Бруцели

Бруцельоз – унікальне інфекційне захворювання людей і тварин, що викликається бактеріями роду Brucella. У Росії щорічно реєструється близько 500 первинних випадків бруцельозу у людей.

Люди заражаються бруцельозом переважно від домашніх тварин (овець, кіз, корів, свиней, північних оленів – основного резервуара збудника в природі). Бруцельоз існує вже давно і описується під назвами, що визначаються його географічним поширенням (мальтійська, неаполітанська, гібралтарська, середземноморська лихоманка).

Збудник був відкритий у 1886 році Д. Брюсом, який знайшов його в препараті із селезінки солдата, який помер від мальтійської лихоманки, і назвав його мальтійським мікрококом - Micrococcus melitensis. Було встановлено, що його основними носіями є кози та вівці, а зараження відбувається при вживанні сирого молока від них. У 1897 році Б. Банг і Б. Стрібольт відкрили збудника інфекційного аборту у корів - Bacterium abortus bovis, а в 1914 році Й. Траум відкрив збудника інфекційного аборту у свиней - Brucella abortus suis. Порівняльне дослідження властивостей Brucella melitensis та Brucella abortus bovis, проведене в 1916-1918 роках А. Івенсом, показало, що вони майже не відрізняються один від одного за багатьма властивостями. У зв'язку з цим було запропоновано об'єднати їх в одну групу, названу на честь Брюса - Brucella. У 1929 р. І. Хеддлсон включив до цієї групи Brucella abortus suis і запропонував розділити рід Brucella на 3 види: Brucella melitensis (Micrococcus melitensis), Brucella abortus (Brucella abortus bovis) і Brucella suis (Brucella abortus suis).

Хворобу людей і тварин, спричинену бруцелами, вирішили назвати бруцельозом. Згодом рід Brucella був доповнений ще трьома видами: Brucella ovis була виділена від баранів, хворих на епідидиміт (1953), Brucella neotomae - від чагарникових щурів (1957) та Brucella canis - від гончих собак (1966). Згідно з класифікацією Берже (2001), бруцели належать до класу Alphaproteobacteria.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ]

Морфологія бруцел

Бруцели мають подібні морфологічні, тинкторіальні та культуральні властивості. Це грамнегативні дрібні кокоїдні клітини діаметром 0,5-0,7 мкм та довжиною 0,6-1,5 мкм, розташовані хаотично, іноді парами, не мають джгутиків, не утворюють спор та капсул. Вміст G+C у ДНК становить 56-58 мол.%.

Біохімічні властивості бруцел

Бруцели є аеробами або мікроаерофілами, не ростуть в анаеробних умовах. Оптимальна температура для росту – 36-37 °C; pH 7,0-7,2; добре ростуть на звичайних поживних середовищах, але краще з додаванням сироватки або крові. Рекомендовані середовища: поживний агар з додаванням сироватки (5%) та глюкози; агар, приготований на картопляному настої, з додаванням 5% сироватки; кров'яний агар; м'ясо-пептонний бульйон. Особливістю Brucella abortus є її потреба у підвищеному вмісті CO2 (5-10%) в атмосфері росту. Повільний ріст дуже характерний для бруцел, особливо в перших поколіннях: при посіві від людини та тварин ріст іноді з'являється через 2-4 тижні. Колонії бруцел безбарвні, опуклі, круглі – S-подібної форми, або шорсткі – R-подібної форми, спочатку ніжні та прозорі, з віком стають каламутними.

Колонії Brucella canis, Brucella ovis та 5-го біотипу Brucella suis завжди мають R-форму. Ріст бруцел у бульйонних середовищах супроводжується рівномірним помутнінням. Для росту бруцел необхідні тіамін, біотин та ніацин. Бруцели ферментують глюкозу та арабінозу з утворенням кислоти без газу, не утворюють індол та відновлюють нітрати до нітритів. Утворення сірководню найбільш виражене у Brucella suis.

Загалом за допомогою імуноелектрофорезу екстрактів, приготованих з клітин, зруйнованих ультразвуком, у бруцел було виявлено 10-14 антигенних фракцій. Бруцели мають спільний родоспецифічний антиген, різні інші соматичні антигени, включаючи видоспецифічні M (переважає у Brucella melitensis), A (переважає у Brucella abortus) та R (у грубих формах). Антигени M та A також виявляються в інших видів (біоварів) бруцел, але в різних пропорціях, що необхідно враховувати при їх ідентифікації. Були виявлені антигени, спільні для Francisella tularensis, Bordetella bronchiseptica та Y. enterocolitica (серотип 09). У зв'язку з тим, що деякі ознаки бруцел варіюються, вид Brucella melitensis поділяється на 3 біовари, вид Brucella abortus - на 9 та B. suis - на 5 біоварів. Для їх диференціації на види та біотипи та ідентифікації використовується комплекс ознак, який включає, крім морфологічних та тинкторіальних властивостей, також потребу в CO2 для росту, здатність рости на середовищах у присутності певних барвників (основний фуксин, тіонін, сафранін), секретувати H2S, утворювати уреазу, фосфатазу, каталазу (активність цих ферментів найсильніше виражена у Brucella suis, на середовищі з сафраніном вони не ростуть), чутливість до тбіліського бактеріофага, аглютинацію з моноспецифічними сироватками. За необхідності використовуються додаткові метаболічні тести: здатність окислювати певні амінокислоти (аланін, аспарагін, глутамінова кислота, орнітин, цитрулін, аргінін, лізин) та вуглеводи (арабіноза, галактоза, рибоза, D-глюкоза, D-еритритол, D-ксилоза).

Четвертий біовар – Brucella suis, оскільки основним його носієм є не свині, а північні олені, і враховуючи інші його особливості, доцільно виділити його як самостійний вид – Brucella rangiferis.

П'ятий біовар B. suis включає культури, виділені від абортованих корів та овець, що містять стабільну R-форму бруцел.

Бруцелоза до тбіліського фага: у звичайному робочому розведенні фаг лізує лише B. abortus. Однак у дозі, що дорівнює десяти робочим розведенням, фаг лізує, хоча й слабо, штами Brucella suis та Brucella neotomae.

[ 6 ], [ 7 ], [ 8 ], [ 9 ], [ 10 ], [ 11 ], [ 12 ]

Стійкість до бруцельозу

Бруцели відносно стійкі в навколишньому середовищі. Вони виживають у вологому ґрунті та воді до 2-3 місяців, а за температури 11-13 °C – до 4,5 місяців; у стоячих водах – до 3 місяців; у молоці – до 273 днів; у вершковому маслі – до 142 днів; у сирі – до 1 року; у сирі фета – до 72 днів; у кислому молоці – до 30 днів; у кефірі – до 11 днів. Однак вони дуже чутливі до високих температур – при 70 °C гинуть через 10 хвилин, а при кип'ятінні – через кілька секунд. Пастеризація молока при 80-90 °C спричиняє їхню загибель через 5 хвилин. Бруцели також чутливі до різних хімічних дезінфікуючих засобів.

Фактори патогенності бруцельозу

Бруцели не утворюють екзотоксину. Їх патогенність зумовлена ендотоксином та здатністю пригнічувати фагоцитоз, запобігати «окислювальному вибуху». Конкретні фактори, що пригнічують фагоцитоз, вивчені недостатньо. Патогенність бруцел також пов'язана з гіалуронідазою та іншими ферментами. Істотно, що бруцели мають дуже сильну алергенну властивість, яка значною мірою визначає патогенез та клінічну картину бруцельозу.

[ 13 ], [ 14 ], [ 15 ], [ 16 ]

Постінфекційний імунітет

Постінфекційний імунітет тривалий і міцний, але можливі повторні захворювання. Імунітет зшитий (проти всіх видів бруцел) і викликається Т-лімфоцитами та макрофагами. У імунних людей і тварин фагоцитоз повний. Роль антитіл в імунітеті полягає в стимуляції фагоцитарної активності. Позитивна алергічна реакція свідчить не тільки про сенсибілізацію організму, але й про наявність імунітету. Прорив імунітету може статися при інфікуванні великими дозами збудника або при його високій вірулентності.

Епідеміологія бруцельозу

Основними носіями бруцельозу є вівці, кози (Brucella melitensis), велика рогата худоба (Brucella abortus), свині (Brucella suis) та північні олені (Brucella rangiferis). Однак вони також можуть поширюватися на багато інших видів тварин (яки, верблюди, буйволи, вовки, лисиці, гризуни, лами, сайгаки, бізони, коні, зайці, їжаки, кури тощо). Перехід Brucella melitensis на велику рогату худобу є особливо небезпечним, оскільки в цьому випадку вона зберігає свою високу патогенність для людини. З усіх видів найбільш патогенним для людини в нашій країні є Brucella melitensis. Вона викликає захворювання людини у понад 95-97% усіх випадків бруцельозу. Brucella abortus, як правило, викликає латентну форму захворювання, а клінічні прояви спостерігаються лише у 1-3%. Brucella suis викликає захворювання ще рідше (менше 1%). Патогенність бруцельозу варіюється залежно не тільки від виду, але й від біовару. Зокрема, біовари 3, 6, 7, 9 Brucella abortus не поступаються за вірулентністю Brucella melitensis. Американські варіанти Brucella suis також є високовірулентними, тому етіологічна роль окремих видів бруцельозу проявляється по-різному в різних країнах. Наприклад, у Мексиці основну роль в епідеміології бруцельозу відіграє Brucella melitensis, у США – Brucella suis, а в Канаді та деяких європейських країнах – Brucella abortus. Можливо, що біовари 3, 6, 7, 9 Brucella abortus виникли в результаті міграції Brucella melitensis до великої рогатої худоби та її трансформації.

У тварин бруцельоз протікає як загальне захворювання, картина якого може бути різною. Для великої та дрібної худоби найтиповішими проявами хвороби є інфекційні аборти, особливо якщо вони масові. У свиней аборти трапляються рідше, хвороба протікає як хронічний сепсис з ураженням суглобів, яєчок та інших органів. Від хворих тварин збудник виділяється з молоком, сечею, калом, гноєм та особливо рясно – у період викидня разом з плодом, навколоплідними оболонками та виділеннями з родових шляхів, які є найбільш інфекційним матеріалом. Рясне розмноження бруцел в оболонках плода пов'язане з наявністю багатоатомного спирту – еритритолу, який служить важливим фактором росту для брунел усіх видів, крім Brucella ovis.

Людина заражається від тварин (дуже рідко від хворої людини) переважно контактним або контактно-побутовим шляхом (80-90% усіх захворювань). Аліментарний спосіб зараження спостерігається переважно при вживанні непастеризованого молока від хворих тварин або молочних продуктів, приготованих з нього, а також води. Заразитися контактним або контактно-побутовим шляхом можуть усі особи, які постійно або тимчасово мають справу з тваринами або тваринною сировиною в силу своєї професії (пастухи, скотарі, доярки, ветеринарні працівники та інші). Бруцели потрапляють в організм людини через шкіру або, що набагато частіше, через слизові оболонки рота, носа, очей (заносяться брудними руками).

[ 17 ], [ 18 ], [ 19 ], [ 20 ], [ 21 ]

Симптоми бруцельозу

Інкубаційний період бруцельозу коливається від 1 тижня до кількох місяців.

Збудник потрапляє в лімфатичні вузли лімфатичними шляхами; розмножуючись, він утворює «первинний бруцельозний комплекс», локалізація якого залежить від місця вхідних воріт, але найчастіше це лімфатичний апарат ротової порожнини, ретрофарингеальні, шийні, підщелепні залози та лімфатичний апарат кишечника. З лімфатичних вузлів збудник потрапляє в кров і поширюється по всьому організму, вибірково вражаючи тканини лімфогематопоетичної системи. Бактерімія та генералізація процесу призводять до тяжкої алергізації організму. Бруцельоз протікає як хронічний сепсис. Це пов'язано з неповним характером фагоцитозу. Перебуваючи та розмножуючись усередині клітин, включаючи фагоцити, бруцели недоступні ні для антитіл, ні для хіміотерапевтичних препаратів. Крім того, вони можуть трансформуватися в L-форми всередині клітин і в такому вигляді тривалий час зберігатися в організмі, а повертаючись до початкової форми, викликати рецидив захворювання.

Симптоми бруцельозу дуже різноманітні та складні. Вони залежать, перш за все, від алергії та інтоксикації організму та від того, які органи та тканини залучені до інфекційного процесу. Найчастіше уражаються лімфатична, судинна, гепатоселінкова, нервова та особливо опорно-рухова системи. Бруцельоз характеризується тривалим перебігом (іноді до 10 місяців), у важких випадках може призвести до тривалої втрати працездатності та тимчасової інвалідності, але все ж хвороба, як правило, закінчується повним одужанням.

Лабораторна діагностика бруцельозу

Бруцельоз діагностують за допомогою біологічного тесту, бактеріологічного методу, серологічних реакцій, алергічної проби Бернета та методу ДНК-ДНК гібридизації. Матеріалом для дослідження є кров, кістковий мозок, кон'юнктивальний секрет, сеча, грудне молоко (у матерів-годувальниць), рідше - кал, навколосуглобова рідина. Оскільки основним місцем проживання збудника в організмі є клітини гемо- або лімфопоетичної систем, перевагу слід надавати виділенню гемо- або мієлокультури. При бактеріологічному дослідженні необхідно забезпечити умови для росту Brucella abortus (необхідність CO2). Ідентифікацію ізольованих культур бруцел проводять на основі ознак, зазначених у таблиці 30. До біологічного тесту (зараження морських свинок) вдаються у випадках, коли матеріал сильно забруднений сторонньою мікрофлорою і важко отримати з нього безпосередньо чисту культуру збудника. Серологічні реакції можуть бути використані або для виявлення антигенів збудника, або для виявлення антитіл до нього. Для виявлення бруцельозних антигенів, які можуть циркулювати в крові як у вільній формі, так і у вигляді комплексів антиген + антитіло (ЦИК - циркулюючі імунні комплекси), використовуються такі реакції: РПГА (особливо з використанням еритроцитарної діагностики з моноклональними антитілами до родоспецифічного антигену бруцел); реакція агрегат-гемаглютинації (РГГ); еритроцити несуть антитіла до бруцельозних антигенів; реакції коаглютинації, преципітації та ІФМ. Для виявлення антитіл у сироватці крові пацієнта використовуються: реакція аглютинації Райта, реакція Кумбса (для виявлення неповних антитіл), реакція непрямої імунофлуоресценції, РПГА, ІФМ, РСК, ОФР, а також прискорені реакції на склі: реакція Хеддлсона, бенгальська рожева, латекс-аглютинація, реакція непрямого гемолізу (еритроцити, сенсибілізовані ЛПС бруцел, лізуються в присутності антитіл та комплементу).

Як запобігти бруцельозу?

Бруцельозна вакцина є специфічною профілактикою бруцельозу. Вакцинацію проводять живою вакциною, виготовленою зі штаму B. abortus (жива бруцельозна вакцина - ЖБВ), лише в осередках бруцельозу кіз та овець. Вакцину застосовують шкірно, одноразово. Ревакцинацію проводять лише особам з негативною пробою Бернета та серологічними реакціями. Оскільки ЖБВ має сильну алергенну дію, замість неї запропоновано хімічну бруцельозну вакцину (ХБВ), виготовлену з антигенів клітинної стінки бруцел. Вона має високу імуногенність, але менш алергенна. Для лікування хронічного бруцельозу (стимулюють формування постінфекційного імунітету) можна використовувати суспензію вбитих бруцел (вбита терапевтична вакцина) або ЖБВ.