность попадания грибных спор в организм человека. Концентрация таких аллергенных грибов достигала максимальных значений на расстоянии 5–10 м от автомагистралей. В московских городских почвах потенциально аллергенные виды выделяются весной и летом, главным образом за счет обильного выделения в эти периоды года вида Penicillium chrysogenum. В то же время осенью увеличивается содержание темноокрашенных грибов. Важно отметить, что многие потенциально опасные виды грибов, обильно представленные в городских почвах (P. chrysogenum, A. niger, Al. alternata, C. cladosporioides), часто выделяются и из пыли различных городских помещений. Можно предположить, что важнейшим фактором формирования грибных комплексов в помещениях является поступление спор с воздухом и пылью из внешней среды.

Плесневые грибы образуют колонии в толще материалов и на их поверхности. Споры грибов очень слабо укреплены на выростах грибницы, и достаточно малейшего движения воздуха, чтобы спора отделилась от своего основания и переместилась на довольно далекое расстояние. Так, восходящими воздушными потоками споры грибов поднимаются из подвалов и с первых этажей практически на все остальные этажи здания. Споры грибов оседают на плоские поверхности: лестничные площадки, карнизы, подоконники и пр. Горизонтальные потоки воздуха, а также сами жители домов переносят пыль вместе со спорами грибов (компонентами этой пыли) непосредственно в жилища.

Рост грибов в жилых помещениях наблюдается прежде всего в местах протечек, в цветочных горшках, в местах хранения продуктов, на заплесневелых продуктах (хлеб, овощи), на занавесках в душевой, в старой мебельной обивке, в контейнерах для мусора, на других органических субстратах (шерсти, например), иногда на влажной одежде. В подушках были обнаружены Aspergillus fumigatus, Aureobasidium pullulans и Rhodotorula mucilaginosa [27].

Грибы, расщепляющие целлюлозу (Stachybo trus, Aspergillus, Penicillium, Cladosporium), могут использовать как среду обитания вату, капок и обычные обои. Пористость каучука и синтетических материалов, их способность оставаться сырыми длительное время также ведут к колонизации грибами. Penicillium в виде зеленой плесени можно обнаружить на фундаментах зданий. В деревянных домах грибов больше, чем в бетонных [28]. Источником грибов могут быть и многие продукты [29]. Так, например, Candida обнаруживается в мороженом и творожных сырках в 78,6% проб, в сметане – в 75%, твороге – 66,6%, кефире – 35,3%, простокваше – 28,6%, молоке – 12–20% [30]. Rhizopus можно обнаружить в виде черной плесе ни на хлебе, овощах, особенно на луке. Alternaria alternatа может проявляться в виде черных точек на помидорах. Серая плесень на землянике, винограде, капусте, салате, томатах – это Botrytis cinerea. Грибы Aspergillus находят в пакетиках чая, порошке черного перца, кофе, на фруктах, кондитерских изделиях.

Число спор в домах с большим количеством растений возрастает, но это связано с поливкой и опрыскиванием [31], сами домашние растения слабо влияют на количество спор в помещениях.

Видовой состав и содержание спор грибов внутри жилых помещений несколько отличается от таковых в атмосфере. В пробах домашней пыли и воздуха жилых помещений чаще выделяют грибы Aspergillus, Penicillium, Alternaria, Cladosporium. Но только этими разновидностями обнаруживаемые в воздухе споры не ограничиваются. Недавнее исследование содержания спор в воздухе в Великобритании (MAARA – Midlands Asthma and Allergy Research Association) показало, что указанные выше 4 группы вместе составляют около 15% всех обнаруживаемых спор [32].

В табл. 1 представлены данные о частоте встречаемости грибов в некоторых регионах Северной Америки.

Таблица 1. Частота обнаружения спор грибоваллергенов в пробах воздуха регионов США (The Role of Molds in Allergy. Spokane, WA: HollisterStier Laboratories, 1977)

Всего в помещениях разных стран в общей сложности выявлено более 250 видов грибов. В воздухе и пыли жилых помещений Москвы обнаружено 148 видов микромицетов из 45 родов. Около 18% ви дов составляли аллергенные и около 30% – условно патогенные виды [33, 34]. В основном встречаются грибы родов Penicillium, Aspergillus и Cladosporium. Встречаемость в воздухе и в пыли Penicillium со ставляет 89,4 и 93,6%, Aspergillus – 81,7 и 88,5%, Cladosporium – 58,9 и 44,9% соответственно. Кроме того, в воздухе выявляются Wallemia (21,1%), светлоокрашенный стерильный мицелий (17,7%), Botry tis (12,8%), Alternaria (11,1%); в пыли – Alternaria (29,5%), Ulocladium (20,5%), Rhizopus (19,2%), Mucor (17,9%), Wallemia (12,8%), Phoma (10,3%).

В Cанкт-Петербурге и Ленинградской области основными контаминантами жилых помещений являлись грибы рода Penicillium (64%), Asper gillus (48%), Cladosporium (20%). Реже – Rhizopus (12%) и Alternaria (12%). Разброс концентраций спор грибов в исследуемом воздухе составил от 100 до 100 000 спор/м3. На видовой состав и количество спор в воздухе влияет характер жилища. Наиболее высокое содержание спор грибов выявлено на первых этажах зданий [35].

В Турции проведено исследование, в котором было изучено содержание грибов в домах, где про живали дети с симптомами астмы: обнаружен Cladosporium – 26,4%, Penicillium – 24,6%, Asper gillus – 7% [36].

В исследовании Hunter c cоавторами [37] наиболее часто обнаруживали Penicillium (96%), Cladosporium (89%), Ulocladium (62%), Geomyces pan norum (57%) и Sistronema brinkmannii (51%). Всего в 94% жилых помещений авторы работы нашли 66 разновидностей мицелиальных грибов и дрожжи. В отличие от вышеупомянутых грибов Stachybotrys spp. находили значительно реже – в 12,8% помещений и в 4,5% всех проб. Это подтверждается и другими исследованиями [38]. В то же время возможно занижение данных о частоте обнаружения Stachybotrys spp. при культуральном исследовании из-за их специфических пищевых потребностей. Эти грибы развиваются более медленно, чем другие виды, и обычно зарастают другими плесенями, особенно при отсутствии соответствующих грибу культуральных субстратов. Исследования на питательных средах, созданных на основе целлюлозы, показали относительно высокую распространенность грибов рода Stachybotrys: культуры были выделены уже по чти в 30% поврежденных водой домах [39]. Независимо от частоты обнаружения, Stachybotrys редко находили изолированно, но почти всегда вместе с другими грибами.

В Северной Америке от 27 до 36% домов имеют плесень. Это выявлено перекрестными опросными исследованиями [40, 41]. Еще более высокие цифры – от 42 до 56% домов – получены при исследовании качества воздуха помещений [42]. В Европе наличие сырости и грибов обнаружено в Великобритании – в 17–46% домов, в Нидерландах – в 15–18% и в Финляндии – в 15% домов. Причем выяснено, что признаки наличия плесени или первичные, связанные с сыростью, дефекты обнаружили в 80% домов, выбранных вслепую и обследованных гражданскими инженерами, имеющими специальную подготовку по определению признаков протечек или конденсации влаги [43].

Частота встречаемости спор в воздухе жилых помещений имеет некоторые сезонные отличия. В зависимости от сезона микромицеты, выделяемые из воздуха и пыли квартир Москвы, можно раз делить на 3 группы: внесезонные (Aspergillus, Peni cillium, Wallemia, некоторые Zygomycetes), с увеличением встречаемости и численности в период вегетации (Cladosporium), выявляемые только в период вегетации (мицелий базидиомицетов, Geotrichum, Oidiodendron, Botrytis, Monilia) [33].

В табл. 2 представлены источники плесневых грибов, наиболее часто выделяемых внутри помещений [44].

Таблица 2. Внутрижилищные плесневые грибы

Уровень различных типов грибов в пыли домов больных бронхиальной астмой имеет свои особенности [28]. Наибольшим оказывается уровень ксерофильных или осмотических грибов, условно названных группой А (Aspergillus restrictus, Eurotium и Wallemia), и грибов, выживающих в относительно сухих условиях, – группа В (Aspergillus, исключая A. restrictus, и Penicillium). Грибы, выживающие в относительно влажных условиях и чувствительные к недостатку влаги, – группа С (Acremonium, Alternaria, Arthrinium, Aureobasidium, Cladosporium, Fusarium, Phoma и др.), встречались реже, а уровень грибов, нуждающихся в очень высокой влажности (очень чувствительные к сухости), – группа D, был минимальным. К последней группе относятся Absidia, Mucor, Rhizopus, Trichoderma и дрожжи. По казано, что рост и развитие грибов в помещении напрямую зависят от уровня влажности и температуры. Так, при температуре 20–25 °С и влажности воздуха выше 70% споры Penicillium verrucosum могут за 30–60 мин прорастать на новых бумажных обоях, через день развивается мицелий. В течение недели вся поверхность стены может быть колонизирована грибами [43]. Японскими исследователями установлено, что кондиционирование воздуха уменьшает количество спор грибов в помещении на две трети [45], но содержащиеся в плохом состоянии кондиционеры, проветривание различных других накопителей влаги увеличивает выделение спор. Кроме того, есть данные об увеличении количества грибковых спор и уровня бытовых клещей при установке герметичных окон и кондиционировании [46].

В настоящее время нет каких-либо общепринятых нормативов содержания грибов в воздушной среде жилых помещений. Для выявления аллергенной плесени внутри помещений используются различные методы: забор проб воздуха, анализ пыли, определение биомассы грибов. Это часто осложняет сравнение результатов, получаемых в различных исследованиях. Некоторые специалисты условной нормой считают содержание спор в воздухе жилых помещений до 500 спор в 1 м³. По мнению В.Б. Антонова [47], возможна следующая градация вероятности развития патологического процесса, вызываемого грибами помещения:
– отсутствие видимых колоний плесени + кон таминация воздуха <500 КОЕ/1 м³ (обычные быто вые условия) – малая вероятность заболевания;
– отсутствие колоний + контаминация воздуха >500 (возможна контаминация воздуха из каналов вентиляции) – высокая вероятность заболевания;
– видимые колонии + контаминация воздуха >500 (типичные условия после протечек) – очень высокая вероятность заболевания;
– видимые колонии + контаминация воздуха <500 (повторить пробу – возможно, она взята после проветривания помещений) – высокая вероятность заболевания.

С развитием космических исследований и про ведением длительных орбитальных полетов возник ла серьезная проблема присутствия условно патогенных и токсигенных микроскопических грибов на космических объектах [48]. На орбитальных космических станциях, которые условно можно на звать жилым помещением, выделяется 11 видов грибов (более 40 штаммов), в том числе Aspergillus, Penicillium, Alternaria. Диагностика микогенной сенсибилизации оказывается более сложной, чем диагностика сенсибилизации к бытовым, эпидермальным или пыльцевым аллергенам. Диагностика микогенной аллергии может осуществляется как методами in vivo (скарификационные кожные пробы, приктесты, провокационные тесты), так и in vitro [иммуно-ферментный анализ (ELISA), радио-иммунно-сорбентный тест (RAST) и др].

На эффективность диагностики микогенной аллергии значительно влияет качество диагностических аллергенов. Существуют большие трудности в производстве грибковых аллергенов для аллерготестирования. Общепризнанные стандартные критерии изготовления или оценки биологической активности материалов для этих тестов отсутствуют. При производстве стандартных аллергенов должны учитываться различия среди изолятов одной разновидности грибов и изменения аллергенности от партии к партии в течение последовательного культивирования отдельных видов. О необходимости стандартизирования методов изготовления аллергенов говорит тот факт, что аллергенные свойства экстрактов спор грибов, либо мицелия без спор, либо продуктов метаболизма могут значительно отличаться. В настоящее время большинство экстрактов получают из вегетирующего мицелия или даже раствора питательной среды, поддерживающей рост грибов. Такие препараты богаты соматическими компонентами грибов и продуктами их экскреции. Однако основной естественный путь сенсибилизации – аэрогенный, и, соответственно, аллергенной является воздушная среда с преобладанием спор грибов. Такое противоречие безусловно сказывается на качестве аллерготестирования. Кроме того, некоторые грибы образуют особо малые споры или не дают роста на лабораторных средах, что приводит к дефициту данных и соответствующих аллергенов. О невысокой чувствительности диагностических аллергенов, доступных в клинике, можно судить по следующим результатам. Реакция на экстракт из мицелия Epicoccum nigrum выявляется у 70% обследованных, а на коммерческий аллерген – только у 6% лиц той же группы; частота реакций на коммерческий аллерген Cladosporium варьирует в диапазоне от 12 до 65% обследованных [49].

Определенную путаницу вносит тот факт, что использующиеся в практике здравоохранения аллергены одного вида, но разных производителей, часто существенно отличаются друг от друга по специфической активности и количественному соотношению различных антигенных фракций [50]. В первую очередь это связано, как было сказано выше, с трудностью стандартизации сырья, которым служат культуры микромицетов. Антигенный состав микогенных экстрактов существенно варьирует в зависимости от условий культивирования (температуры, питательной среды и т. д.); от того, что используют при производстве препаратов (споры или мицелий) и в каком количественном соотношении; какова степень гомогенизации (разрушения стенок гриба). Кроме того, возможны мутации в процессе культивирования. Соответственно истинную частоту микогенной аллергии, установленную с помощью аллерготестирования, до появления стандартных аллергенов мы будем оценивать приблизительно.

Селекционирован ряд стабильных штаммов, могущих служить основой технологии получения необходимого целевого продукта – высокоактивного и стандартного аллергена. Селекционированные штаммы Alternaria alternata депонированы в банке чистых культур грибов в НИИ медицинской микологии им. П.Н. Кашкина СПб МАПО [51].

Большие надежды возлагаются на рекомбинантные аллергены. В качестве примера можно привести сконструированную рекомбинантную форму фермента энолазы, экспрессируемой грибами Curvularia lunata. Аллерген, обозначенный Cur I 2, стимулирует in vitro мононуклеарные клетки периферической крови больных аллергией к грибу Curvularia lunata. В супернатанте культуры стимулированных клеток повышен уровень цитокинов Th2типа. Идентифицировали высокоэффективный эпитоп Cur h 6 аллергена для связывания с IgE антителами больных аллергией к Curvularia lunata [52]. Хотя и здесь существуют определенные проблемы. Учитывая большое количество антигенов, панель рекомбинантных диагностических аллергенов может быть очень большой. Кроме того, необходимо учитывать важные нюансы. Так, при иммунизации мышей (интраназальном введении мышам рекомбинантного аллергена Asp f 2 и высокоочищенного аллергена Asp f 13) выяснилось, что иммунизация главным аллергеном A. fumigatus Asp f 2 не вызывала повышения уровня общего IgE и по явления аллергенспецифических реагиновых антител, хотя с этим главным аллергеном реагирует более 90% сывороток больных аллергическим бронхолегочным аспергиллезом. При добавлении Asp f 13 (щелочной сериновой протеазы) имело место значительное нарастание уровня общего IgE, и в сыворотке могли быть обнаружены IgE к обоим ал лергенам [53]. Здесь же уместно отметить, что важная роль сериновых протеаз для формирования сенсибилизации была выявлена при внутрибрюшинной иммунизации мышей экстрактом конидий Penicillium chrysogenum, содержащим сериновые протеазы, в сочетании с интраназальным введением самих конидий [54].

Из всего этого следует, что результаты исследований микоаллергозов в различных странах (и даже в одной стране) по ряду параметров не всегда сопоставимы. Для более эффективной комплексной дифференциальной диагностики микогенной аллергии необходимо выявление таксономического разнообразия и концентрации микромицетов в не посредственном окружении больного. В настоящее время для этих целей используют три группы методов: микологический анализ, иммуноферментные анализы с использованием моноклональных антител к основным аллергенам микромицетов и оценку концентрации продуктов жизнедеятельности микромицетов – эргостерола, 1–3 бетаглюканов в домашней пыли. Все эти методы имеют свои достоинства и недостатки [55].

Приведенные в обзоре данные о биологическом разнообразии грибов, их биологическом и медицинском значении, особенностях диагностики аллергии к грибам должны помочь врачу в своевременной диагностике и правильной оценке микогенной аллергии. В продолжении этого обзора будут подробно рассмотрены эпидемиология, патогенетические и клинические аспекты аллергии к микромицетам.

Царев С. В.
Аллергия к микромицетам // Российский аллергологический журнал. – 2010. – №. 1. – С. 5-16.