Микробиологическая диагностика чумы и сибирской язвы

Микробиологическая диагностика чумы и сибирской язвы

Возбудители чумы

Классификация и таксономия

Чума – инфекционное заболевание, характеризующееся сильнейшей интоксикацией, лихорадкой, поражением лимфатических узлов с образованием бубонов, развитием септицемии и пневмонии. Чуму относят к группе карантинных (особо опасных) инфекций.

Род Yersinia (семейство Enterobacteriaceae)включает 11 видов, из которых в патологии человека основное значение имеют 3 вида: возбудитель чумы Y. pestis и энтеропатогенные иерсинии, возбудитель псевдоту­беркулеза Y. pseudotuberculosis и возбудитель кишечного иерсиниоза Y. enterocolitica.

Род назван в честь французского бактериолога А. Иерсена, который в 1894 г. совместно с С. Китасато открыл возбу­дителя чумы. Подразделение внутри рода на виды производится на основе биохимических свойств и подвижности.

Нозологичекие формы

Yersinia pestis вызывает чуму у человека.

Эпидемиология и пути передачи

Резервуаром возбудителя природной чумы являются дикие, синантропные и домашние животные (всего около 300 видов). Основными носителями являются грызуны (сурки, суслики, полевки, песчанки, крысы, зайцы и др.). У грызунов, впадающих зимой в спячку, чума протекает в хронической латентной форме. Эти животные являются источником инфекции в межэпидемический период.

Вторичные очаги, связанные с деятельнос­тью человека, обнаруживаются в географических зонах между 35° северной широты и 35° южной широты. В них источниками и хра­нителями возбудителя служат домовые виды крыс и мышей, от них заражаются некоторые виды домашних животных, в частности верб­люды и, возможно, кошки.

Специфическими переносчиками возбу­дителя в обоих типах очагов служат блохи. В инфицированной блохе возбудитель раз­множается в преджелудке, а при кровососании человека попадает в ток его крови.

Таблица 17. Пути заражения чумой

Путь заражения	Характеристика
Трансмиссивный	Через укусы инфицированных блох
Контактный	Разделка шкур и мяса зараженных животных, от больных чумой людей
Алиментарный	При употреблении в пищу недостаточно термически обработанных продуктов, обсеменен­ных чумными бактериями
Воздушно-капельный	От больных легочной чумой

Восприимчивость людей к чуме очень вы­сокая. Индекс контагиозности приближается к единице. Эпидемии чумы обычно следуют за эпизоотиями. В истории человечества известны три пандемии чумы. Первая, «юстинианова чума» свирепствовала в странах Ближнего Востока, Европы в VI в. и вызвала гибель около 100 млн человек. Вторая пандемия, из­вестная под названием «черная смерть», была занесена из Азии в Европу в 1348 г.; она унес­ла жизни более 50 млн. человек, т. е. четверти населения Европы. Третья пандемия началась в 1894 г. в Кантоне и Гонконге; особенностью этой пандемии явилось то, что она охватывала только портовые города, не распространяясь за их пределы. Природные очаги чумы сущес­твуют и сейчас на всех континентах, кроме Австралии и Антарктиды. В настоящее время ежегодно регистрируется несколько сот слу­чаев чумы человека. В России такими очагами являются регионы Закавказья, Поволжья.

Морфология и тинкториальные свойства

Y. pestis, представляет собой неподвижную палочку овоидной формы, раз­мером 1,5x0,7 мкм, с биполярным окраши­ванием анилиновыми красителями. Образует нежную капсулу. В мазках из клинического материала палочки могут располагаться цепочками, в мазках из бульонных культур – беспорядочно. Для чумной палочки характерно морфологически обособленное ядро. Палочки склонны к полиморфизму, образуя нитевидные, колбовидные или шарообразные инволюционные формы.

Антигенная структура

Обладает комплек­сом антигенов, многие из которых относятся к факторам патогенности.

Таблица 18. Антигены Y. pestis

Антиген	Характеристика
антиген F1	Расположен в капсуле, основной компонент поверхностной структуры клетки, имеет гликопротеиновую природу
V-антиген	Белок, предположительно находится в цитоплазме
W-антиген	Липополисахаридный комплекс, расположен в наружной мембране клеточной стенки
рН6-антиген	Синтезируется при температуре 37 ºС и низком значении рН среды; подавляет фагоцитоз, оказывая цитотоксическое действие на макрофаги

Биохимические свойства

Биохимическая актвиность достаточно вы­сокая. Синтезирует плазмокоагулазу, фиб-ринолизин, гемолизин, лецитиназу, РНКазу. Основные биохимические свойства, необхо­димые для идентификации:

- не разжижает желатину, не расщепляет мочевину,

- не ферментирует рамнозу и сахарозу,

- ферментирует декстрин.

По отношению к утилизации глицерина подразделяется на хемовары.

Факторы патогенности

У. pestis обладает многочис­ленными факторами патогенности, генети­ческая детерминация которых осуществляет­ся как хромосомой, так и тремя плазмидами: pPst (6 мДа), pCad (45 мДа), pFra (60 мДа).

Синтез ферментов патогенности: фибринолизина и плазмокоагулазы, а также пестицина детерминирует pPst плазмида; синтез F1-ан­тигена, кото­рый препятствует поглощению микроба фаго­цитами, детерминируется pFra плазмидой; этой же плазмидой детерминируется синтез F2-фракции, «мышиного токсина», функция которого окончательно не ясна. Известно, что он обладает способностью блокировать адренергические рецепторы и ингибировать дыхательную активность митохондрий, пони­жая активность НАДФ-редуктазы.

Синтез V- и W-антигенов, обеспечивающих спо­собность бактерий сохраняться в фагоцитах, детерминирует pCad плазмида. К факторам патогенности, обеспечивающим антифагоци­тарную активность микроба, относят также внеклеточную аденилатциклазу и цитохромоксидазу, а также пигмент, связывающий гемин и способность к синтезу эндогенных пуринов.

Патогенез.

Зависит от пути заражения. При контактном пути, проникая через неповрежденную кожу, и трансмиссивном пути заражения возбуди­тель с током лимфы заносится в регионар­ные лимфатические узлы, где происходит его размножение. Вследствие незавершенности фагоцитоза в лимфатических узлах развива­ется серозно-геморрагическое воспаление, с развитием бубона, т. е. увеличенного лимфа­тического узла, иногда достигающего разме­ров куриного яйца. Так возникает первичная бубонная форма. Утрата лимфатическим уз­лом барьерной функции приводит к генера­лизации процесса. Возбудитель разносится гематогенно в отдаленные лимфатические узлы, где формируются вторичные бубоны, а также в органы, где развиваются септико-пиемические очаги. Гематогенный занос чум­ных микробов в легкие приводит к развитию вторично-легочной формы заболевания, ко­торая характеризуется развитием пневмонии с обильным серозно-геморрагическим экс­судатом, содержащим большое число мик­робов. При воздушно-капельном заражении возникает первично-легочная форма, а при контактном и алиментарном путях заражения развиваются соответственно кожная и, в ред­ких случаях, кишечная формы заболевания.

Инкубационный период — от нескольких часов до 2—6 дней, у привитых — до 10 дней. Заболевание начинается остро: температура тела повышается до 39°С и выше, возникает озноб, наблюдаются явления интоксикации, которая проявляется резкой головной болью, разбитостью, мышечными болями, помраче­нием сознания. Больной возбужден. При бу­бонной форме на 1—2-й день болезни появля­ется лимфаденит (чумной бубон). Различают несколько клинических форм чумы: кожную, бубонную, первично- и вторично-септичес­кую, первично- и вторично-легочную формы. Летальность до применения антибиотиков при диссеминированных формах чумы достигла 100 %, при локальных формах — до 70 %; при антибиотикотерапии достигает 10 %.

Иммунитет

Иммунитет может быть различной длительности и на­пряженности. Отмечены случаи повторных заболеваний. Протективная активность обес­печивается главным образом клеточным им­мунным ответом, реализующимся через им­мунные макрофаги. Роль антител считается второстепенной.

Лечение и профилактика

Больные чумой подлежат строгой изоляции и обязательной госпитализации. Для лечения используют этиотропную антибиотикотерапию. Прогноз неблагоприятный, так как при генерализо­ванных формах болезни летальность может достигать 100 %.

Специфическая профилактика осуществля­ется живой вакциной из штамма EV. После вакцинации развивается иммунитет продол­жительностью до 6 месяцев. Вакцина вводит­ся однократно накожно или подкожно с по­мощью безыгольного инъектора; разработана таблетированная живая вакцина из штамма EV для перорального применения, а также аэрозольная вакцина.

Большое значение имеет не специфическая профилактика, которая включает: предупреж­дение заболевания людей и возникновения эпизоотии в природных очагах, предупрежде­ние завоза чумы на территорию страны, ко­торое осуществляется согласно специальным «Международным санитарным правилам»; предупреждение заражения лиц, работающих с заразным Y. pestis материалом, осуществляе­мое регламентом работы противочумных учреждений. Вся работа с заразным Y. pestis ма­териалом и в госпиталях для больных чумой должна проводиться в специальных защит­ных противочумных костюмах с соблюдени­ем строгого порядка их надевания и снятия. В случае появления больного чумой прово­дятся карантинные мероприятия.

Возбудители сибирской язвы

Классификация и таксономия

Сибирская язва (anthrax, злокачественный карбункул) — острая антропозоонозная ин­фекционная болезнь, вызываемая Bacillus anthracis, которая характеризуется тяжелой интоксикацией, поражением кожи, лимфа­тических узлов и других органов и высокой летальностью. Возбудитель – B. anthracis – относится к семейству Bacillaceae, отдел Firmicutes.

Заболевание сибирской язвой известно с глубокой древности, со времен Гиппократа, Галена и Цельса заболевание известно под названиями «священный огонь» или «персидский огонь». Болезнь впервые была описана русским врачом С. С. Андриевским в XVIII в. во время эпидемии на Урале.

Нозологические формы

Возбудитель сибирской язвы Bacillus anthracis выделен Р. Кохом в 1876 г.; относится к роду Bacillus.

Таблица 19. Пути заражения сибирской язвой

Путь заражения	Характеристика
Трансмиссивный	Через укусы оводов, мух-жигалок
Контактный	При уходе за боль­ными животными, убое, переработке живот­ного сырья
Алиментарный	При употреблении в пищу недостаточно термически обработанных животноводческих продуктов
Воздушно-пылевой	См. контактный путь передачи

Восприимчивость к возбудителю относительно невысокая.

В настоящее время в России сибирская язва встречается спорадически, редко в виде локальных вспышек. Но имеется постоянная угроза нарушения скотомогильников при строительстве, земляных работах, во время паводков, при подмывании берегов рек и водохранилищ, что способствует распространению инфекции.

Антигенная структура

Содержит родовой со­матический полисахаридный антиген и видо­вой белковый капсульный антиген. Образует белковый экзотоксин, обладающий антиген­ными свойствами. Капсульные антигены и экзоток­син кодируются плазмидами, потеря которых делает бактерии авирулентными.

• Капсульные антигены представлены полипептидами, соединенными с молекулами D-глутаминовой кис­лоты. По капсульным антигенам выделяют единственный серовар, антитела к капсульным антигенам не обладают протективным действием.

• Соматический антиген представлен полисахаридами клеточной стенки, антитела к нему не обладают протективным действием.

Сибиреязвенный экзотоксин имеет сложную структуру и включает в себя протективный антиген.

Биохимические свойства

Достаточно вы­сокая биохимическая активность: ферментирует до кислоты глюкозу, сахарозу, фруктозу, мальтозу, крахмал, инулин, характеризуется протеолитической и липолитической активностью. Гидролизует крахмал, образует ацетилметилкарбинол. Выделяет желатиназу, обладает слабой гемолитичес­кой, лецитиназной и фосфатазной активнос­тью. В отличие от почвенных бацилл прак­тически лишены фосфатазы и не разлагают фосфаты, содержащиеся в питательной среде. Очень медленно и слабо коагулируют жидкую желточную среду (5-7 суток при 37 °С), в то время как почвенные бациллы разлагают ее за 6-10 ч. Молоко свертывают за 3-5 суток, затем сгусток медленно пептонизируется и разжижается; выделяется аммиак и накапли­вается бурый пигмент.

Факторы патогенности

Патогенен для чело­века и многих животных (крупный и мелкий рогатый скот, лошади, свиньи, дикие живот­ные). Вирулентные штаммы в восприимчи­вом организме синтезируют большое коли­чество капсульного вещества, обладающего выраженной антифагоцитарной активностью, и сложный экзотоксин, который представля­ет собой белковый комплекс, состоящий из вызывающего отек (проявляет эффект аденилатциклазы, повышает концентрацию цАМФ и вызывает отеки), протективного и летально­го компонентов (проявляет цитотоксический эффект и вызывает отек легких). Эти компо­ненты по отдельности не способны проявлять токсическое действие.

Патогенез

Входными воротами возбуди­теля сибирской язвы в большинстве случаев являются поврежденная кожа, значительно реже — слизистые оболочки дыхательных пу­тей и желудочно-кишечного тракта. В основе патогенеза лежит действие экзотоксина возбу­дителя, отдельные фракции которого вызыва­ют коагуляцию белков, отек тканей, приводят к развитию токсико-инфекционного шока. На месте внедрения возбудителя в кожу раз­вивается сибиреязвенный карбункул — очаг геморрагически-некротического воспаления глубоких слоев дермы на границе с подкож­ной клетчаткой, сопровождающийся отеком и деструкцией тканей; в центре очага — не­кроз кожи с образованием буро-черной корки (anthrax — уголь), сопровождающейся оте­ком. Возбудитель из входных ворот заносится макрофагами в регионарные лимфатические узлы, в которых развивается воспаление без серьезных нарушений барьерной функции, в силу чего генерализация процесса не наступа­ет или наступает в относительно поздние сро­ки от начала воспалительного процесса. При вдыхании пылевых частиц, содержащих си- биреязвенные споры, макрофаги захватывают возбудителя со слизистой дыхательных путей и заносят в трахеобронхиальные лимфатичес­кие узлы, в которых развивается воспаление с исходом в тотальный некроз, способствую­щий гематогенной генерализации инфекции.

Продолжительность инкубационного пе­риода сибирской язвы — от нескольких часов до 12 дней, в среднем 2—3 дня. Клиническая картина обус­ловлена характером пораженных органов. Различают кожную, легочную и кишечную клинические формы сибирской язвы, которые могут закончиться сепси­сом. Генерализованные формы в 100 % случаев закан­чиваются летально; при кожной форме летальность не превышает 5 %.

Иммунитет.

После перенесенного заболева­ния развивается стойкий перекрестный клеточно-гуморальный иммунитет, хотя отмечаются отдельные случаи повторного заболевания.

Лечение и профилактика

Применяют антибиотики и сиби­реязвенный иммуноглобулин. Для антибак­териальной терапии препарат выбора — пе­нициллин, при его непереносимости — тет­рациклин.

Профилактика проводится в направлении всех трех звеньев эпидемического процесса: мероприятия 1 группы направлены на источ­ник инфекции, мероприятия 2 группы — на разрыв механизма и путей передачи, мероп­риятия 3 группы — на восприимчивый кол­лектив. Для специфической профилактики применяется живая сибиреязвенная вакци­на СТИ (Санитарно-технический институт). Иммунизацию проводят по эпиде­мическим показаниям группам риска. Для экстренной профилактики назначают сиби­реязвенный иммуноглобулин. Не специфи­ческая профилактика такая же, как и при всех зоонозах, и сводится в основном к санитарно-ветеринарным мероприятиям:

1. Изоляция больных и подозрительных животных.

2. Сжигание трупов погибших животных и зараженных объектов (подстилка, навоз).

3. Обеззараживание мест содержания боль­ных животных.

4. Очистка водопоев.

5. Осушение заболоченных участков (пере­пахивание, хлорирование).

6. Организация скотомогильников. При не­возможности сжигания трупов их хоронят на отдельных сухих и пустынных участках; глу­бина ямы должна быть не меньше 2 м, труп кладут на толстый слой хлорной извести и засыпают ею сверху слоем до 10 см. Все ме- роприятия по захоронению следует проводить с соблюдением санитарных норм.

7. Санитарный надзор за предприятиями, занятыми переработкой животного сырья. Все поступающее сырье проверяют в реакции термопреципитации по Асколи, меховые из­делия изготовляют только из сырья, давшего отрицательный результат в этой реакции.

 

Микробиологическая диагностика чумы и сибирской язвы

Возбудители чумы

Классификация и таксономия

Чума – инфекционное заболевание, характеризующееся сильнейшей интоксикацией, лихорадкой, поражением лимфатических узлов с образованием бубонов, развитием септицемии и пневмонии. Чуму относят к группе карантинных (особо опасных) инфекций.

Род Yersinia (семейство Enterobacteriaceae)включает 11 видов, из которых в патологии человека основное значение имеют 3 вида: возбудитель чумы Y. pestis и энтеропатогенные иерсинии, возбудитель псевдоту­беркулеза Y. pseudotuberculosis и возбудитель кишечного иерсиниоза Y. enterocolitica.

Род назван в честь французского бактериолога А. Иерсена, который в 1894 г. совместно с С. Китасато открыл возбу­дителя чумы. Подразделение внутри рода на виды производится на основе биохимических свойств и подвижности.

Нозологичекие формы

Yersinia pestis вызывает чуму у человека.