Патогенез и характеристика заболевания. Сибирская язва – острая бактериальная зоонозная особо опасная инфекция, характеризуется выраженной интоксикацией
Сибирская язва – острая бактериальная зоонозная особо опасная инфекция, характеризуется выраженной интоксикацией, серозно-геморрагическим воспалением кожи, лимфатических узлов, внутренних органов.
Источник инфекции – больные животные (дикие и домашние), выделяющие возбудителя с испражнениями и мочой. Поскольку споры бацилл могут сохраняться годами в почве, мерзлоте, трупах павших животных, факторы окружающей среды играют важную роль в передаче заболевания (сапронозная инфекция).
Также споры могут находиться длительное время в меховом и кожевенном сырье, изделиях из него.
Основные пути передачи: контактный – прямой контакт с больными животными или с изделиями из шерсти, кожи, щетины; алиментарный – через мясо от больных животных или продукты, инфицированные в процессе хранения; трансмиссивный – через кровососущих насекомых (слепни, мухи-жигалки); воздушно-пылевой.
Входные ворота – поврежденная кожа и слизистые.
В зависимости от места проникновения возбудителя, его вирулентности и восприимчивости организма у человека может быть 3 основных клинических формы сибирской язвы:
Кожная форма. Инкубационный период составляет 1-7 дней. У входных ворот возбудителя появляется красное пятно, переходящее в папулу медно-красного цвета, возникает зуд. Папула переходит в везикулу с серозным, затем геморрагическим содержимым. Образуется карбункул с черным струпом, присоединяется отек, интоксикация. Прогноз при своевременном лечении благоприятный.
Легочная форма. Развивается при попадании возбудителя или его спор через верхние дыхательные пути. Появляются катаральные явления со стороны верхних дыхательных путей, слезотечение, подъем температуры до 400С.
Развивается пневмония, часто сменяющаяся токсическим отеком легких, в мокроте появляется кровь. Даже при назначении антибиотиков летальность при данной форме может превышать 40-50%. Без лечения возбудитель диссеминирует по организму, при этом летальность значительно увеличивается.
Абдоминальная (кишечная) форма. Развивается редко. Возникает при алиментарном пути заражения. Характерными признаками являются лихорадка, озноб, рвота, диарея с кровью, боли в животе, на коже геморрагии. Смерть может наступить через 3-5 дней от начала заболевания. Летальность при данной форме составляет 25-60%.
В связи с чрезвычайной устойчивостью спор возбудителя в окружающей среде, наличием высокоактивных экзотоксинов и возможностью ингаляционного распространения инфекции бацилла сибирской язвы представляет серьезную опасность как потенциальное средство биотерроризма.
В 2001 г. в США произошли неоднократные случаи заболевания сибирской язвой как результат биотеррористической атаки. Споры возбудителя распространялись в письмах при почтовых рассылках. Заражение происходило либо контактным, либо ингаляционным путем. Было подтверждено 22 случая заражения, 5 заболевших погибли. Предполагается, что реальное число пострадавших превышало 60 человек.
Иммунитет
Иммунитет после заболевания стойкий, клеточный и гуморальный. В течение болезни развивается специфическая сенсибилизация, выявляется ГЧЗТ.
Лабораторная диагностика
Материал зависит от формы заболевания: кровь, моча, мокрота, кал, рвотные массы, отделяемое из сибиреязвенного карбункула.
Так как B. anthracis относится ко II группе патогенности, а заболевание относится к группе особо опасных инфекций, все работы по выделению возбудителя проводят в специализировнной лаборатории особо опасных инфекций. Материал от больного доставляется в особой упаковке (сосуды парафинируют, прикрепляют этикетку с обозначением материала, Ф.И.О. больного и лица, взявшего материал), сосуды с материалом заворачивают в салфетки, смоченные дезраствором и помещают в специальные контейнеры.
Бактериоскопический метод. Готовят мазок из вышеуказанного материала, окрашивают по Граму. Выявляют цепочки грамположительных палочек в общей капсуле.
Бактериологический метод – посев на МПА с последующей идентификацией возбудителей по морфологическим, культуральным, биохимическим свойствам.
Для диагностики инфекции также используют биопробу (заражение лабораторных животных).
Мышам вводят 0,1-0,2 мл исследуемого материала, кроликам и морским свинкам – 0,2-0,5 мл. Животные гибнут через 2-10 дней. Трупы вскрывают, делают протокольные посевы и микроскопируют мазки-отпечатки из внутренних органов трупов животных с целью выявления возбудителя и его идентификации.
Для ускоренной диагностики оценивают чувствительность к специфическому бактериофагу.
Необходима дифференциация возбудителя от сапрофитических бацилл. Основными отличительными признаками возбудителя являются наличие капсулы, характер роста на средах, феномен «жемчужного ожерелья» при культивировании с пенициллином, чувствительность лабораторных животных к инфекции (мышей, морских свинок, кроликов).
Иногда применяют кожно-аллергическую пробу с антраксином для выявления ГЧЗТ (вводят внутрикожно 0,1 мл антраксина).
Для обнаружения антигена в экстрактах из тканей трупного материала, кожевенном сырье, шерсти используют реакцию термопреципитации по Асколи.
Также для выявления антигена в материале применяют ИФА или РПГА с антительным диагностикумом.
Лечение
Раннее назначение антибиотикотерапии является жизненно необходимым. Препараты назначают в высоких дозах.
Пенициллин используют для лечения случаев заболевания, вызванных чувствительными к нему штаммами B. anthracis. Также в терапии эффективны фторхинолоны, тетрациклины, ванкомицин.
Для экстренной профилактики и лечения возможно назначить противосибиреязвенный иммуноглобулин.
Профилактика
Специфическая профилактика: животных вакцинируют живой авирулентной вакциной из некапсулированного штамма Bacillus anthracis СТИ-1 и протективным антигеном.
Лица из групп профессионального риска (работники ветеринарной и лабораторной службы, скотоводы, доярки) вакцинируются протективным антигеном.
Неспецифическая профилактика включает изоляцию больных и подозрительных животных, сжигание их трупов, обеззараживание мест стоянок больных животных; необходим постоянный санитарный надзор за предприятиями, перерабатывающими животное сырье.
Коринебактерии
Классификация
Род Corynebacterium семейства Corynebacteriaceae относится к порядку Actinomycetales и типу Actinobacteria.
В род коринебактерий входят десятки патогенных и непатогенных бактерий, часть из которых играет роль в патологии человека, животных или растений.
Ведущим патогенным микроорганизмом для человека является C. diphtheriае – возбудитель дифтерии.
Кроме C. diphtheriае в редких случаях дифтерию могут вызывать C. ulcerans и С. pseudotuberculosis, так как они способны приобретать гены, кодирующие дифтерийный экзотоксин.
Другие коринебактерии иногда могут становиться возбудителями оппортунистических инфекций. Например, C. riegelii вызывает инфекции мочевыводящих путей; C. minutissimum связана с кожным заболеванием эритразмой, а в отдельных случаях может быть причиной септицемий, абсцесса мозга, остеомиелитов, фарингитов.
Возбудители дифтерии были открыты Т. Клебсом в 1883 г., выделены в чистой культуре Ф. Леффлером в 1884 г. Позднее Э. Беринг и Э. Ру получили противодифтерийную сыворотку, а Г. Рамон – дифтерийный анатоксин.
Морфология
У бактерий выражен полиморфизм, чаще они имеют вид тонких палочек, расположенных под углом в виде римских цифр Х или V, на концах расположены зерна волютина, состоящие из полифосфатов.
При окраске по Нейссеру зерна волютина имеют сине-фиолетовый цвет, а цитоплазма бактерий – желтый. При окраске корифосфином в люминесцентном микроскопе зерна волютина дают красное свечение на фоне желто-зеленого тела клетки.
Спор и жгутиков у коринебактерий нет, иногда образуют капсулу. Грамположительны.
Культуральные свойства
Для культивирования широко применяют среду Леффлера (1 часть бульона с глюкозой и 3 части лошадиной сыворотки).
На кровяном и сывороточном агарах C. diphtheriае через 18-20 часов образуются крошковидные колонии кремового цвета, напоминающие «булыжную мостовую».
Селективными средами являются среда Тинсдаля (цистин-теллурит-сывороточный агар), на которой коринебактерии растут в виде коричневатых колоний; среда Клауберга (МПА, гемолизированная кровь, теллурит калия, глицерин), на ней образуются серые колонии, т.к. теллурит калия восстанавливается в металлический теллур.
На жидких средах коринебактерии дифтерии могут давать равномерное помутнение или поверхностную пленку, которая растет, крошится и хлопьями оседает на дно пробирки.
Биохимические свойства
Факультативные анаэробы, метаболизм окислительно-ферментативный.
Разлагают глюкозу, мальтозу, галактозу, крахмал до кислоты, не разлагают лактозу, сахарозу, маннит.
Выделяют фермент цистиназу, который выявляют на среде Пизу (МПА, цистин, уксуснокислый свинец, гипосульфит натрия). Посев на эту среду производят уколом. Если есть фермент цистиназа, то среда по ходу укола чернеет, так как образуется сернистый свинец.
Не образуют фермента пиразинамидазы. Данный тест, а также продукция цистиназы отличает возбудителей дифтерии от других коринебактерий.
Не выделяют уреазу, следовательно, не разлагают мочевину; не разжижают желатин, не образуют индол.
Восстанавливают нитраты в нитриты, кроме C. diphtheriае, биовар belfanti.
Возбудитель дифтерии продуцирует каталазу, гиалуронидазу, нейрамидазу, ДНКазу.
В 1931 г. Андерсен подразделил возбудителей дифтерии на 3 биовара: gravis – R-тип, mitis – S-тип и intermedius – R-S-тип. Он полагал, что I тип выделяется при тяжелых формах, II – при легких, а III занимает промежуточное положение. В основу дифференциации биоваров положены биохимические и культуральные свойства.
В настоящее время доказано, что биовары имеют эпидемиологическое значение. При массовых вспышках чаще выделяются R-типы, при спорадических – S-типы.
Дифференциальные признаки различных биоваров возбудителя, включая биовар belfanti, а также свойства C. ulcerans и С. pseudotuberculosis и некоторых других представлены в таблице.
Антигенная структура
Имеют 2 основных антигена: К-АГ – типоспецифический, термолабильный белковой природы; О-АГ – группоспецифический, термостабильный, липополисахарид. В реакции агглютинации выделяют 57 серотипов, чаще встречаются 11 серотипов.
Факторы вирулентности
Фимбрии и поверхностные структуры клеточной стенки обеспечивают адгезию и колонизацию клеток к эпителию слизистой оболочки.
Главным фактором вирулентности, вызывающим заболевание, является дифтерийный экзотоксин.
Продукция экзотоксина обусловлена наличием в геноме возбудителя tox-гена умеренного бактериофага, полученного в результате трансдукции. Данный ген кодирует синтез токсина.
Не инфицированная специфическим фагом дифтерийная палочка не способна к токсинообразованию.
Экзотоксин состоит из двух фракций (А и В), соединенных дисульфидной связью.
Фракция А обладает токсическими свойствами, вызывая некроз клеток.
Она проявляет ферментативную АДФ-рибозилазную активность, вызывая рибозилирование фактора элонгации-2 или EF-2. В норме данный фактор выполняет элонгацию (наращивание) полипептидных цепей на рибосомах.
В результате блокируется белковый синтез в любых клетках, в том числе в миокарде и клетках нервной системы. Это приводит к демиелинизации нервных волокон, развиваются параличи и парезы, токсин повреждает эндотелий сосудов, вызывает усиленную экссудацию.
Фракция В (транспортный полипептид) обеспечивает доставку фракции А в клетки. Он связывается на мембранах клеток со специфическим рецептором HB-EGF – белком из семейства эпидермального фактора роста.
Токсин попадает в клетки посредством эндоцитоза. Субъединица В образует пору в мембране эндосомы, через которую в цитоплазму выходит субъединица А и останавливает белковый синтез в клетке.
Часть возбудителей способна продуцировать гемолизин.
Корд-фактор (бактериальный гликолипид) нарушает процессы фосфорилирования, в результате чего угнетается тканевое дыхание в клетках.
Специфические бактериоцины или корицины обеспечивают микробный антагонизм. Гены, кодирующие синтез корицинов, контролируются плазмидами.
Резистентность
Возбудители устойчивы к низким температурам, однако чувствительны к нагреванию. Сохраняют чувствительность к дезинфицирующим растворам, (перекиси водорода, хлорсодержащим соединениям, карболовой кислоте).
При кипячении дифтерийные бактерии погибают в течение 1 минуты, в 10% растворе перекиси водорода – через 3 минуты.
В дифтерийной пленке они могут сохраняться до 15 дней, в воде и молоке – 20 дней. В составе дифтерийной пленки бактерии не погибают в течение часа даже при 98оС.