Збудник чуми

Чума (pestis) - гостре інфекційне захворювання, що протікає по типу геморагічної септицемії. У минулому чума була грізним бичем для людства. Відомі три пандемії чуми, які забрали мільйони людських життів.

Перша пандемія була в VI ст. Н. Е. Від неї загинуло з 531 по 580 р близько 100 млн чоловік - половина населення Східної Римської імперії ( «юстиніянова» чума).

Друга пандемія вибухнула в XIV столітті. Вона почалася в Китаї і вразила багато країн Азії і Європи. В Азії від неї загинуло 40 млн чоловік, а в Європі з 100 млн осіб загинуло 25 млн. Ось як описує цю пандемію Н. М. Карамзін в «Історії держави Російської»: «Хвороба виявлялася залозами в м'яких западинах тіла, людина харкав кров'ю і на другий або третій день вмирав. Не можна, кажуть літописці, уявити видовища жахливішого ... Від Пекіна до берегів Євфрату і Ладоги надра землі наповнилися мільйонами трупів, і держави спорожніли ... У Глухові та Білозерську не залишилося жодного жителя ... Ця жорстока виразка кілька разів приходила і поверталася. У Смоленську вона лютувала 3 рази, нарешті, в 1387 р залишилося в ньому тільки 5 чоловік, які, за словами літопису, вийшли і зачинили місто, наповнений трупами ».

Третя пандемія чуми почалася в 1894 р і закінчилася в 1938 р, забравши 13-15 млн людських життів.

Збудник чуми був відкритий в 1894 р французьким вченим А. Іерсеном, в честь якого і отримав назву Yersinia pestis. Рід Yersinia відноситься до сімейства Enterobacteriaceae і включає 11 видів, з них патогенними для людини є три: Yersinia pestis, Yersinia pseudotuberculosis і Yersinia enterocolitica; патогенність інших поки що не ясна.

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

Морфологія збудника чуми

Yersinia pestis має довжину 1-2 мкм і товщину 0,3-0,7 мкм. В мазках з організму хворого і з трупів загиблих від чуми людей і гризунів виглядає як коротка овоидная (яйцеподібна) паличка з біполярної забарвленням. В мазках з бульонной культури паличка розташовується ланцюжком, в мазках з агарових культур - безладно. Біполярна забарвлення в тому і в іншому випадку зберігається, але в мазках з агарових культур дещо слабше. Збудник чуми по Граму забарвлюється негативно, краще фарбується лужними і карболової барвниками (синькою Леффлера), спор не утворює, джгутиків не має. Зміст Г + Ц в ДНК - 45,8-46,0 мовляв% (для всього роду). При температурі 37 ° С утворює ніжну капсулу білкової природи, яка виявляється на вологих і злегка кислих поживних середовищах.

Біохімічні властивості збудника чуми

Yersinia pestis - аероб, дає хороший зростання на звичайних поживних середовищах. Оптимальна для росту температура 27-28 ° С (діапазон - від 0 до 45 ° С), РН = 6,9-7,1. Паличка чуми дає характерний ріст на рідких і щільних поживних середовищах: на бульйоні він проявляється утворенням пухкої плівки, від якої спускаються нитки у вигляді бурульок, що нагадують сталактити, на дні - пухкий осад, бульйон залишається прозорим. Розвиток колоній на щільних середовищах проходить через три стадії: через 10-12 годин під мікроскопом зростання у вигляді безбарвних пластинок (стадія «битого скла»); через 18-24 години - стадія «мереживних хусточок», при мікроскопірованіі помітна світла мереживна зона, розташована навколо виступаючої центральній частині, жовтуватою або злегка бурою забарвлення. Через 40-48 годин настає стадія «дорослої колонії» - буро-окреслений центр з вираженою периферичної зоною. Yersinia pseudotuberculosis і Yersinia enterocolitica стадії «битого скла» не мають. На середовищах з кров'ю колонії Yersinia pestis зернисті зі слабо вираженою периферичної зоною. З метою якнайшвидшого отримання характерного для Yersinia pestis зростання на середовищах до них рекомендується додавати стимулятори росту: сульфіт натрію, кров (або її препарати) або лизат культури сарціни. Паличці чуми властивий виражений поліморфізм, особливо на середовищах з підвищеною концентрацією NaCl, в старих культурах, в органах розклалися чумних трупів.

Чумна паличка не має оксидази, не утворює індолу і H2S, володіє каталазной активністю і ферментує глюкозу, мальтозу, галактозу, маніт з утворенням кислоти без газу.

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

Антигенний склад збудника чуми

У Yersinia pestis, Yersinia pseudotuberculosis і Yersinia enterocolitica виявлено до 18 подібних соматичних антигенів. Для Yersinia pestis характерна наявність капсульного антигену (фракція I), антигенів Т, VW, білків плазмокоагулази, фибринолизина, білків зовнішньої мембрани і РНБ-антигену. Однак на відміну від Yersinia pseudotuberculosis і Yersinia enterocolitica, Yersinia pestis в антигенному відношенні більш однорідна; серологічної класифікації цього виду немає.

[11], [12], [13], [14], [15]

Резистентність збудника чуми

В мокроті паличка чуми може зберігатися до 10 днів; на білизні та одязі, забруднених виділеннями хворого, зберігається тижнями (білок і слиз охороняють її від згубної дії висихання). У трупах людей і тварин, які загинули від чуми, виживає з початку осені до зими; низька температура, заморожування і відтавання не вбивають її. Сонце, висихання, висока температура згубні для Yersinia pestis. Нагрівання до 60 ° С вбиває через 1 годину, при температурі 100 ° С гине через кілька хвилин; 70% спирт, 5% розчин фенолу, 5% розчин лізолу і деякі інші хімічні дезінфектанти вбивають за 5-10-20 хвилин.

Фактори патогенності збудника чуми

Yersinia pestis є найбільш патогенної і агресивної серед бактерій, тому і викликає найбільш важке захворювання. У всіх чутливих до нього тварин і у людини збудник чуми пригнічує захисну функцію фагоцитарної системи. Він проникає в фагоцити, пригнічує в них «окислювальний вибух» і безперешкодно розмножується. Нездатність фагоцитів здійснити свою киллерную функцію щодо Yersinia pestis - основна причина сприйнятливості до чуми. Висока інвазивність, агресивність, токсигенность, токсичність, алергенність і здатність пригнічувати фагоцитоз обумовлені наявністю у У. Pestis цілого арсеналу факторів патогенності, які перераховані нижче.

Здатність клітин сорбировать екзогенні барвники і гемін. Вона пов'язана з функцією системи транспорту заліза і забезпечує Yersinia pestis можливість розмножуватися в тканинах організму.

• Залежність зростання при температурі 37 ° С від наявності в середовищі іонів Са.
• Синтез VW-антигенів. Антиген W розташований в зовнішній мембрані, а V - в цитоплазмі. Ці антигени забезпечують розмноження У. Pestis всередині макрофагів.
• Синтез «мишачого» токсину. Токсин блокує процес перенесення електронів в мітохондріях серця і печінки чутливих тварин, вражає тромбоцити і судини (тромбоцитопенія) і порушує їх функції.
• Синтез капсули (фракції I - Fral). Капсула пригнічує активність макрофагів.
• Синтез пестіціна - видова ознака Yersinia pestis.
• Синтез фібринолізину.
• Синтез плазмокоагулази. Обидва ці білка локалізовані в зовнішній мембрані і забезпечують високі інвазивні властивості Yersinia pestis.
• Синтез ендогенних пуринів.
• Синтез термоіндуцібельних білків зовнішньої мембрани - Yop-білків (англ. Yersinia outer proteins). Білки YopA, YopD, YopE, YopH, YopK, YopM, YopN пригнічують активність фагоцитів.
• Синтез нейрамінідази. Вона сприяє адгезії (вивільняє рецептори для Yersinia pestis).
• Синтез аденілатциклази. Передбачається, що вона пригнічує «окислювальний вибух», т. Е. Блокує кілерні дію макрофагів.
• Синтез пілей адгезії. Вони пригнічують фагоцитоз і забезпечують впровадження Yersinia pestis, як внутрішньоклітинного паразита, в макрофаги.
• Синтез аминопептидаз широкого спектру дії.
• Ендотоксин (ЛПС) і інші компоненти клітинної стінки, що володіють токсичною і алергенним дією.
• РНБ-антиген. Він синтезується при температурі 37 ° С і низькою рН, пригнічує фагоцитоз і володіє цитотоксичною дією на макрофаги.

Значна частина факторів патогенності Yersinia pestis контролюється генами, носіями яких є наступні 3 класу плазмід, які виявляються зазвичай разом у всіх патогенних штамів:

• pYP (9,5 т. П. Н.) - плазміда патогенності. Несе 3 гена:
  • pst - кодує синтез пестіціна;
  • pim - визначає імунітет до пестіціну;
  • pla - визначає фибринолитическую (активатор плазміногену) і плазмо-коагулазной активність.
• pYT (65 МД) - плазміда токсигенности. Несе гени, що визначають синтез «мишачого» токсину (складний білок, що складається з двох фрагментів А і В, з м. М. 240 і 120 кБ відповідно), і гени, які контролюють білковий і ліпопротеїновий компоненти капсули. Третій її компонент контролює гени хромосоми. Раніше плазмида мала назву pFra.
• pYV (110 мА) - плазмідирулентність.

Вона визначає залежність зростання Y. Pestis при 37 ° С від присутності в середовищі іонів Са2 +, тому має іншу назву - Lcr-плазміда (англ. Low calcium response). Гени цієї, особливо важливою, плазміди кодують також синтез антигенів V і W і термоіндуціруемих білків Yop. Їх синтез здійснюється під складним генетичним контролем при температурі 37 ° С і за відсутності в середовищі Са2 +. Всі типи Yop-білків, крім YopM і YopN, гідролізуються за рахунок активності активатора плазміногену (ген pla плазміди pYP). Білки Yop багато в чому визначають вірулентність Yersinia pestis. YopE-білок володіє антіфагоцітарной і цитотоксичною дією. YopD забезпечує проникнення YopE в клітку-мішень; YopH володіє антіфагоцітарной і протеїн-тирозин-фосфатазной активністю; білок YopN - властивостями кальцієвого сенсора; YopM зв'язується з атромбіном крові людини.

[16], [17], [18]

Постінфекційний імунітет

Постінфекційний імунітет міцний, довічний. Повторні захворювання чумою спостерігаються вкрай рідко. Природа імунітету клітинна. Хоча антитіла з'являються і відіграють певну роль в набутому імунітеті, він опосередкований головним чином Т-лімфоцитами і макрофагами. У осіб, які перехворіли на чумою або вакцинованих, фагоцитоз має завершеного характеру. Він і обумовлює набутий імунітет.

Епідеміологія чуми

Коло теплокровних носіїв чумного мікроба надзвичайно великий і включає більше 200 видів 8 загонів ссавців. Основним же джерелом чуми в природі є гризуни і зайцеподібні. Природна зараженість встановлена у більш ніж 180 їх видів, понад 40 з них входять до складу фауни Росії і суміжних територій (в межах колишнього СРСР). З 60 видів бліх, для яких в експериментальних умовах встановлено можливість перенесення збудника чуми, на цій території мешкають 36.

Чумний мікроб розмножується в просвіті травної трубки бліх. В її передньому відділі утворюється пробка ( «чумної блок»), що містить велику кількість мікробів. При укусі ссавців із зворотним потоком крові в ранку з пробки змивається частина мікробів, що і веде до зараження. Крім того, виділяються блохою при харчуванні екскременти при попаданні в ранку також можуть викликати зараження.

Основні (головні) носії Y. Pestis на території Росії і Середньої Азії - ховрахи, піщанки і бабаки, в деяких осередках також піщухи і полівки. З ними пов'язано існування наступних осередків чуми.

• 5 вогнищ, в яких основним носієм чумного мікроба виступає малий ховрах (Північно-Західний Прикаспий; Терско-Сунженського межиріччі; Пріельбрусскій вогнище; Волго-Уральський і Зауральський напівпустельні осередки).
• 5 вогнищ, в яких носії - ховрахи і бабаки (на Алтаї - піщухи): Забайкальський, Горно-Алтайський, Тувинський і високогірні Тянь-Шанського та Памиро-Алайський вогнища.
• Волго-Уральський, Закавказький і Середньоазіатський пустельні вогнища, де основні носії - піщанки.
• Високогірні Закавказький і Гиссарский вогнища з основними носіями - полівки.

Різні класифікації Yersinia pestis ґрунтуються на різних групах ознак - біохімічних особливостях (гліцерин-позитивні і гліцерин-негативні варіанти), області поширення (океанічні і континентальні варіанти), видах основних носіїв (щурячий і Суслікова варіанти). За однією з найпоширеніших класифікацій, запропонованої в 1951 р французьким дослідником чуми Р. Девін (R. Devignat), в залежності від географічного поширення збудника і його біохімічних властивостей розрізняють три внутрішньовидові форми (биовара) Yersinia pestis.

За класифікацією вітчизняних вчених (Саратов, 1985), вид Yersinia pestis розділений на 5 підвидів: Yersinia pestis subsp. Pestis (основний підвид; він включає всі три биовара класифікації Р. Девін), Y. Pestis subsp. Altaica (алтайський підвид), Yersinia pestis subsp. Caucasica (кавказький підвид), Y. Pestis subsp. Hissarica (Гіссарський підвид) і Yersinia pestis subsp. Ulegeica (удегейскій підвид).

Зараження людини відбувається через укус бліх, при прямому контакті із заразним матеріалом, повітряно-крапельним, рідко аліментарним шляхом (наприклад, при вживанні м'яса верблюдів, хворих на чуму). У 1998-1999 рр. Чумою в світі перехворіло 30 534 осіб, з них 2 234 померли.

[19], [20], [21], [22],

Симптоми чуми

Залежно від способу зараження розрізняють бубонну, легеневу, кишкову форму чуми; рідко септическую і шкірну (гнійні пухирці на місці укусу блохи). Інкубаційний період при чумі варіює від декількох годин до 9 діб. (У осіб, підданих серопрофілактиці, до 12 діб.). Збудник чуми проникає через дрібні пошкодження шкіри (укус блохи), іноді через слизову оболонку або повітряно-крапельним шляхом, досягає регіонарних лімфатичних вузлів, в яких починає бурхливо розмножуватися. Хвороба починається раптово: сильний головний біль, висока температура з ознобом, лице гиперемировано, потім воно темніє, під очима темні кола ( «чорна смерть»). Бубон (збільшений запалений лімфатичний вузол) з'являється на другий день. Іноді чума розвивається настільки стрімко, що хворий гине раніше, ніж з'явиться бубон. Особливо важко протікає легенева чума. Вона може виникнути і як результат ускладнення бубонної чуми, і при зараженні повітряно-крапельним шляхом. Хвороба розвивається також дуже бурхливо: озноб, висока температура і вже в перші години приєднуються болі в боці, кашель, спочатку сухий, а потім з мокротою кровянистого характеру; з'являється марення, ціаноз, колапс, і настає смерть. Хворий на легеневу чуму становить виняткову небезпеку для оточуючих, так як виділяє з мокротинням величезна кількість збудника. У розвитку хвороби основну роль грає придушення активності фагоцитів: нейтрофільних лейкоцитів і макрофагів. Нічим не стримувана розмноження і поширення збудника через кров по всьому організму повністю пригнічує імунну систему і призводить (при відсутності ефективного лікування) до загибелі хворого.

Лабораторна діагностика чуми

Використовуються бактеріоскоііческій, бактеріологічний, серологічний і біологічний методи, а також алергічна проба з Пістинь (для ретроспективної діагностики). Матеріалом для дослідження служать: пунктат з бубону (або його виділення), харкотиння, кров, при кишковій формі - випорожнення. Yersinia pestis ідентифікують на підставі морфології, культуральних, біохімічних ознак, проби з чумних фагом і за допомогою біологічної проби.

Простим і надійним методом визначення антигенів чумної палички в досліджуваному матеріалі є застосування РПГА, особливо з використанням еритроцитарного диагностикума, сенсибилизированного моноклональними антитілами до капсульних антигену, і ІФМ. Ці ж реакції можуть бути використані для виявлення антитіл в сироватці хворих.

Біологічний метод діагностики полягає в зараженні досліджуваним матеріалом (коли він дуже забруднений супутньої мікрофлорою) морської свинки накожно, підшкірно або, рідше, внутрибрюшинно.

При роботі з матеріалом, що містить збудника чуми, потрібне дотримання суворого режиму, тому всі дослідження проводяться тільки добре навченим персоналом в спеціальних протичумних установах.

Профілактика чуми

Постійний контроль за природними вогнищами чуми і організація заходів щодо попередження захворювань людей в країні здійснюється спеціальною протичумної службою. Вона включає в себе п'ять протичумних Інститутів і десятки протичумних станцій і відділень.

Незважаючи на наявність природних вогнищ, з 1930 р на території Росії в них не було жодного випадку захворювання людей чумою. Для специфічної профілактики чуми використовується щеплення від чуми - жива ослаблена вакцина з штаму EV. Вона вводиться накожно, під шкіру або підшкірно. Крім того, запропонована суха таблетована вакцина для перорального застосування. Поствакцинальний імунітет формується до 5-6-го дня після щеплення і зберігається протягом 11-12 міс. Для його оцінки та ретроспективної діагностики чуми запропонована внутрішньошкірна алергічна проба з Пістинь. Реакція вважається позитивною, якщо на місці введення Пістинь через 24-48 год утворюється ущільнення не менше 10 мм в діаметрі і з'являється почервоніння. Алергічна проба позитивна і в осіб, що мають постінфекційний імунітет.

Великий внесок у вивчення чуми і організацію боротьби з нею внесли російські вчені: Д. С. Самойлович (перший не тільки в Росії, але і в Європі «мисливець» за мікробом чуми ще в XVIII в., Він же першим запропонував робити щеплення проти чуми ), Д. К. Заболотний, Н. П. Клодніцкій, І. А. Демінський (вивчення природних вогнищ чуми, носіїв збудника її в осередках і т. П.) і ін.