Збудник сибірської виразки

Сибірська виразка – гостре інфекційне захворювання людини та тварин (свійських і диких).

Російську назву хворобі дав С. С. Андрієвський у зв'язку з великою епідемією на Уралі наприкінці XVIII століття. У 1788 році героїчним експериментом із самозараженням він довів приналежність сибірської виразки до людей і тварин і остаточно підтвердив її нозологічну самостійність. Збудник – Bacillus anthracis – неодноразово описувався різними авторами (Поллендер А., 1849; Дален К., 1850; Браун Ф., 1854), але його етіологічну роль остаточно встановили Р. Кох (1876) та Л. Пастер (1881).

B. anthracis (рід Bacillus) належить до родини Bacillaceae (клас Bacilli). Це велика паличка довжиною 5-8, іноді до 10 мкм, діаметром 1,0-1,5 мкм. Кінці живих паличок злегка заокруглені, а мертвих — зрізані та злегка увігнуті. Палички в мазках розташовані парами та дуже часто ланцюжками, особливо довгі на поживних середовищах, що нагадують бамбукову тростину. Паличка сибірської виразки добре забарвлюється всіма аніліновими барвниками, є грампозитивною. Не має джгутиків, утворює спори, але лише поза організмом людини або тварини за наявності кисню та певної вологості. Оптимальна температура для спороутворення — 30-35 °C (спороутворення не відбувається нижче 12 °C та вище 43 °C). Спори розташовані центрально, їх діаметр не перевищує діаметра бактеріальної клітини. Спороутворення відбувається, коли бактерії відчувають дефіцит або джерел енергії, або амінокислот, або основ. Оскільки ці джерела живлення для бактерій присутні в крові та тканинах, споруляція в організмі не відбувається. Збудник сибірської виразки утворює капсулу, але лише в організмі тварини або людини; вона рідко спостерігається на поживних середовищах (на середовищах, що містять кров або сироватку). Інкапсуляція патогенних бактерій є захисним механізмом. Вона індукується факторами, що містяться в крові та тканинах, тому капсули утворюються, коли бактерії знаходяться в організмі або при вирощуванні на середовищах з кров'ю, плазмою або сироваткою. Вміст G + C в ДНК коливається в межах 32-62 моль% (для роду в цілому).

Збудник сибірської виразки – аероб або факультативний анаероб. Оптимальна температура для росту – 37-38 °C, pH середовища – 7,2-7,6. Невимогливий до поживних середовищ. На щільних середовищах утворює характерні великі матові шорсткі колонії R-форми. Структура колоній, завдяки ланцюговому розташуванню паличок, що утворюють нитки, що відходять від центру, схожа на завитки або левову гриву (рис. 98). На агарі, що містить пеніцилін (0,05-0,5 Од/мл), через 3 години росту бацили розпадаються на окремі кульки, розташовані у вигляді ланцюжка, утворюючи феномен «перлового намиста». У бульйоні паличка, що знаходиться в R-формі, росте на дні, утворюючи осад у вигляді грудочки вати, тоді як бульйон залишається прозорим. B. anthracis вірулентний у R-формі, а при переході в S-форму втрачає вірулентність. Такі палички утворюють круглі, гладкі колонії з рівними краями на щільному середовищі, а в бульйоні рівномірне помутніння. У цьому випадку палички втрачають здатність розташовуватися в ланцюжки в мазках і набувають вигляду кокобактерій, розташованих у скупченнях.

B. anthracis досить активний біохімічно: ферментує глюкозу, сахарозу, мальтозу, трегалозу з утворенням кислоти без газу, утворює H2S, згортає молоко та пептонізує його, є каталазопозитивним, має нітратредуктазу. При посіві шляхом ін'єкції в колонку з 10-12% м'ясо-пептонним желатином викликає його пошарове розрідження.

Щоб відрізнити B. anthracis від інших видів Bacillus, використовується набір характеристик.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]

Антигенна структура збудника сибірської виразки

Збудник сибірської виразки має соматичні антигени та капсулярний антиген білкової природи (складається з D-глутамінової кислоти), що утворюється переважно в організмі тварин і людини. Соматичний антиген полісахаридної природи є термостабільним, тривалий час зберігається в зовнішньому середовищі та в трупах тварин. На його виявленні заснована діагностична реакція термопреципітації Асколі. Паличка сибірської виразки також має антигени, спільні для роду Bacillus.

[ 4 ], [ 5 ], [ 6 ]

Фактори патогенності збудника сибірської виразки

Найважливішим фактором вірулентності сибірської палички є капсула. Втрата капсули призводить до втрати вірулентності. Капсула захищає B. anthracis від фагоцитозу. Іншим важливим фактором вірулентності, який відповідає за загибель тварин, є комплексний токсин, що містить три різні компоненти: фактор I, що складається з білка та вуглеводу; та два фактори чисто білкової природи (фактори II та III). Синтез комплексного токсину контролюється плазмідою pXOl з мкм 110-114 м.д. Плазміда pXOl містить три гени, що визначають синтез основних компонентів екзотоксину:

• ген cua - фактор набряку (EF);
• ген pag - протективний антиген (PA);
• ген lef – летальний фактор (LF).

Продуктом гена cua (OF) є аденілатциклаза, яка каталізує накопичення цАМФ в еукаріотичних клітинах. Фактор набряку спричиняє підвищення проникності судин.

Захисний антиген індукує синтез захисних антитіл (проте найбільш імуногенним є комплекс усіх трьох компонентів нейтралізованого токсину), летальний фактор викликає загибель тварин. Усі три компоненти токсину діють синергетично. Синтез капсули сибірської виразки також контролюється плазмідою рХ02 з мм 60 м.д.

Стійкість B. anthracis

У вегетативній формі збудник сибірської виразки має таку ж стійкість до факторів навколишнього середовища та хімічних речовин, як і інші неспороутворюючі бактерії – за температури вище 75 °C гине за 5-10 хвилин, у трупах тварин під впливом продуктів життєдіяльності гнильних бактерій – за кілька днів. Спори сибірської палички надзвичайно стійкі: у ґрунті вони виживають десятиліттями, у воді – кілька років, під впливом прямих сонячних променів гинуть за 20 і більше днів, при кип'ятінні руйнуються протягом 45-60 хвилин, при автоклавуванні при 110 °C – за 5 хвилин, сухе тепло (140 °C) можна витримувати до 3 годин. Спори довго виживають у вовні та шкірках тварин, що використовуються для різного дублення, та в солоному м'ясі.

Епідеміологія сибірської виразки

Основним джерелом сибірської виразки є хворі травоїдні тварини. Протягом усього періоду хвороби вони виділяють збудника з сечею, екскрементами та слиною в ґрунт, заражаючи його. Тому ґрунт, особливо багатий на органічні речовини, стає додатковим резервуаром збудника. Тварини заражаються переважно аліментарним шляхом (через їжу та питну воду, забруднені спорами), рідше – через передачу – через укуси мух, кліщів, ґедів, які переносять збудника від хворих тварин, трупів та заражених предметів зовнішнього середовища; дуже рідко – повітряно-крапельним шляхом. Збудник не передається через прямий контакт від хворої тварини до здорової.

Люди заражаються сибірською виразкою через прямий контакт з трупами тварин, під час розбирання туш тварин, яких було вбито насильно, під час догляду за хворими тваринами, під час вживання м’яса або м’ясних продуктів, отриманих від хворих тварин, або під час контакту з вовною, шкурами, шкірою або щетиною, зараженими збудником або його спорами. Зараження здорової людини від хворої відбувається вкрай рідко.

Вхідними воротами інфекції є шкіра та слизові оболонки кишкових та дихальних шляхів. Залежно від вхідних воріт, сибірська виразка людини протікає у вигляді шкірної (найчастіше, до 98% усіх випадків захворювання), кишкової або легеневої форм. Інкубаційний період коливається від кількох годин до 6-8 днів, найчастіше - 2-3 дні. Шкірна форма проявляється у вигляді карбункула сибірської виразки, який зазвичай локалізується на відкритих частинах тіла (обличчя, шия, верхні кінцівки), рідше - на ділянках тіла, покритих одягом. Карбункул - це своєрідний геморагічний некротичний осередок, на вершині якого утворюється пухирець із серозно-кров'янистим вмістом або щільний чорно-коричневий струп. Шкіра та підшкірна клітковина карбункула та навколо нього набряклі, просякнуті серозно-кров'янистим ексудатом, але нагноєння та абсцеси зазвичай не спостерігаються. У запалених тканинах та ексудаті знаходиться велика кількість бацил, оточених капсулою.

При кишковій формі спостерігається загальна інтоксикація з катаральними та геморагічними проявами з боку шлунково-кишкового тракту (нудота, блювання з кров’ю, кривавий пронос, біль у животі та попереку). Захворювання триває 2-4 дні та найчастіше закінчується смертю.

Легенева форма сибірської виразки зустрічається вкрай рідко та протікає як бронхопневмонія з глибокою загальною інтоксикацією, болем у грудях, загальним нездужанням, високою температурою, кашлем з виділенням мокротиння, спочатку слизового, потім кривавого. Смерть настає на 2-3-й день. Як правило, всі форми сибірської виразки супроводжуються високою температурою (39-40 °C). Найважчою формою сибірської виразки є септична форма, яка може бути як первинною, так і наслідком ускладнення іншої форми захворювання. Вона характеризується великою кількістю геморагічних проявів та наявністю великої кількості збудника в крові, спинномозковій рідині та в ряді органів хворої людини. Захворювання на сибірську виразку серед людей мають спорадичний характер.

Постінфекційний імунітет пов'язаний з появою антитоксинів та антимікробних (захисних) антитіл.

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

Лабораторна діагностика сибірської виразки

Матеріалом для дослідження служать: при шкірній формі - вміст везикул, виділення з карбункула або виразки; при кишковій формі - кал і сеча; при легеневій формі - мокротиння; при септичній формі - кров. Дослідженню можуть піддаватися різні об'єкти навколишнього середовища (ґрунт, вода), харчові продукти, сировина тваринного походження та інші матеріали. Для виявлення збудника використовується бактеріоскопічний метод: виявлення грампозитивних паличок, оточених капсулою (у матеріалі від тварин або людини) або що містять спори (об'єкти навколишнього середовища). Основним діагностичним методом є бактеріологічний - виділення чистої культури та її ідентифікація з обов'язковим тестуванням на патогенність для лабораторних тварин. У випадках, коли досліджуваний матеріал сильно забруднений супутньою, особливо гнильною, мікрофлорою, використовується біологічний тест: білих мишей або морських свинок заражають підшкірно. За наявності B. anthracis миші та морські свинки гинуть через 24-26 годин, кролики - через 2-3 дні, з ознаками загального сепсису; селезінка різко збільшена, в місці введення матеріалу - інфільтрат. У мазках з крові та органів – капсулярні палички.

Серед серологічних реакцій реакція термопреципітації Асколі використовується переважно з діагностичною метою. Її застосовують у випадках, коли важко розраховувати на виділення чистої культури збудника (зокрема, при дослідженні вовни, шкір, щетини та інших предметів). Реакція Асколі базується на виявленні термостабільних антигенів збудника, які зберігаються значно довше, ніж життєздатні вегетативні клітини та спори сибірської палички. Для ретроспективної діагностики сибірської виразки використовується алергічна проба з антраксином.

Лікування сибірської виразки

Лікування сибірської виразки комплексне. Воно спрямоване на нейтралізацію токсину та боротьбу зі збудником: використовуються протисибіркові імуноглобуліни та антибіотики (пеніциліни, тетрацикліни, еритроміцин тощо).

[ 13 ], [ 14 ], [ 15 ], [ 16 ], [ 17 ], [ 18 ], [ 19 ]

Специфічна профілактика сибірської виразки

Першу вакцину проти сибірської виразки отримав Л. Пастер у 1881 році, в нашій країні - Л. С. Ценковський у 1883 році з ослаблених штамів B. anthracis. Наразі в Росії для профілактики сибірської виразки у людей і тварин використовується жива безспорова вакцина без капсул ІПСШ. Її готують з авірулентного штаму сибірської палички. Вакцина проти сибірської виразки є високоефективною. Щеплення вводяться одноразово, нашкірно або внутрішньошкірно, тим особам, які в силу своєї професії можуть бути інфіковані сибірською виразкою. Ревакцинація проводиться через рік.