Особливо небезпечні інфекції

Особливо небезпечні інфекції – це група захворювань, до якої належать такі інфекції: чума, сибірська виразка, віспа, які можуть бути використані як біологічна зброя або в терористичних цілях.

Біологічна зброя – це мікроорганізми або їхні токсини, що використовуються для спричинення смерті чи безпорадності у людей, тварин чи рослин. Тому біологічну зброю можна використовувати не лише для вбивства людей, але й для заподіяння економічної шкоди шляхом знищення тварин чи сільськогосподарських культур.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]

Епідеміологія

Відмінними епідеміологічними особливостями біологічної зброї є доступність, низька вартість, наявність інкубаційного періоду, можливість захисту від пошкоджень, простота та секретність виробництва, легкість розповсюдження, широкий суспільний резонанс та доступність інформації.

[ 4 ], [ 5 ], [ 6 ]

Причини

Сотні патогенів здатні викликати інфекційні захворювання, але лише деякі з них можуть бути використані як біологічна зброя. Багато з них є збудниками зоонозних інфекцій, які небезпечні як для людей, так і для тварин. Найефективнішим методом поширення інфекційних захворювань є аерозоль, в результаті якого патогени або токсини безпосередньо потрапляють у легені. Однак у цьому випадку шкідливий агент повинен бути стабільним у формі аерозолю, мати високу вірулентність та здатність викликати широкий спектр клінічних проявів. Наприклад, вірус венесуельського енцефаліту свиней, який може викликати захворювання приблизно у 100% інфікованих людей, може бути використаний як біологічна зброя, але вірус японського енцефаліту, який у більшості випадків призводить до субклінічного перебігу інфекції, – ні. Залежно від мети використання, біологічну зброю розрізняють з летальною та нелетальною дією. НАТО представило список із 39 потенційних патогенів та токсинів, які можуть бути використані як біологічна зброя. У Росії також існує подібний список під назвою «особливо небезпечні патогени». Крім того, існує шкала, згідно з якою збудники особливо небезпечних інфекцій розрізняються за необхідною дозою для використання в аерозолі, стабільністю в навколишньому середовищі, контагіозністю, тяжкістю інфекції, швидкістю діагностики, можливістю профілактики та лікування. Найбільш актуальними є збудники віспи, чуми, сибірської виразки та ботулізму.

[ 7 ], [ 8 ], [ 9 ]

Збудники особливо небезпечних інфекцій

Сибірська виразка (чорна віспа)

Збудником сибірської виразки є Bacillus anthracis, нерухома, грампозитивна, спороутворююча бактерія. Вона є високостабільною та вірулентною протягом десятиліть. Її можна виробляти та зберігати протягом тривалого часу. Спори можна підготувати до ідеального розміру (1-5 мкм) для глибокого проникнення в дихальні шляхи. Смертельна доза бактерій для половини тих, хто інфікується вдиханням, становить 8-10 тисяч спор або більше. Ця кількість може потрапити в дихальну систему за один вдих у хмарі спор. При гострих інфекціях в організмі знаходяться лише живі, інкапсульовані бактерії.

[ 10 ], [ 11 ], [ 12 ]

Віспа

Вірус належить до роду Orthopoxvirus і являє собою ДНК-вірус розміром 0,25 мкм.

Чума

Збудником чуми є нерухома грамнегативна кокобацила Yersinia pestis. При забарвленні за Грамом вона має вигляд булави в результаті біполярного забарвлення. Порівняно зі збудником сибірської виразки, вона менш стійка в навколишньому середовищі, але летальна доза значно нижча.

Наявність

Збудників особливо небезпечних інфекцій можна легко отримати. Такі бактерії, як Clostridium botulinum, можна виділити з ґрунту та культивувати, маючи базові мікробіологічні знання та навички. Збудників сибірської виразки та чуми можна виділити з тварин та об'єктів навколишнього середовища в ендемічних регіонах, з мікробіологічних колекцій, з медичних компаній або лабораторій, що займаються легітимними науковими та діагностичними дослідженнями.

[ 13 ]

Інкубаційний період

Він може тривати від кількох годин (стафілококовий ентеротоксин B) до кількох тижнів (лихоманка Q). Цей вид зброї характеризується поступовим розвитком ефекту, поширюється у формі аерозолю без звуку, запаху, кольору та не викликає відчуттів.

Патогенез особливо небезпечних інфекцій

Сибірська виразка

Інфекція передається трьома способами: контактним, харчовим та повітряно-крапельним. Капсула цих мікроорганізмів містить поліглутамінову кислоту, яка знижує фагоцитарну активність макрофагів. Однак спори можуть фагоцитуватися тканинними макрофагами, в яких вони здатні проростати. Бактерії розмножуються в зоні проникнення та лімфатичним шляхом потрапляють у регіональні лімфатичні вузли. Під час росту бактерії сибірської виразки синтезують три білки: набряковий фактор, летальний фактор та захисний антиген, останній утворює комплекси з набряковими та летальними факторами. Ці комплекси називаються набряковими та летальними токсинами. Дія набрякового фактора пов'язана з локальною активацією аденілатциклази та виникненням набряку. Дія летального фактора призводить до розвитку некрозу тканин.

При вживанні недостатньо термічно обробленого м’яса бактеріальні спори можуть потрапити в шлунково-кишковий тракт і викликати відповідну форму захворювання. Інгаляційна форма виникає, коли спори потрапляють через дихальні шляхи, і вважається найпривабливішою з точки зору створення біологічної зброї.

[ 14 ], [ 15 ], [ 16 ], [ 17 ]

Віспа

Збудник потрапляє в організм кількома шляхами. Аерозольне зараження відбувається через прямий контакт з інфікованими особами. Контактне зараження відбувається через прямий контакт слизових оболонок хворих осіб зі слизовими оболонками здорової людини. У цьому випадку вірус передається інфікованими слизовими виділеннями або інфікованими клітинами десквамованого епітелію. Ризик зараження різко зростає при аерозольному поширенні вірусу через чхання та кашель. Один хворий може бути джерелом інфекції для 10-20 здорових осіб. Інкубаційний період становить від 7 до 17 днів.

Вірус проникає через слизову оболонку дихальних шляхів і потрапляє в регіональні лімфатичні шляхи. Після реплікації протягом 3-4 днів виникає віремія, яка не супроводжується клінічними проявами через активне виведення вірусів ретикулоендотеліальною системою. В результаті продовження реплікації вірусу через кілька днів виникає друга хвиля віремії, віруси потрапляють у шкіру та інші органи, а у пацієнтів розвиваються перші симптоми захворювання.

Чума

При бубонній формі чуми бактерії з ураженої ділянки (укус комахи) потрапляють у лімфатичну систему, досягають лімфатичних вузлів, де розмножуються. В результаті лімфатичні вузли збільшуються та являють собою бубон – дуже напружений і запалений лімфатичний вузол, що обмежує рухливість через сильний біль. Ураження органів відбувається в результаті гематогенної дисемінації.

Пневмонічна форма чуми може виникати як ускладнення внаслідок вторинної бактеріємії або як самостійна форма, що розвивається внаслідок вдихання інфікованих частинок. Інкубаційний період коливається від кількох годин до 12 днів.

Симптоми особливо небезпечних інфекцій

Сибірська виразка

Залежно від шляху проникнення протікає в таких клінічних формах: шкірній, шлунково-кишковій, легеневій. Інкубаційний період становить від 1 до 6 днів, в деяких випадках досягаючи 43 днів після зараження (за даними, отриманими після розслідування катастрофи у Свердловську). Причина такої тривалої інкубації невідома, але в експерименті протягом 100 днів спостереження в лімфатичних вузлах середостіння приматів були виявлені живі спори. Після початку лікування антибіотиками клінічні симптоми можуть зникнути, але решта живих спор у лімфатичних вузлах може призвести до рецидиву інфекції. При інгаляційному зараженні виникають неспецифічні симптоми у вигляді лихоманки, кашлю, слабкості, болю в грудях. Стан погіршується протягом 24-48 годин. Лімфатичні вузли збільшуються та набрякають, часто виникають крововиливи в їх стромі, розриви та кровотечі, збудники потрапляють у середостіння. Після короткого періоду видимого благополуччя стан раптово різко погіршується. Виникають ціаноз, задишка, стридор та ознаки дихальної недостатності. Пневмонія не має характерних ознак. Може розвинутися геморагічний плеврит. За відсутності адекватного лікування виникають бактеріємія та токсемія, з'являються вторинні метастатичні вогнища в шлунково-кишковому тракті та оболонках головного та спинного мозку. Геморагічний менінгіт виявляється при розтині у 50% померлих від сибірської виразки.

Віспа

Першими симптомами захворювання є лихоманка, головний біль, біль у м’язах та блювота. Основним симптомом є висип, який спочатку з’являється на обличчі та дистальних відділах кінцівок, потім поширюється на тіло. Найбільша кількість елементів спостерігається на обличчі та кінцівках. Спочатку висип нагадує кір. Однак у більшості випадків кору висип розташований переважно на тілі, є елементи висипу на різних стадіях розвитку, після висипу хворий швидко стає незаразним. При віспі хворий залишається заразним, поки не зникнуть усі елементи висипу. Клінічні варіанти інфекції варіюються від малосимптомних до летальних, геморагічних форм. Ускладненнями захворювання є енцефаліт, ГРДС, сліпота.

Чума

Бубонна форма

Типовими є гострий початок, висока температура (до 40 °C) з ознобом, збільшення лімфатичних вузлів. Утворюються бубони (болісні збільшені лімфатичні вузли з вираженим набряком, шкіра над ними гладка та гіперемована). Найчастіше уражаються стегнові та пахвинні лімфатичні вузли, рідше – пахвові та шийні. На місці укусу можна виявити гнійний пухирець з місцевим лімфангітом, іноді струп. Типовим є порушення свідомості від дезорієнтації до делірію. Протягом другого тижня можливе нагноєння лімфатичних вузлів. Причиною смерті є сепсис, який настає на 3-5-й день захворювання.

[ 18 ], [ 19 ], [ 20 ]

Первинна легенева форма

Інкубаційний період триває 2-3 дні. Швидко розвиваються гіпертермія, озноб, головний біль, а протягом 20-24 годин з'являється кашель, спочатку зі слизовим мокротинням. Потім у мокротинні можуть з'явитися прожилки крові, а також мокротиння може набувати яскраво-червоного кольору (малиновий сироп). Характерне ураження легень виникає у вигляді ущільнення, плеврит зазвичай не розвивається. Без лікування смерть настає протягом 48 годин.

Інші форми чуми - септицемічна, менінгітна, фарингеальна, доброякісна (в ендемічних регіонах).

Діагностика особливо небезпечних інфекцій

[ 21 ], [ 22 ], [ 23 ], [ 24 ]

Сибірська виразка

Клінічна картина інгаляційної інфекції не має патогномонічних симптомів. Характерними змінами на рентгенограмах грудної клітки є розширення середостіння (60%), інфільтрація (70%) та плевральний випіт (80%). Бактерії та їхні токсини з'являються в крові через два дні після інфікування. Лейкоцитоз розвивається одразу після появи токсинів у крові.

Бактерії можна виявити в крові за допомогою фарбування за Грамом. З діагностичною метою проводиться мікробіологічне дослідження периферичної крові, спинномозкової рідини та плеврального випоту. Фарбування мокротиння за Грамом не проводиться, оскільки мікроорганізми зазвичай не виявляються. Для ретроспективного підтвердження діагнозу використовуються серологічні методи діагностики. Для експрес-діагностики можна використовувати реакції імунофлуоресценції та ПЛР.

У разі інгаляційної інфекції спори можна виявити у виділеннях з ротоглотки (протягом 24 годин) та у калі (протягом 24-72 годин).

[ 25 ]

Віспа

Діагноз захворювання ґрунтується на характерному висипі. Світлова мікроскопія біоптатів висипу може виявити еозинофільні елементи (тільця Гварнері). Електронна мікроскопія виявляє віруси, але їх важко відрізнити від інших вірусів родини ортопоксвірусів. Для уточнення діагнозу використовується вірусологічне тестування або ПЛР.

Чума

Клінічний діагноз бубонної форми ставиться на основі наявності вхідних порталів, характерних бубонів, ознак генералізованого запалення та високого лейкоцитозу. При легеневій формі - наявності характерної інфільтрації легеневої тканини під час рентгенологічного дослідження. Діагноз підтверджується виділенням збудника з крові, мокротиння та аспірату лімфатичних вузлів. Хірургічна біопсія може призвести до дисемінації ієрсинії. Доступні серологічні тести (реакція фіксації комплементу, непряма гемаглютинація, імунофлуоресценція).

Лікування особливо небезпечних інфекцій

Сибірська виразка

Зазвичай штами збудника чутливі до антибіотиків пеніцилінового ряду, тому в ендемічних районах при шкірній формі інфекції застосовують групу пеніцилінів внутрішньом'язово або внутрішньовенно по 2 млн одиниць кожні 2 години або 4 млн одиниць кожні 4-6 годин. Через високу ймовірність лабораторної модифікації штамів у разі атаки з використанням біологічної зброї зазвичай застосовують ципрофлоксацин внутрішньовенно по 400 мг кожні 12 годин. При алергії на пеніцилін можна використовувати тетрациклін (доксициклін 100 мг перорально кожні 12 годин) або еритроміцин (500 мг внутрішньовенно кожні 6 годин).

На основі нових даних (2001 р.) рекомендації були дещо змінені. Лікування слід розпочинати з ципрофлоксацину або доксицикліну (у вищезазначених дозах) у поєднанні з одним або двома іншими антибіотиками (рифампіцин, ванкоміцин, пеніцилін, ампіцилін, хлорамфенікол, тієнам, кліндаміцин, кларитроміцин). Ці ж препарати використовуються для лікування та профілактики сибірської виразки у дітей (у вікових дозах) та вагітних жінок. Антибіотики слід призначати якомога раніше та продовжувати прийом до 60 днів. Якщо стан пацієнта покращується при парентеральному лікуванні, раціонально перейти на пероральне застосування препаратів.

Застосування цефалоспоринів та ко-тримоксазолу не рекомендується.

З метою патогенетичної терапії рекомендується використовувати інфузійну терапію, вазоактивні препарати у разі шоку, а також респіраторну підтримку у разі гіпоксемії.

[ 26 ]

Віспа Naturalpap

Зазвичай призначається симптоматичне лікування. Існує певний позитивний досвід застосування противірусного препарату цидофовіру у людей з високими мавпами.

Чума

Лікування слід розпочати негайно. При септичній та легеневій формах лікування слід розпочати протягом перших 24 годин. Рекомендується призначати стрептоміцин у дозі 1 г кожні 12 годин внутрішньом'язово протягом 10 днів. Гентаміцин у дозі 5 мг/кг внутрішньом'язово або внутрішньовенно один раз на день або 2 мг/кг для першого введення, потім 1,7 мг/кг внутрішньом'язово або внутрішньовенно кожні 8 годин. Альтернативним препаратом є доксициклін у дозі 100 мг внутрішньовенно 2 рази на день, ципрофлоксацин 400 мг внутрішньовенно кожні 12 годин або хлорамфенікол (левоміцетин) по 25 мг/кг внутрішньовенно кожні 6 годин. При менінгеальній формі хлорамфенікол вважається препаратом вибору через високу проникність у субарахноїдальний простір. Бета-лактамні антибіотики для лікування чуми не використовуються.

Як запобігти особливо небезпечним інфекціям?

Незважаючи на відносну доступність біологічної зброї, її масове виробництво все ще обмежене тим, що для неї потрібні живі мікроорганізми та білкові речовини, чутливі до факторів навколишнього середовища (сушіння, сонячне світло, нагрівання).

Сибірська виразка

Основними профілактичними заходами є протиепідемічний контроль у господарствах, що займаються розведенням великої рогатої худоби, вакцинація тварин, ветеринарів, працівників текстильних (пов'язаних з вовною) підприємств, введення обмежень на використання вовни в промисловості та побуті. У разі очікуваного контакту для хіміопрофілактики використовується ципрофлоксацин. Альтернативними препаратами є доксициклін та амоксицилін. Виходячи з практичного досвіду, експерти з США рекомендують профілактику ципрофлоксацином протягом 60 днів після ймовірного контакту.

Ще одним засобом профілактики є вакцинація абсорбованою вакциною. Експерименти показали, що у приматів комбінація вакцинації та антибіотикопрофілактики була ефективнішою, ніж вакцинація та хіміопрофілактика окремо.

Віспа

Основною формою профілактики є вакцинація. Однак, через відсутність спонтанної захворюваності, вакцинація проти віспи виключена з календаря вакцинації з середини 1970-х років.

Якщо виявлено джерело інфекції, необхідно негайно вакцинувати оточуючих. Спеціальні респіратори, здатні затримувати вірусні частинки, вважаються захистом від аерозольної інфекції. Ізоляція хворих людей вважається важливим заходом.

Чума

Головне завдання профілактики – боротьба з гризунами, використання репелентів для знищення бліх. Вакцинація не рекомендується тим, хто подорожує до ендемічних регіонів (вона не захищає від аерозольної інфекції). У разі підвищеного ризику захворювання рекомендується приймати доксициклін 100 мг або ципрофлоксацин 500 мг кожні 12 годин протягом усього періоду контакту.

Прогноз особливо небезпечних інфекцій

[ 27 ], [ 28 ]

Сибірська виразка

Шкірна форма захворювання зустрічається у 95% випадків; за відсутності лікування рівень смертності при цій формі становить близько 20%. При кишковій формі рівень смертності значно вищий через складність діагностики та затримку лікування. Інгаляційна форма вважається смертельною, якщо лікування не розпочато до появи клінічних ознак.

[ 29 ]

Віспа

При використанні як біологічної зброї рівень смертності серед невакцинованих осіб становить 20-40%.

Чума

Смертність від бубонної чуми без лікування сягає 60%, від легеневої чуми – 90%. При своєчасному лікуванні рівень смертності знижується до 5%.

Можливість захисту від поразки

Особи, які розповсюджують біологічну зброю у формі аерозолю, повинні мати стійкість до захворювання, що досягається шляхом вакцинації або профілактичного застосування препаратів. На відміну від хімічної зброї, збудники особливо небезпечних інфекцій зазвичай не здатні проникнути в організм через неушкоджену шкіру.

Простота та непомітність виробництва

Технології та обладнання для виробництва біологічної зброї суттєво не відрізняються від виробництва пива, вина, антибіотиків, вакцин. Легкість розповсюдження.

Біологічну зброю можна легко поширювати за допомогою сільськогосподарських зрошувальних пристроїв, певних метеорологічних умов, систем вентиляції тощо.

За оцінками ООН, використовуючи 50 кг препарату в місті з населенням 500 тис. осіб, можна створити смугу руйнувань шириною 2 км з кількістю уражених, залежно від збудника, від 30 до 125 тис. осіб.

Широкий громадський резонанс

Віспа, чума та сибірська виразка – це добре відомі в історії хвороби, які викликають паніку та жах серед цивільного населення. Нещодавнє використання спор сибірської виразки у Сполучених Штатах вкотре нагадало нам про потенційну небезпеку біологічної зброї та викликало широке обурення громадськості та відчуття невпевненості.

[ 30 ], [ 31 ]

Доступність інформації

Донедавна отримати інформацію про виробництво біологічної зброї було практично неможливо. Зараз, завдяки Всесвітній мережі, можливо отримати детальну інформацію про виробництво біологічної зброї.

[ 32 ], [ 33 ], [ 34 ]

Сибірська виразка

Зараження зазвичай відбувається під час роботи, пов'язаної з шерстю тварин, варінням кісток та дубленням шкіри. На початку 20 століття щорічно описувалося близько 500 випадків захворювання, що протікало у вигляді шкірної форми. У 2001 році в Сполучених Штатах внаслідок використання біологічної зброї в терористичних цілях спори сибірської виразки були розіслані в листах, і 11 людей були вдихнуті. У 1979 році внаслідок аварії у Свердловську стався викид спор, в результаті якого, очевидно, загинуло 66 людей та велика кількість тварин. Зона ураження вітром простягалася на 4 км для людей і на 50 км для тварин.

Віспа

Спалахи захворювання трапляються з невідомих причин. У 1970 році спалах стався в лікарні в Мешеде, Німеччина, ймовірно, через аерозольне поширення вірусів. У 1972 році в Югославії стався завезений випадок інфекції, 11 осіб заразилися від пацієнта, а загалом захворіло 175 осіб.

Чума

Відомо три пандемії чуми. У Середньовіччі найважча (друга) пандемія забрала життя третини населення європейських країн. Остання пандемія сталася в 1898 році. У 1994 році в Індії було відзначено спалах легеневої чуми. Щорічно на Західному узбережжі США спостерігається кілька випадків бубонної чуми. Людина не бере участі в життєвому циклі збудників чуми. Захворювання зазвичай виникає в регіонах з великою кількістю інфікованих диких гризунів (щурів, мишей, білків), які є природним резервуаром. Описано кілька випадків зараження легеневою чумою через тісний контакт із інфікованими котами. Захворювання може передаватися від людини до людини.

Інфекція передається людині від гризунів через укус заражених бліх, а від людини до людини повітряно-крапельним шляхом через контакт з кашляючим хворим на легеневу форму чуми.