Клинична патология на туберкулоза

Туберкулозата е древно заболяване, причинено от Mycobacterium tuberculosis, което засяга главно белите дробове. Въпреки това, туберкулозата е мултисистемно заболяване с многообразно представяне. Най-често засегнатите органи включват дихателна система, стомашно-чревна система, лимфоретикуларна система, кожа, централна нервна система, опорно-двигателния апарат, репродуктивната система и черния дроб.

Доказателство за туберкулоза е отчетено в човешки останки, датиращи от хиляди години. За човешки патоген с неизвестен резервоар за околната среда Mycobacterium tuberculosis е усъвършенствал изкуството за оцеляване и е съществувал в човешките общности от древността до съвременността.

Туберкулозата е била призната като заразна болест по времето на Хипократ (400 г. пр.н.е.), когато е била наричана „фтизис“ (на гръцки от phthinein, за да отпадне). На английски белодробната туберкулоза е била известна отдавна с термина „консумация“. Германският лекар Робърт Кох открива и изолира Mycobacterium tuberculosis през 1882година. Той получава Нобелова награда за физиология или медицина през 1905 година за това откритие.

Алберт Калмет и Камил Герин постигат първия истински успех в имунизацията срещу туберкулоза през 1906 година, като използват атенюиран туберкулозен бактерий от говежди щам. Нарича се бацил Калмет-Герин (БЦЖ). БЦЖ ваксината е използвана за пръв път при хора през 1921 година във Франция, но постига широко приемане в САЩ, Великобритания и Германия едва след Втората световна война.

Епидемиология

В световен мащаб повече от 1 на 3 индивида е заразен с туберкулоза. Според Световната здравна организация е имало 8,8 милиона случая на туберкулоза в световен мащаб през 2010 година, 1,1 милиона смъртни случаи сред ХИВ-отрицателни лица и допълнителни 0,35 милиона смъртни случаи от туберкулоза, свързани с ХИВ. През 2009 година почти 10 милиона деца бяха осиротели в резултат на родителска смърт, причинена от туберкулоза.

Като цяло Световната здравна организация отбеляза следното при клинична патология на туберкулоза:

• Абсолютният брой случаи на туберкулоза намалява от 2006 година (а не нараства бавно, както бе посочено в предишни глобални доклади)
• Честотата на заболеваемостта от туберкулоза намалява от 2002 година (2 години по-рано от предложеното)
• Оценките за броя на смъртните случаи от туберкулоза всяка година се преразглеждат надолу

Петте държави с най-голям брой случаи на инциденти през 2010 година са Индия, Китай, Южна Африка, Индонезия и Пакистан. Само Индия представлява приблизително 26% от всички случаи на туберкулоза в световен мащаб, а Китай и Индия заедно представляват 38%.

През 2011 г. само 16% от случаите на туберкулоза в САЩ са възникнали в нелатиноамериканци, 84% са имали расови и етнически малцинства, както следва:

• латиноамериканци - 29%
• азиатци - 30%
• нелатиноамериканци/афроамериканци - 23%
• американски индианци - 1%
• родни хавайци/други тихоокеански острови - 1%

Въпреки това, расата не е ясно независим рисков фактор, тъй като хората, родени в чужбина, представляват 77% от случаите на туберкулоза сред латиноамериканците и 96% от случаите на туберкулоза сред азиатците, но само 29% от случаите на туберкулоза сред чернокожите. Това изкривено разпределение най-вероятно се дължи на социално-икономически фактори.

Въпреки факта, че честотата на туберкулозата е намаляла и при двата пола в Съединените щати, съществуват определени различия. Честотата на туберкулозата при жените намалява с възрастта, но при мъжете честотата се увеличава с възрастта. В допълнение, мъжете са по-склонни от жените да имат положителен резултат от туберкулинов кожен тест. Причината за тези различия може да бъде по-скоро социална, а не биологична.

По-високата честота на туберкулозна инфекция се наблюдава при млади, чернокожи възрастни (пикова честота, 25-40 години), отколкото при бели възрастни. В допълнение, белите възрастни проявяват заболяването по-късно (пикова честота, възраст 70 години), отколкото чернокожите.

Етиология

Основната причина за туберкулозата е Mycobacterium tuberculosis, малък, аеробен бацил. Високото съдържание на липиди в този патоген причинява много от неговите уникални клинични характеристики. Той се разделя на всеки 16 до 20 часа, което е изключително бавна скорост в сравнение с други бактерии, които обикновено се разделят за по-малко от час. Микобактериите имат липидна двуслойна външна мембрана. Ако се извърши оцветяване по Грам, бактерията или оцветява много слабо „грам-положително“, или не задържа багрило в резултат на високото съдържание на липиди и миколова киселина в нейната клетъчна стена. Mycobacterium tuberculosis може да издържи слаби дезинфектанти и да оцелее в сухо състояние в продължение на седмици. В природата бактерията може да расте само в клетките на организма гостоприемник, но М. tuberculosis може да се култивира в лаборатория.

Използвайки хистологични петна върху проби от храчки, учените могат да идентифицират бактерия под микроскоп. Тъй като Mycobacterium tuberculosis запазва определени петна дори след третиране с кисел разтвор, той се класифицира като киселинно-бърз бацил. Най-разпространените техники за бързо оцветяване с киселини са оцветяване по Ziehl–Neelsen, като киселинно бързите бацили се багрят в яркочервено, което се откроява на син фон. Използват се също оцветяване с аурамин-родамин и флуоресцентна микроскопия.

Комплексът M. tuberculosis включва четири други микобактерии, причиняващи туберкулоза: M. bovis, M. africanum, M. canetti и M. microti. M. africanum не е широко разпространен, но е съществена причина за туберкулозата в някои части на Африка. М. bovis някога е била често срещана причина за туберкулоза, но въвеждането на пастьоризирано мляко почти напълно елиминира това като проблем на общественото здраве в развитите страни. М. canetti е рядък и изглежда е ограничен, въпреки че са наблюдавани няколко случая при африканските емигранти. М. microti също е рядко срещан и се наблюдава почти само при имунодефицитни хора, въпреки че разпространението му може да бъде значително подценено.

Други известни патогенни микобактерии включват M. leprae, M. avium и M. kansasii. Последните два вида са класифицирани като "нетуберкулозни микобактерии". Те не причиняват нито туберкулоза, нито проказа, но водят до белодробни заболявания, които приличат на туберкулоза.

Редица фактори правят хората по-податливи на туберкулозни инфекции. Най-важният рисков фактор в световен мащаб е ХИВ, 13% от всички хора с туберкулоза са заразени от вируса. Това е особен проблем в Африка на юг от Сахара, където нивата на ХИВ са високи. От хора без ХИВ, които са заразени с туберкулоза, около 5–10% развиват активно заболяване през живота си. За разлика от тях 30% от заразените с ХИВ развиват активното заболяване.

Туберкулозата е тясно свързана както с пренаселеността, така и с недохранването, което я прави една от основните болести на бедността. Тези, които са с висок риск, включват: хора, които инжектират незаконни наркотици, жители и служители на места, където се събират уязвими хора (затвори и приюти за бездомни хора), социално слаби общности и бедни на ресурси общности, високорискови етнически малцинства, деца в тесен контакт с високо рискови пациенти и доставчици на здравни грижи, обслужващи тези пациенти.

Хроничното заболяване на белите дробове е друг важен рисков фактор. Силикозата увеличава риска около 30 пъти. Тези, които пушат цигари, имат почти два пъти по-голям риск от туберкулоза в сравнение с непушачите. Други болестни състояния също могат да увеличат риска от развитие на туберкулоза. Те включват алкохолизъм и захарен диабет (трикратно увеличение).

Някои лекарства като кортикостероиди и инфликсимаб са други важни рискови фактори, особено в развитите страни. Съществува и генетична податливост, за която общото значение остава неопределено.

Патогенеза

Туберкулозната инфекция започва, когато микобактериите достигнат алвеоларните въздушни торбички на белите дробове, където те нахлуват и се размножават в ендозомите на алвеоларните макрофаги. Макрофагите идентифицират бактерията като чужда и се опитват да я елиминират чрез фагоцитоза. По време на този процес бактерията се обвива от макрофага и се съхранява временно в свързана с мембранен везикул, наречена фагозома. След това фагозомата се комбинира с лизозома, за да се създаде фаголизозом. Във фаголизозома клетката се опитва да използва реактивни кислородни видове и киселина, за да убие бактерията. Въпреки това, M. tuberculosis има гъста восъчна капсула от миколова киселина, която я предпазва от тези токсични вещества. Туберкулозният бактерий е в състояние да се възпроизведе вътре в макрофага и в крайна сметка да убие имунната клетка.

Основното място на инфекция в белите дробове обикновено се намира или в горната част на долния лоб, или в долната част на горния лоб. Туберкулозата на белите дробове може да възникне и чрез инфекция от кръвния поток. Това е известно като фокус на Симон и обикновено се намира в горната част на белия дроб. Това хематогенно предаване може също да разпространи инфекцията до по-отдалечени места, като периферни лимфни възли, бъбреците, мозъка и костите. Всички части на тялото могат да бъдат засегнати от болестта, въпреки че по неизвестни причини рядко засяга сърцето, скелетните мускули, панкреаса или щитовидната жлеза.

Туберкулозата е класифицирана като едно от грануломатозните възпалителни заболявания. Макрофагите, Т-лимфоцитите, В-лимфоцитите и фибробластите се агрегират и образуват грануломи, като лимфоцитите заобикалят заразените макрофаги. Когато други макрофаги атакуват заразения макрофаг, те се сливат заедно, за да образуват гигантска многоядрена клетка в алвеоларния лумен. Грануломът може да предотврати разпространението на микобактериите и да осигури локална среда за взаимодействие на клетките на имунната система. По-новите данни обаче сочат, че бактериите използват грануломите, за да избегнат унищожаване от имунната система на гостоприемника. Макрофагите и дендритните клетки в грануломите не са в състояние да представят антиген към лимфоцитите. По този начин имунният отговор се потиска. Бактериите вътре в гранулома могат да се спят, което води до латентна инфекция. Друга особеност на грануломите е развитието на анормална клетъчна смърт (некроза) в центъра на туберкулите. С просто око това има текстура на меко, бяло сирене и се нарича казеозна некроза.

Ако туберкулозните бактерии влязат в кръвния поток от зона на увредена тъкан, те могат да се разпространят по тялото и да създадат много огнища на инфекция, като всички те се появяват като малки, бели туберкули в тъканите. Тази тежка форма на туберкулозно заболяване, най-често срещана при малки деца и тези с ХИВ, се нарича милиарна туберкулоза. Хората с тази разпространена туберкулоза имат висока степен на смъртност дори при лечение (около 30%).

Разрушаването и некрозата на тъканите често се балансират чрез заздравяване и фиброза. Засегнатата тъкан се заменя с белези и кухини, пълни с казеозен некротичен материал. По време на активно заболяване някои от тези кухини се присъединяват към въздушните канали (бронхите) и този материал може да се закашля. Той съдържа живи бактерии и по този начин може да разпространи инфекцията. Лечението с подходящи антибиотици убива бактериите и позволява да се извърши изцеление. След излекуване засегнатите участъци в крайна сметка се заменят с белези.

Клинична картина

Туберкулозата може да зарази всяка част от тялото, но най-често се появява в белите дробове (известна като белодробна туберкулоза). Екстрапулмоналната туберкулоза възниква, когато туберкулозата се развие извън белите дробове, въпреки че може да съществува едновременно с белодробната туберкулоза.

Общите признаци и симптоми при клинична патология на туберкулоза включват треска, втрисане, нощно изпотяване, загуба на апетит, загуба на тегло и умора. Възможно да се появи значителна деформация на пръстите.

Ако туберкулозната инфекция стане активна, тя най-често включва белите дробове (в около 90% от случаите). Симптомите могат да включват болка в гърдите и продължителна кашлица, произвеждаща храчки. Около 25% от хората може да нямат никакви симптоми (те остават „безсимптомни“). Понякога хората могат да има кръв в храчките в малки количества, а в много редки случаи инфекцията може да ерозира в белодробната артерия или аневризма на Rasmussen, което води до масивно кървене. Туберкулозата може да се превърне в хронично заболяване и да причини големи белези в горните лобове на белите дробове. Горните белодробни лобове са по-често засегнати от туберкулоза, отколкото долните. Причината за тази разлика не е ясна. Това може да се дължи или на по-добрия въздушен поток, или лошото оттичане на лимфата в горните бели дробове.

В 15–20% от активните случаи инфекцията се разпространява извън белите дробове, причинявайки други видове туберкулоза. Те се обозначават колективно като "извънпулмонална туберкулоза". Екстрапулмоналната туберкулоза се среща по-често при хора с отслабена имунна система и малки деца. При тези с ХИВ това се среща в повече от 50% от случаите. Забележителните места за екстрапулмонална инфекция включват плеврата (при туберкулозен плеврит), централната нервна система (при туберкулозен менингит), лимфната система, пикочно-половата система (при урогенитална туберкулоза) и костите и ставите, наред с други. Потенциално по-сериозната, широко разпространена форма на туберкулоза се нарича "дисеминирана туберкулоза", известна още като милиарна туберкулоза. Понастоящем милиарната туберкулоза съставлява около 10% от извънбелодробните случаи.

В повечето морфологични класификации на туберкулозата се различават две основни форми:

• Първична туберкулоза - отговаряща на първичната туберкулозна инфекция. Тя включва и формите с хематогенна дисеминация.
• Вторична туберкулоза - развива се в резултат на ендогенна или екзогенна реинфекция, респективно суперинфекция.

Ще бъдат разгледани последователно в отделни подстатии.

Прогноза

Прогресията от туберкулозна инфекция до явна туберкулозна болест настъпва, когато бацилите преодолеят защитните сили на имунната система и започнат да се размножават. При първично туберкулозно заболяване (около 1–5% от случаите) това се случва скоро след първоначалната инфекция. Въпреки това в повечето случаи латентната инфекция протича без очевидни симптоми. Тези спящи бацили произвеждат активна туберкулоза в 5–10% от тези латентни случаи, често много години след заразяване.

Рискът от реактивация се увеличава с имуносупресия, като тази, причинена от инфекция с ХИВ. При хора, заразени с M. tuberculosis и СПИН, рискът от реактивация нараства до 10% годишно. Изследвания, използващи ДНК отпечатъци на щамове на M. tuberculosis, показват, че реинфекцията допринася по-съществено за рецидивиращ туберкулоза, отколкото се смяташе досега, с оценки, че може да представлява повече от 50% от реактивираните случаи в области, където туберкулозата е често срещана. Шансът за смърт от случай на туберкулоза е около 4% от 2008 г. спрямо 8% през 1995 година.