Сибирская язва
СОДЕРЖАНИЕ: Характеристика возбудителя сибирский язвы. Термолабильный экзотоксин. Генетический аппарат сибиреязвенного микроба. Эпидемические вспышки сибирской язвы. Территориальное распределение сибирской язвы. Алиментарный путь заражения. Переносчики возбудителя.Сибирская язва (синонимы: злокачественный карбункул; anthrax - англ.; Milzbrand - нем.; charbon, anthrax carbon - франц.) - острая инфекционная болезнь, зоонозного происхождения из группы инфекций наружных покровов. Введена в группу особо опасных инфекций. Название микроба берет свое название от греческого anthracis - уголь, что объясняется образованием при инфекции на коже схожих по цвету язв.
Характеристика возбудителя
Возбудитель - Bacillus anthraxis, аэроб, факультативный анаэроб, представляет собой грамположительную неподвижную довольно крупную палочку длиной 6-10 мкм и шириной 1-2 мкм; окрашивается по Граму. Bac.anthracisявляется отчетливым и гомогенным видом с гомологиями между штаммами 90-99%. Гомологии представителей других видов к Bac.anthracis равны или меньше 59%. (Бакулов И.А. и др., 2001)
При неблагоприятных условиях существования формирует споры, способные долго сохранять генетический материал исходных клеток и обеспечивать передачу основных свойств потомству в последующих генерациях. Высокая устойчивость спор к различным воздействиям связана с наличием плотной многослойной оболочки, низким содержанием в ней воды и присутствием кальциевой соли дипиколиновой кислоты. Биологически полноценные споры при выращивании их методом микрокультур прорастают почти в 100% случаев в течение 2,5 часов на различных питательных средах.
В организм диких и домашних животных могут попасть споры, которые затем прорастают с образованием вегетативной формы. В таком виде B.anthracis и существует в тканях, и передается от больного к здоровому. Достаточно небольшого числа спор или вегетативных клеток, попавших тем или иным способом в организм, чтобы бактерия размножилась в тканевой жидкости и макрофагах. При этом она выделяет экзотоксин и капсульную субстанцию – вещества, поражающие клетку. Дополнительно к ним бактерия продуцирует еще и экзопротеазы – ферменты, расщепляющие белки организма-хозяина.
В восприимчивом организме вегетативная форма при доступе свободного кислорода воздуха и температуре 15-42°С образует капсулу, которая представляет собой полипептид, обладает антифагоцитарной активностью, препятствует опсонизации и фагоцитозу бацилл и одновременно способствует фиксации их на клетках хозяина. Это придает микробу инвазивность в виде приживления в макроорганизме, размножения и развития бактериемии. Три мембраносвязанные энзима, необходимые для синтеза капсулы, кодируются pXO2 плазмидой, массой 60 мегадальтон Наличие капсулы отличает вирулентные штаммы сибирской язвы от вакцинного.
Термолабильный экзотоксин, состоящий из трех компонентов - эдематозного (отечного), защитного антигена (иммуногена) и летального фактора, угнетает неспецифическую бактерицидную активность гуморальных и клеточных факторов, фагоцитоз, обладает антикомплементарной активностью, повышает вирулентность сибиреязвенных бацилл, обуславливает летальный исход в терминальной стадии заболевания, угнетая функцию дыхательного центра и гипоталамуса. Синтез токсина кодируется рХО1 плазмидой, массой 100 мегадальтон. В молекуле токсина протективный антиген играет транспортную роль: сначала соединяется со специфическим клеточным рецептором, потом активируется за счет гидролиза и в результате обретает способность образовывать мембранные каналы, чем и обеспечивает перенос двух других субъединиц – отечного и летального факторов – в клетку организма-хозяина.
Там эти, по сути самостоятельные, токсины и осуществляют свое цитотоксическое действие: вместе с экзопротеазами вызывают резкие нарушения клеточного обмена, приводя к деградации и гибели клетки. В организме больного протективный антиген стимулирует образование антител, которые предотвращают последующее заражение высоковирулентными штаммами бактерий. Эндогенные продукты сибиреязвенных микробов не обладают выраженным токсическим действием.
Агрессивность микроба в организме в большой степени обусловлена капсульной субстанцией, которая представляет собой полимер D-глутаминовой кислоты. Именно капсула ингибирует фагоцитоз, предотвращая гибель бациллы, защищает ее от бактерицидного действия лимфы и крови.
Многочисленные исследования убедительно показали, что вирулентность возбудителя сибирской язвы, утратившего способность образовывать капсулу, снижается в десятки тысяч раз, хотя его способность вызывать иммунитет сохраняется. Это послужило основой для разработки в конце 1930-х – начале 1940-х гг. живых споровых вакцин на основе штаммов, не имеющих капсулы, но вырабатывающих токсин.
Генетический аппарат сибиреязвенного микроба состоит из хромосомы и двух плазмид (pXO1 и рХО2) – внехромосомных элементов, открытых в начале 80-х гг. и очень важных для проявления вирулентности и иммуногенности. Плазмида pXO1 содержит три гена экзотоксина – pag, lef и суа . Первый из них кодирует синтез протективного антигена, второй – летального фактора, третий – отечного фактора. В pXO1 имеются также гены регуляторов синтеза этих продуктов. Плазмида рХО2 содержит наиболее значимые гены, определяющие синтез капсулы.
Полностью расшифрована нуклеотидная последовательность первой плазмиды и значительная часть второй. Благодаря этому существенно расширились возможности генетических манипуляций с бациллой.
В генетическом отношении она оказалась одним из наиболее однородных микроорганизмов, что во многом связано со способностью бациллы образовывать споры. Различия между ее штаммами сводятся к наличию или отсутствию плазмид или вариабельности их структуры. Определение вирулентности клонов, выделенных из высоковирулентного штамма Bac/anthracis 81\1, показало, что процессы, сопряженные с утратой способности к спорообразованию, ведут к значительному снижению вирулентности для лабораторных животных. (Бакулов И.А.,2001).
Согласно биологическим, иммунологическим, серологическим и генетическим характеристикам Bac.anthracis может быть представлена 4 типами. Типирование основано первоначально на выявлении плазмид, поэтому эту классификацию можно назвать как типирование плазмидных мутантов.
Рекомендации по типированию Bac.anthracis
| Тип | Штамм | Наличие | ||||||
| капсула | токсин | плазмида | патогенность | колонии | ||||
| РХО1 | РХО2 | человек | животное | форма | ||||
| 1 | Вирулентный | + | + | + | + | + | + | M |
| 2 | Вакцинный | - | + | + | - | - | - | R |
| 3 | Авирулентный | + | - | - | + | - | + | M |
| 4 | Непатогенный | - | - | - | - | - | - | S |
Бацилла чувствительна к большинству обычных антибиотиков пенициллиновой, тетрациклиновой групп, левомицетину, стрептомицину, неомицину.
Вегетативные формымикроба относительно мало устойчивы: при температуре 55°С погибают через 40 минут, при 60°С - через 15 минут, при кипячении - мгновенно. Вегетативные формы быстро погибают без доступа воздуха, инактивируются стандартными дезинфицирующими растворами через несколько минут. В невскрытых трупах они сохраняются до 7 суток.
Спорычрезвычайно устойчивы: после 5-10 минутного кипячения все они сохраняют способность к вегетации. Под действием сухого жара при 120-140°С они погибают через 1-3 часа, в автоклаве при 110°С - через 40 минут. 1% раствор формалина и 10% раствор едкого натра убивают споры за 2 часа. На длительность выживания спор влияет температура окружающей среды, при которой происходило спорообразование. Более устойчивы споры, образовавшиеся при температуре 18-20°С. В почве сибиреязвенные микробы не только могут сохраняться в течение десятилетий (до 100 лет), но и при температуре от 12-15°С до 42-43°С при 29-85% влажности в нейтральной либо слабо щелочной среде способны прорастать и затем вновь образовывать споры, тем самым поддерживая существование почвенного очага. Во время Второй Мировой войны Великобритания тестировала взрывчатку с бациллами сибирской язвы на шотландском острове Груинард. Четыре десятилетия спустя на островах все еще оставались следы спор.
Споры образуются вне организма при доступе свободного кислорода. Они выдерживают множественные циклы замораживания-оттаивания и обезвоживания, способны выживать, будучи погребенными глубоко в земле или пройдя через горлышко аэрозольного баллончика. В теплых и благоприятных условиях повышенной влажности (например, в легких) споры прорастают в обычную бактерию. Бактерии сибирской язвы попадают внутрь макрофагов и быстро размножаются.
Историческая справка
Сибирская язва известна человечеству с давних пор. Сохранились рукописи с описанием этого заболевания у человека и животных под названием «священный огонь», «персидский огонь» и др. Значительные эпидемические вспышки сибирской язвы имели место в Европе и Сибири в 17 веке. С.С.Андреевский в 1788 году, работавший на Урале, в опыте самозаражения установил идентичность сибирской язвы у животных и человека. Возбудитель сибирской язвы был открыт и выделен в чистой культуре в 1876 г. Р.Кохом. Он же вырастил бактерию на искусственной питательной среде, выявил у неё спорообразование и воспроизвел сибиреязвенную инфекцию в эксперименте на мышах. Спустя всего 5 лет Л. Пастер получил и опробировал живую противосибиреязвенную вакцину для животных.
Косвенные доказательства показывают, что человек умеренно резистентен к сибирской язве. До того, как вакцины и антибиотики стали доступны, и во времена, когда понимание индустриальной гигиены было весьма относительным, рабочие, занятые на работах по переработке продуктов животноводства, ежедневно подвергались воздействию значительного количества спор сибирской язвы. В Британии в период с 1899 по 1912 годы на таких производствах были отмечены 354 случая сибирской язвы. (Anon, 1918). Количество людей, подвергавшихся воздействию спор сибирской язвы, составляло много тысяч и явно выявленные случаи такого воздействия составляют лишь очень небольшую часть.
На четырех фабриках США невакцинированные рабочие в количестве от 148 до 655 человек хронически подвергались воздействию сибирской язвы и доля ежегодно заболевших составляла всего от 0.6 до 1.4% (Brachmanet al ., 1962). На одной фабрике рабочие вдыхали от 600 до 1300 спор сибирской язвы в течение 8 часов и не заболевали (Dahlgrenet al ., 1960) и на двух фабриках по переработке козьей шерсти B . anthracis были выделены из носа и зева от 14 до 101 здоровых людей. Несмотря на обширное воздействие сибирской язвы, случаи заболевания среди работающих на живой природе исключительно редки (QuinnandTurnbull, 1998).
Тем не менее, среди людей бывают вспышки и эпидемии, иногда они бывают значительными, такие как эпидемия в Зимбабве, которая началась в 1979 и тянулась до 1984-1985 года и при которой, хотя и с низким процентом смертности, были поражены болезнью одновременно много тысяч человек (Turner, 1980; Davies 1982; Kobuchet al . 1990). Иногда процент смертности бывает значительным, как в Свердловске в 1979 (Abramovaet al ., 1993; Meselsonet al ., 1994). Вспышка на фабрике в NewHampshire, США, в 1957 не была связана с какими-либо необычными изменениями в профессиональной экспозиции, но, по-видимому, стало результатом пролонгированного периода экспозиции (Brachmanet al ., 1960).( Guidelines for the Surveillance and Control of Anthrax in Human and Animals,
Эпидемиология
Сибирская язва уникальная инфекционная болезнь животных и человека. Возникнув однажды в какой-либо местности, она может укореняться, сохраняя на многие годы угрозу повторных вспышек.
До начала 20-го века в России это заболевание было весьма распространено
Территориальное распределение сибирской язвы носит повсеместный характер. Болезнь не регистрируется только на крайнем севере Американского континента и на немногочисленных островных территориях. Сравнительно высокая заболеваемость поддерживается в странах развитого животноводства Азии, Южной Африки, Южной Америки. Наиболее напряженная эпизоотическая ситуация по антраксу животных в странах Средиземноморья – Греции, Италии, Испании, Албании, Румынии; в Центральной и Южной Америке – Гватемале, Гондурасе, Чили, Гаити, Перу; в Северной Америке – Канаде и США (спорадические случаи); в Африке – в западной и центральной частях; в Азии – в центральной и южной её частях (Сирия, Индия, Шри-Ланка, Тамил, Турция); есть сообщения о вспышке сибирской язвы в Австралии. По данным ВОЗ наибольшая заболеваемость людей сибирской язвой приходится на Европу. Там, где болезнь нечаста или редка у животных, там она редко наблюдается и у людей. во многих её областях. От него ежегодно погибало огромное количество сельскохозяйственных животных, возникали массовые заболевания людей. Так, в 1864 году только в Европейской части России от сибирской язвы погибло свыше 90000 животных, в 1875 году в Сибири – около 100000 лошадей, в 1879 году в одном из овцеводческих хозяйств южной России – 125000 овец. На каждые 10000 случаев заболеваний животных приходилось в среднем около 200 случаев сибирской язвы среди людей. Введение вакцинации животных против этого опасного заболевания в 1883 году в России несколько смягчило ситуацию, однако и в более поздние годы отмечены огромные эпизоотии и эпидемии сибирской язвы. В 1900-1912 годах в России ежегодно заболевало антраксом 40000-60000 голов скота, а всего за этот период зарегистрировано 623500 случаев сибирской язвы среди сельскохозяйственных животных.
За период с 1848 по 1917 годы в Большемельской, Малоземельской, Обской, Таймырской и Енисейской тундрах пало от сибирской язвы 1514500 оленей.
Сибирская язва всегда была распространена на юге Сибири (отсюда и название), в Казахстане, Бурятии, Туве, Монголии. Абсолютное большинство зарегистрированных в последние годы вспышек болезни возникло в учтенных стационарно неблагополучных пунктах, причем в некоторых из них активность почвенных очагов сибирской язвы не проявлялась в течение 40-60 лет. Так в 1997 году вспышки болезни возникли в пунктах, где активность почвенных очагов не проявлялась с 1949 (Самарская обл.), 1953 (Алтайский край), 1958 (Удмуртия) годов.
В 57 из 60 губерний царской России сибирская язва регистрировалась среди людей. С 1896 по 1913 годы в России болело антраксом 268000 человек, из которых около 255 умерло. По данным медицинского департамента внутренних дел в 1900-1914 годах в России ежегодно заболевало сибирской язвой 15000-20000 человек. В настоящее время в России заболеваемость носит спорадический характер с отдельными групповыми вспышками. По-прежнему большая часть пострадавших является сельскими жителями. Доля взрослых в общей структуре заболевших составила 94%. (Шувалова Е.П. 1976).
Наибольшее число вспышек регистрируется с мая по сентябрь.
В США наблюдаются единичные случаи заболеваний людей.
Регистрируются спорадические случаи и эпидемические вспышки с числом случаев до 20-25. Заболевания людей возникают при забое инфицированных животных, разделке туш, в теплое время года, когда преобладает заболеваемость среди животных. Заражение людей может происходить при контакте с инфицированной почвой в ходе проведения земляных работ, при нарушении техники безопасности в лабораториях.
Источники возбудителя являются домашние травоядные животные - крупный и мелкий рогатый скот, лошади, верблюды, свиньи.У животных заболевание протекает тяжело, с преобладанием висцеральных форм. Больной человек эпидемиологической опасности не представляет. (Слюсарь Л.И и др., 1997)
Среди животных важное эпизоотологическое значение имеет алиментарный путь заражения - через корм, воду, загрязненные спорами сибирской язвы, меньшее значение имеют аэрозольный, трансмиссивный пути заражение, через молоко и молочные продукты. Переносчиками возбудителя могут быть слепни и мухи-жигалки, в ротовом аппарате которых возбудитель может сохраняться до 5 дней.
Заражение человека может наступать при уходе за больными животными, убое скота, обработке мяса, а также при контакте с продуктами животноводства (шкуры, кожи, меховые изделия, шерсть, щетина), обсемененными спорами сибиреязвенного микроба. Заражение имеет преимущественно профессиональный характер. Заражение может наступать через почву, в которой споры сибиреязвенного возбудителя сохраняются в течение многих лет. Споры попадают в кожу через микротравмы; при алиментарном инфицировании (употребление зараженных продуктов) возникает кишечная форма. Передача возбудителя может осуществляться аэрогенным путем (вдыхание инфицированной пыли, костной муки). В этих случаях возникают легочные и генерализованные формы сибирской язвы. В странах Африки допускается возможность передачи инфекции посредством укусов кровососущих насекомых. Заражения человека от человека обычно не наблюдается.
Заболевание сибирской язвой у людей обусловлено, как правило, характером их трудовой деятельности и особенностями быта. В связи с этим различают три типа заболеваний: профессионально-сельскохозяйственные (60,8%), профессионально-индустриальные (18.6%) и случайно-бытовые (15.1%). 1 и 3 тип заболевания наиболее часто встречаются в летне-осенние месяцы, совпадая с одноименными эпизоотиями у домашних животных. 2-й тип возможен в любое время года. Известны случаи заражения людей сибирской язвой от предметов, изготовленных из инфицированного животного сырья: головных уборов, полушубков, рукавиц, чулок, одеял, щеток, кисточек для бритья и др. Одновременные множественные заболевания сибирской язвой наблюдались в прошлом в организованных коллективах, снабжавшихся централизованно одеждой из натурального меха.
Сибирская язва у человека классифицируется двумя способами. Первый тип классификации, который отражает как работа человека влияет на экспозицию, различает неиндустриальную сибирскую язву, которая встречается на фермах, при убое животных, на живодернях у ветеринаров и т.д., и индустриальная СЯ, которая встречается у тех, кто занят в переработке костей, шкур, шерсти и других животных продуктов.
Другая классификация отражает путь проникновения инфекции и различает кожную СЯ, полученную через повреждения кожи, гастроинтестинальную СЯ, обусловленную приемом зараженной пищи, преимущественно мяса, полученного от погибших от СЯ животных или при употреблении в пищу зараженной воды, и легочную (ингаляционную) СЯ при вдыхании переносимых по воздуху спор СЯ.
Неиндустриальная СЯ, полученная при разделке мясных туш, обычно проявляет себя в кожной СЯ форме, она имеет тенденцию к сезонности и параллельна сезонному проявлению у животных. Кожная СЯ, которая передается через укусы насекомых, и кишечная СЯ, которая передается путем поедания зараженного мяса, также считаются неиндустриальными формами болезни. Индустриальная форма тоже обычно проявляется в кожной форме, но имеет гораздо большую вероятность принять легочную форму при вдыхании спор.
Также люди постоянно заражаются СЯ прямо или косвенно от зараженных животных. Случаи заболевания переноса от человека к человеку или в лабораторных условиях редки (Heyworthet al .,1975; Collins 1988; Lalithaet al ., 1988; QuinnandTurnbull, 1998).
Обычно считается, что B . anthracis не инвазивна и для развития кожной и кишечной формы СЯ требуется наличие маленьких порезов, ссадин или других повреждений (укусов насекомых, язвы и т.д.). Таким образом, СЯ струпы находятся в основном на открытых участках тела, преимущественно на лице, шее, руках и запястьях.
Как отмечалось ранее, укусы насекомых в некоторых странах могут быть вполне вероятным способом передачи инфекции (RaoandMohiyudeen, 1958; Davies, 1983), возможность такого пути была доказана экспериментально (SenandMinett, 1944; TurellandKnudson, 1987).
Мужчины заболевают сибирской язвой чаще, чем женщины. Дети болеют относительно редко (ШуваловаЕ.П.,1976).
Таким образом, основными источниками сибирской язвы для человека являются прямые или непрямые контакты с инфицированным животным или профессиональный контакт с инфицированными или контаминированными животными продуктами. Другие возможные источники заболевания встречаются редко и эпидемиологически они незначительны. Охват сибирской язвой человека зависит от уровня экспозиции зараженных животных и национальные данные охвата для неиндустриальных случаев отражают ситуацию национального поголовья скота.
Исторический анализ эпидемиологических данных обнаруживает в мировом масштабе следующие приблизительные соотношения:
А) один человек с кожной формой сибирской язвы на десять туш животных, больных сибирской язвой;
Б) один случай кишечной формы сибирской язвы у человека на 30-60 съеденных инфицированных животных;
В) у человека 100-200 случаев кожной формы на каждый случай кишечной формы.
Данные по доле индустриальной сибирской язвы можно вывести исходя из объема и веса потенциально зараженного обрабатываемого или импортируемого материала, принимая во внимание качество защиты, такой как вакцинация персонала и усиленная вентиляция рабочего места. Эти взаимосвязи особенно существенны для тех, кто использует данные для многих стран, где сибирская язва встречается редко, эпизодически или данные о ней публикуются в неполном виде. Кроме того, такие страны запрещают сообщать о сибирской язве на местном или государственном уровнях.
Механизм передачи возбудителя.
Отсутствие заражения человека от человека объясняется особенностями механизма передачи, реализуемого среди животных или от животного человеку и невозможными среди людей особенностями первой фазы выделения возбудителя из зараженного организма. У больного животного перед смертью возбудитель выделяется с различными экскретами, кровь из трупа насыщена сибиреязвенными палочками, что приводит к высокой интенсивности заражения получаемых от животных продуктов. Самопроизвольное выделение сибиреязвенных палочек из кожного очага поражения у человека не наблюдается. Так как в серозно-геморрагическом экссудате карбункула в начале заболевания палочки не обнаруживаются, то для их выделения из крови требуется инструментальное вмешательство. Сибиреязвенные палочки отсутствуют и в выделениях больного при септической форме болезни.
Период заразительности источникаравен периоду заболевания животных, в течение которого они выделяют заразное начало с мочой, калом, кровянистыми выделениями из естественных отверстий. В течение 7 суток заразен невскрытый труп павшего от сибирской язвы животного. Полученное от больного животного сырье (шерсть, шкура, волосы) и изготовленные из него предметы представляют эпидемиологическую опасность в течение многих лет.
Пути заражения
Входными воротами при кожной(локализованной) форме является любой участок кожных или слизистых покровов. Обычно возбудитель внедряется в кожные покровы верхних конечностей (около половины всех случаев) и головы (20-30%), реже туловища (3-8%) и ног (1-2%). В основном поражаются открытые участки кожи. Уже через несколько часов после заражения начинается размножение возбудителя в месте ворот инфекции (в коже). При этом возбудители образуют капсулы и выделяют экзотоксин, который вызывает плотный отек и некроз. Из мест первичного размножения возбудители по лимфатическим сосудам достигают регионарных лимфатических узлов, при прорыве последних возможна генерализация заболевания. При кожной форме в месте первичного воспалительно-некротического очага вторичная бактериальная инфекция особой роли не играет. По истечении 2-14 дней в месте внедрения развивается сибиреязвенный карбункул.
При аэрогенном (пылевом) заражении споры фагоцитируются альвеолярными макрофагами, затем они попадают в медиастенальные лимфатические узлы, где происходит размножение и накопление возбудителя, некротизируются и лимфатические узлы средостения, что приводит к геморрагическому медиастениту и бактериемии, с последующей генерализацией процесса, заканчивающегося летальным исходом. В результате бактериемии возникает вторичная геморрагическая сибиреязвенная пневмония. Первичная аспирационная сибиреязвенная пневмония не развивается.
Для алиментарного заражения необходимы механические повреждения слизистой кишечника. При употреблении инфицированного (и недостаточно прогретого) мяса споры проникают в подслизистую оболочку и регионарные лимфатические узлы. Развивается кишечная форма сибирской язвы, при которой возбудители также проникают в кровь и заболевание генерализуется и переходит в септическую форму. Первичное сибиреязвенное поражение кишечника не развивается.
Таким образом, септическое течение может возникнуть при любой форме сибирской язвы. В патогенезе сибирской язвы большое значение имеет воздействие токсинов, образуемых возбудителем. Перенесенное заболевание оставляет после себя стойкий иммунитет, хотя и имеются описания повторных заболеваний через 10-20 лет после первого заболевания.
Инфицирующая доза
Инфекционная доза, которая для человека не установлена, и серьезность конечной инфекции явно зависят от нескольких факторов, таких как путь заражения, истощение и другие аспекты состояния здоровья инфицированного и, вероятно, от относительной вирулентности инфицирующего штамма. При оценке риска неизбежна зависимость от информации о тестах на животных. Опубликованные данные по инфицирующей и летальной дозе для животных переносятся и на человека (WatsonandKeir, 1994).
Кожная инфекция. Для начала кожной инфекции, по-видимому, не требуется большого количества спор, но споры должны проникнуть в субэпидермальные ткани через порез или ранку. Риск заражения значительно снижается при использовании на опасных работах соответствующей одежды и перчаток, перевязкой ран и другими гигиеническими мерами.
Легочная (ингаляционная) инфекция.Зарегистрированная LD50 у нечеловеческих приматов составляет от 2 500 до 760 000 спор(Meselsonet al ., 1994; WatsonandKeir, 1994). USDepartmentofDefence основывает свои стратегические планы, исходя из LD50 для человека, равной 8 000 – 10 000 спор (Meselsonet al ., 1994). Тем не менее единственными строго определенными данными по ингаляционной инфицирующей дозе для человека являются данные, полученные в ходе исследовании на фабриках по переработке козьей шерсти, приведенные ранее. В любом случае, для того, чтобы риск легочной сибирской язвы стал значительным, очевидно необходима существенная экспозиция. Внедавнихисследованиях (Turnbull et al., 1998) наибольшиеуровнивпробахвоздухаот 3 до 9 мповетруот disturbed dry сухойостаток the highest levels found in air sampled 3 to 9 m downwind from disturbed dry, dusty anthrax carcass sites in Namibia were 20 to 40 colony forming units of spores per cubic metre.
Это соответствует сдержанным оценкам о том, что обычному человеку, проявляющему умеренную активность, требуется около 2,5 мин., чтобы вдохнуть одну спору. Более того, установлено, что при размерах частиц более 5 µm они достигают альвеол легких с возрастающими трудностями. Следовательно, вероятность того, что вдыхаемые споры проникнут внутрь достаточно глубоко, чтобы индуцировать легочную форму сибирской язвы, сильно зависит от размеров частиц, к которым споры прикреплены.
Следовательно, риск заболевания легочной формой сибирской язвы вне промышленных условий чрезвычайно низок.
Оральный путь инфекции. Информации об инфекционной дозе через оральные ворота очень мало, однако то, что верно для кожных покровов, в большой степени справедливо и для орофарингеального и гастроинтестинального эпителия. Вероятность инфицирования, очевидно, значительно увеличивается, если не прямо зависит от того, есть ли пораженные участки эпителия, через которые споры могу проникнуть внутрь и дать начало инфекции.
При оценке риска необходимо также учитывать тот факт, что сибирская язва хорошо поддается лечению, если диагноз установлен на ранних стадиях болезни. Сведения о возможной экспозиции также являются важной составляющей для стабилизации положения.
Таким образом, можно выделить главные эпизоотологические критерии сибирской язвы.
1. Восприимчивые животные. Сибирской язвой болеют крупный рогатый скот, овцы, козы, лошади, олени, верблюды, буйволы, свиньи. Этот список пополнили представители многих видов диких животных: слоны, водяные и африканские буйволы, лесные бизоны, белохвостые олени, антилопы-куду, лошадиная антилопа, лесная антилопа (дукер), антилопа импала, антилопа канна, стенбоки, зебры Бурчелла, бегемоты, болотные козлы, страусы, хорьки, ослы. В 1996 году появилось сообщение о заболевании диких гиеновых собак (CoperJ.E.,1996). 36 видов африканских диких животных погибают от антракса.
2. Источники возбудителя инфекции и факторы его передачи. Наибольшую опасность представляют больные животные, выделяющие возбудитель во внешнюю среду. Огромную опасность представляют места гибели или захоронения павших от сибирской язвы животных, неубранные трупы, которые растаскивают хищники. Установлено, что наиболее высокая концентрация спор Bac. Anthracis отмечена вокруг трупа в радиусе до 5 метров (до 105 спор на 1 г почвы). В фекалиях гиен также высокая концентрация возбудителя, т.к. они поедают трупы павших от антракс животных. Ниже концентрация спор в фекалиях грифов, которые питаются на более свежих трупах. У львов, гиен и шакалов обнаружен высокий титр антител к протективному сибиреязвенному антигену (LindequeP.M.,1996).
Занос сибирской язвыв благополучные страны чаще всего происходит с инфицированным мясом и мясными продуктами, а также с костной мукой. Такие случаи отмечены в Норвегии, Непале, Индонезии и т.д.
Подчеркивается роль насекомых (членистоногих) как переносчиков возбудителя антракс особенно на территории Индии и Канады.
3. Стационарность сибирской язвы. Это наиболее яркая эпизоотологическая особенность сибирской язвы. В ранее неблагополучных пунктах спустя многие десятилетия полного благополучия вновь возникали случаи сибирской язвы. Как правило, это связано со стихийными бедствиями (наводнениями, землетрясениями, оползнями, пыльными бурями и т.п.), а также с проведением различного вида земляных, строительных и мелиоративных работ. Отмечены вспышки антракса в Австралии и США на трассах перегона скота спустя не менее ста лет после первых зарегистрированных случаев. Ранее инфицированные пастбища многие десятилетия сохраняют опасность.
4. Сезонность болезни. Периодичность. Особой закономерности в проявлении сибирской язвы не просматривается, интервалы между крупными эпизоотиями составляют в разных регионах 3-5 лет и более.Сезонность просматривается довольно четко, но зависит от географии болезни, от климатических, а иногда и хозяйственных условий. Как правило, вспышки регистрируются чаще в теплое время года. Инцидентность повышается в условиях засухи.
5. Особенности процесса в современных условиях. Благодаря налаженному контролю за этой инфекцией, системе мероприятий с применением высокоэффективных средств профилактики эпизоотический процесс характеризуется лишь проявлением спорадических, единичных случаев. В ряде случаев благополучие достигается широкомасштабной вакцинацией животных. Однако сохраняются регионы, где наблюдаются эпизоотии антракс, особенно часто среди свободно живущих диких животных.
Благодаря наличию споровых форм, бактерия сибирской язвы всегда рассматривалась как объект разработок биологического оружия массового поражения. При наличии соответствующих погодных условий, 50 килограмм сибириязвенных спор, распыленных с самолета, могут покрыть территорию в 20 квадратных километров, при этом (благодаря маленьким размерам спор) будут поражены все жители независимо от того, находятся ли они в помещении или на улице. По расчетам ВОЗ, на каждые 5 млн. случаев пораженной таким образом популяции будет 250 тыс. заболевших и до 100 тыс. жертв. По оценкам американских военных достаточно лишь 100 килограмм спор для того, чтобы биотеррористы смогли убить до 3 млн. человек в г.Вашингтоне, округ Колумбия.
Иллюстрацией опасности сибирской язвы может послужить последний случай массового заражения легочной формой, который имел место в России в 1979 г., в Свердловске, где заболело 79 человек, 68 из которых погибли.
Ещё во время второй мировой войны остров Gruinardбыл местом первого научного испытания Bac.anthracis в качестве потенциального агента биологического оружия.
Испытания подтвердили, что жизнеспособные споры антракса можно с помощью взрыва рассеивать в виде облака, которое вызывало летальное поражение при вдыхании чувствительными млекопитающими. Более чем через 20 лет большое количество жизнеспособных высоковирулентных спор было обнаружено в почве. В 1986 году проведена деконтаминация почвы с предварительным сжиганием растительности. Формальдегид растворяли в морской воде. Наиболее эффективным оказалось использование 5%-го раствора формальдегида из расчета 50 литров\кв.м. Через 2 месяца были взяты пробы почвы. В 9 местах обнаружены споры возбудителя. Эти участки были повторно обработаны формальдегидом посредством поверхностной ирригации. В октябре 1987 года споры антракса в этих местах не были обнаружены.
Диагноз и дифференциальный диагноз. Идентификация возбудителя.
Распознавание сибирской язвы основывается на данных эпидемиологического анамнеза (профессия больного, характер обрабатываемого материала, откуда доставлено сырье, контакт с больными животными и др.). Учитываются также характерные изменения кожи в области ворот инфекции (расположение на открытых участках кожи, наличие темного струпа, окруженного вторичными пустулами, отеком и гиперемией, анестезия язвы). Следует учитывать, что у привитых все изменения кожи могут быть выражены слабо и напоминать стафилококковые заболевания (фурункул и другие). Лабораторным подтверждением диагноза служит выделение культуры сибиреязвенной палочки и ее идентификация. Для исследования берут содержимое пустулы, везикулы, тканевой выпот из-под струпа. При подозрении на легочную форму берут кровь, мокроту, испражнения. При кожных формах гемокультура выделяется редко. Взятие и пересылку материала проводят с соблюдением всех правил работы с особо опасными инфекциями. Для исследования материала (шкуры, шерсть) применяют реакцию термопреципитации (реакция Асколи). Для обнаружения возбудителя используют также иммунофлуоресцентный метод. В качестве вспомогательного метода можно использовать кожно-аллергическую пробу со специфическим аллергеном - антраксином. Препарат вводят внутрикожно (0,1 мл). Результат учитывают через 24 и 48 ч. Положительной считается реакция при наличии гиперемии и инфильтрата свыше 10 мм в диаметре при условии, что реакция не исчезла через 48 ч.
Разработан быстрый метод для обнаружения протективного антигена в крови, сыворотке и других жидкостях организма у инфицированных животных и человека с использованием иммунохроматографической мембраны. Антиген улавливается моноклональными антителами, связанными с нитроцеллюлозной мембраной, а вторые моноклональные антитела, специфичные к различным эпитопам, связанные с частицами коллоидного золота, являются реагентами для его детекции. Для проведения реакции требуется 10 минут, наименьшее количество антигена, обнаруживаемого за одну стадию, равняется 25 нг\мл. При оценке панели положительных и отрицательных сывороток подтверждена высокая чувствительность метода и его 100% специфичность при концентрации мишени 25 нг\мл. По чувствительности этот метод сопоставим с методом ELISA при использовании одинаковых реагентов, но последний требует для проведения 4 часа.
Дифференцировать необходимо от фурункула, карбункула, рожи, в частности от буллезной формы. Легочную (ингаляционную) форму сибирской язвы дифференцируют от легочной формы чумы, туляремии, мелиоидоза, легионеллеза и тяжелых пневмоний другой этиологии.
Следует отметить, что широкое применение в ветеринарии антибиотиков, инактивированных и живых вакцин привело к реверсии и длительной персистенции вакцинных штаммов в организме животных, загрязнению окружающей среды живыми микроорганизмами с измененными свойствами, циркуляции атипичных штаммов.
Разработан диагностический набор для постановки иммуноферментного твердофазного «сэндвич»-анализа, позволяющего идентифицировать возбудителя сибирской язвы и дифференцировать его от родственных видов спорообразующих бацилл. Метод превосходит по чувствительности прямой иммуноферментный в 50-100 раз, реакцию торможения непрямой гемагглютинации – в 100-200 раз, реакцию диффузионной преципитации – в 500-1000 раз (Николайчук Л.Ф.,1998)
В настоящее время наиболее надежными тестами для идентификации возбудителя сибирской язвы являются тесты на чувствительность к гамма фагу, обнаружение галактозо\N-ацетилглюкозамин полисахарида и поли-Д-глютаминовой кислоты, наличие генов токсина и капсулы, определяемых ПЦР. Наименее надежными являются методы, основанные на утилизации субстрата. Посредством ПЦР-ELISA модификации и маркировки мишеневой ДНК дигексигенином можно обнаружить 4 споры Bac.anthracis в 100 граммов почвы. Однако возможны и ложноположительные реакции, особенно с пробами из микробиологически активных слоев почвы.
При анализе проб почвы и других образцов, содержащих ингибиторы, предварительно до проведения ПЦР необходимо провести их интенсивную обработку для удаления ингибиторов.
Для практических работников не вызывает затруднений идентификация вирулентных капсульных штаммов: они однотипны независимо от источника выделения, характеризуются лишь небольшими отличиями. Проблему представляет идентификация полевых бескапсульных штаммов, обладающих слабой вирулентностью для мышей, морских свинок, а также дифференциация их от Bac.cereus, патогенных для людей и лабораторных животных. С этой целю используются методы молекулярной биологии – ПЦР, геномной дактилоскопии, рестрикционного анализа. Следует обратить внимание на американскую стратегию: предполагается снабдить практические лаборатории всеми необходимыми компонентами для генотипирования в короткий срок в полевых условиях выделенных штаммов и быстрой расшифровки эпизоотии. (Бакулов И.А.,2001)
Клинические формы сибирской язвы
Сибирская язва – инфекционная болезнь с острым началом, которая характеризуется несколькими клиническими формами: кожной (локализованная форма), легочной и кишечной (системные формы). В естественных условиях более распространена кожная форма, легочная форма до недавних случаев биотерроризма представляла скорее исторический интерес. Болеют чаще взрослые, чем дети и мужчины, чем женщины.
| Форма | Инкубационный период | Течение болезни | Общие положения | Примечания |
| Кожная (95-97% случаев) | От менее чем 9 часов до 2 недель, чаще от 2 до 6-7 дней. | Повреждения кожи эволюционируют от 2 до 6 дней от папулы размером 1-3 мм через везикулярную стадию (везикулы размером 1-2 см) до сплющенного черного струпа, неизменно сопровождаемого отеком, который может быть от незначительного до обширного, независимо от размеров папулы или везикулы. День 0. Проникновение инфицирующей B. anthracis (обычно в виде спор) через повреждения на коже (порезы, ссадины, укусы насекомых и т.д.) День 1-2. Появляется маленький прыщ или папула. День 3-4. Вокруг папулы образуется кольцо из везикул. Может выделяться везикулярная жидкость. Развивается заметный отек. Пока нет вторичной инфекции, нет гноя и поражения безболезненны и необременительны, хотя может развиваться болезненный лимфоаденит региональных лимфатических узлов. День 5-7. Исходная папула изъязвляется с образованием характерного струпа. Верхние струпы не содержат B. anthracis. Для определения путем полихромного окрашивания метиленовым синим или выделенем необходимо приподнять струп пинцетом (это не причиняет боли, пока нет вторичной инфекции) и взять жидкость под струпом. Если лечение проводилось соответствующим образом, жидкость, вероятно, будет стерильной. Отек распространяется на некоторое расстояние от поражения. Клинические симптомы могут быть более тяжелыми, если поражение расположен на лице, шее или на груди. При этих более тяжелых формах клинически обнаруживается лихорадка, токсемия, местная болезненность adenomegaly и обширный отек, которые могут вызвать шок и смерть. День 10 (приблизительно). Струп начинает рассасываться, рассасывание занимает около шести недель и не ускоряется от лечения. В небольшой доле случаев при отсутствии лечения развивается систематическая сибирская язва с гиперострыми симптомами. Через 2-3 недели происходит полное заживление. |
Повреждения кожи эволюционируют от 2 до 6 дней от папулы через везикулярную стадию до сплющенного черного струпа, неизменно сопровождаемого отеком, который может быть от незначительного до обширного Чаще всего язва локализуется на верхних конечностях: пальцы, кисть, предплечье, плечо (498 случаев из 1329), далее идут лоб, виски, темя, скула, щека, веко, нижняя челюсть, подбородок (486 больных), шея и затылок (193), грудь, ключица, грудные железы, спина, живот (67), на нижних конечностях язва локализовалась лишь у 29 человек. Остальные локализации были редкими. |
Подразделяется на следующие клинические разновидности: карбункулезная, эдематозная, буллезная и эризипелоидная 10-20% нелеченных случаев кожной формы оказываются летальными. При лечении летальными оказываются менее 1% случаев. Все три формы болезни – кожная, кишечная и легочная – без лечения могут привести к смертельному исходу, однако кожная форма часто самоограничивается |
| Карбункулезная разновидность встречается чаще всего. | Признаки общей интоксикации (лихорадка до 40оС, общая слабость, разбитость, головная боль, адинамия, тахикардия) появляются к концу первых суток или на 2-й день болезни. Лихорадка держится в течение 5-7 дней, температура тела снижается критически. Местные изменения в области язвы постепенно заживают, и к концу 2-3-й недели струп отторгается. |
Обычно бывает единичная язва, хотя иногда могут быть и множественные (2-5 и даже 36). Увеличение числа язв заметного влияния на степень тяжести течения заболевания не оказывает. Большее влияние на тяжесть течения болезни оказывает возраст больного. До введения в практику антибиотиков среди больных старше 50 лет летальность была в 5 раз выше (54%), чем у лиц более молодого возраста (8-11%). У привитых против сибирской язвы кожные изменения могут быть весьма незначительными, напоминая обычный фурункул, а общие признаки интоксикации могут отсутствовать. | ||
| Эдематозная форма | Наблюдается редко и характеризуется развитием отека без видимого карбункула в начале болезни. Заболевание протекает более тяжело с выраженными проявлениями общей интоксикации. Позднее на месте плотного безболезненного отека появляется некроз кожи, который покрывается струпом. |
|||
| Буллезная форма | Наблюдается редко. Характеризуется тем, что на месте типичного карбункула в области ворот инфекции образуются пузыри, наполненные геморрагической жидкостью. Они возникают на воспаленном инфильтрированном основании. Пузыри достигают больших размеров и вскрываются лишь на 5-10-й день болезни. На их месте образуется обширная некротическая (язвенная) поверхность. Эта разновидность сибирской язвы протекает с высокой лихорадкой и выраженными симптомами общей интоксикации. |
|||
| Эризипелоидная форма | Наблюдается наиболее редко. Особенностью ее является образование большого количества беловатых пузырей, наполненных прозрачной жидкостью, расположенных на припухшей, покрасневшей, но безболезненной коже. После вскрытия пузырей остаются множественные язвы, которые быстро подсыхают. Эта разновидность характеризуется более легким течением и благоприятным исходом. |
|||
Кишечная форма сибирской язвы (менее 1%) |
От 2 до 5 дней | Характеризуется общей интоксикацией, повышением температуры тела, болями в эпигастрии, поносом и рвотой. В рвотных массах и в испражнениях может быть примесь крови. Живот вздут, резко болезненный при пальпации, выявляются признаки раздражения брюшины. Состояние больного прогрессивно ухудшается и при явлениях инфекционно-токсического шока больные умирают. |
Серологически и эпидемиологические данные доказывают, что выздоровлением могут заканчиваться и недиагносцированные случаи кишечной и легочной формы при легком течении болезни даже среди экспонированных групп населения (Brachman et al., 1960; Norman et al., 1960; Sirisanthana et al., 1988; Van den Bosch, 1996). | Ранний диагноз затруднен, что приводит к высокой смертности (до 50%)при обеих подтипах.(A. M. FRIEDLANDER,) Существует две клинических формы сибирской язвы, которые развиваются после употребления B. anthracis с зараженной пищей или питьем. |
| Кишечная сибирская язва | Симптомы включают тошноту, рвоту, лихорадку, боль в животе, кровавую рвоту, кровавый понос и массивный асцит. Если лечение начато недостаточно рано, развивается токсемия и шок с последующим летальным исходом. Существуют данные, свидетельствующие о том, что бывают и случаи выздоровления при легкотекущей недиагностированной форме. |
|||
| Орофарингеальная форма СЯ | Основные клинические признаки – изъязвленная глотка, дисфагия (затрудненное глотание), лихорадка, региональная шейная лимфоаденопатия и токсемия. Даже при лечении смертность составляет около 50% (Doganay et al., 1986). Подозрение на СЯ в очень большой степени зависит от осведомленности и настороженности врачей к истории пациента и вероятности того, что он/она использовала зараженную пищу или питье. |
|||
| Легочная (ингаляционная) | Инкубационный период от1 до 6 дней, продромальное течение напоминает ОРВИ. | Заболевание двустадийно. Начальная стадия продолжается в среднем 4 дня, начинается скрытно с миалгии, недомогания, усталости, непродуктивного кашля, повышения температуры. Через несколько дней может наступить некоторое улучшение состояния. Вторая стадия продолжается 24 часа и часто заканчивается смертью, развивается внезапно с приступа боли при дыхании, гипоксимии и цианоза, возможно незначительное повышение или, наоборот, понижение температуры, с развитием шока. Часто сопровождается обильным потоотделением, сильно увеличенные лимфатические узлы могут привести даже к частичному сдавливанию трахеи. При аускультации легких обнаруживаются значительные шумы и симптомы плеврального излияния. Рентгенографически обнаруживается характерное медиастенальное увеличение (расширение). В 50% случаев проявляются признаки менингита (Table 1). По другим описаниям, начинается остро, протекает тяжело и даже при современных методах лечения может закончиться летально. Среди полного здоровья возникает потрясающий озноб, температура тела быстро достигает высоких цифр (40оС и выше), отмечается конъюнктивит (слезотечение, светобоязнь, гиперемия конъюнктив), катаральные явления со стороны верхних дыхательных путей (чихание, насморк, хриплый голос, кашель). Состояние больных с первых часов болезни становится тяжелым, появляются сильные колющие боли в груди, одышка, цианоз, тахикардия (до 120-140 уд/мин), АД понижается. В мокроте наблюдается примесь крови. Над легкими определяются участки притупления перкуторного звука, сухие и влажные хрипы, иногда шум трения плевры. Смерть наступает через 2-3 дня. |
Легочная форма сибирской язвы развивается после попадания частиц. Несущих споры, размером от 2 до 5 мкм в альвеолы, т.к. частицы размером больше 5 мкм задерживаются в верхних отделах дыхательных путей и там эффективно обезвреживаются. Споры, достигшие альвеол, поглощаются легочными макрофагами и переносятся в медиастенальные лимфатические узлы. Последующий период размножения может начинаться через 60 дней после заражения, при этом выделяется огромное количество токсина. Региональные лимфоузлы быстро разрушаются и токсины включаются в системное циркулирование, вызывая отеки, геморрагии, некрозы и шок с последующей смертью. Серологические и эпидемиологические данные доказывают, что выздоровлением могут заканчиваться и недиагносцированные случаи кишечной и легочной формы при легком течении болезни даже среди экспонированных групп населения (Brachman et al., 1960; Norman et al., 1960; Sirisanthana et al., 1988; Van den Bosch, 1996). |
Смертность может достигать (89% в США, в Свердловске погибли 68 из 79 пациентов) 100%, несмотря на лечение. От момента появления симптомов до гибели в среднем проходит 3 дня, что соответствует экспериментам на обезьянах когда смерть наступала через 3 дня после начала болезни при латентном периоде до 58 дней. Смертность среди пациентов с продолжительностью болезни 30 и более дней меньше, чем при быстром течении болезни. (JAMA. 1999;281:1735-1745). В наиболее хорошо документированных описаниях пяти случаев сибирской язвы сообщается о легочной (ингаляционной) форме СЯ (Plotkin et al., 1960), болезнь началась неочевидно с небольшого повышения температуры, усталости и недомогания, продолжающихся от одного до нескольких дней. Головная боль, боли в мышцах, озноб и лихорадка были отмечены у четырех пациентов с появлением кашля в четырех и небольшой боли в грудной клетке у одного. За этой мягкой начальной фазой последовало внезапное развитие диспное, цианоз, дезориентация с комой и смерть четырех пациентов, для которых лечение оказалось безуспешным. Смерть наступила в течение 24 часов после наступления гиперострой фазы. |
При любой из описанных форм может развиться сибиреязвенный сепсис с бактериемией, возникновением вторичных очагов (менингит, гнойно-токсическое поражение печени, почек, селезенки и другие).
Сибиреязвенный менингит
Менингит – серьезное клиническое осложнение, которое может развиться после любой из трех форм сибирской язвы. Смертность при этом составляет почти 100%, после клинических симптомов менингита с интенсивным воспалением meninges, значительным увеличением CSF давления и появлением крови в CSF (сибиреязвенный менингит – геморрагический менингит) быстро наступает потеря сознания и смерть.(Levyet al ., 1981; Koshiet al ., 1981; Lalithaet al ., 1990; Georgeet al ., 1994; Lalithaet al ., 1996). Зарегистрированы только несколько случаев выживания в результате раннего определения менингита и неотложного лечения. (Khanneet al ., 1989; Lalithaet al ., 1996).
При дифференциальном диагнозе необходимо учитывать острый менингит бактериальной этиологии. Окончательный диагноз устанавливается после визуализации капсулированных бацилл в CSF и/или культивированием.
Сибиреязвенный сепсис
После лимфогематогенного (lymphohematogenous) распространения B . anthracis из областей первичных поражений (кожи, кишечного тракта или легких) развивается сепсис. Клиническими чертами являются высокая температура, токсемия и шок с последующей смертью через непродолжительное время.
При дифференциальном диагнозе необходимо иметь в виду сепсис, вызванный другими бактериями. Окончательный диагноз ставится после выделения B . anthracis из областей первичных поражений и из культуры крови.
Заболевание сибирской язвой в США (случай биотерроризма 2001г.)
Средний возраст заболевших – 46 лет (от 43 до 73 лет), 70% мужчины, все, кроме случая №10, имели отношение к сортировке или доставке писем, содержащих споры сибирской язвы (почтовые работники – 6, сортировщики – 2, журналист – 1). Источник экспозиции в случае 10 не установлен. Все случаи заболевания относятся к легочной форме сибирской язвы.
Средний инкубационный период от экспозиции до появления симптомов для 6 случаев с известной датой экспозиции составил 4 дня (от 4 до 6 дней).
Пациенты обратились за медицинской помощью в среднем через 3,5 дня после появления симптомов (в пределах от 1 до 7 дней). Восемь из десяти обратившихся за помощью находились на начальной стадии заболевания. Из этих 8 шестеро стали принимать антибиотики, активные против сибирской язвы, в тот же день, и все шестеро выжили. Четверо пациентов, включая одного с менингитом, обратились за помощью и начали принимать антибиотики, активные против сибирской язвы, при быстротечных симптомах болезни и все четверо погибли. В Табл. представлены симптомы 10 пациентов, в Табл. представлены результаты начальных клинических, лабораторных и рентгенографических исследований.
Плевральные истечения происходили у всех десяти больных и в ходе госпитализации часто становились огромными у оставшихся в живых, так что семерым пациентам понадобился дренаж плевральной жидкости, у троих – посредством трубки в грудной клетке. Плевральная жидкость была значительно геморрагизирована с относительно небольшим количеством лейкоцитов.
Лечение
Для этиотропного лечения сибирской язвы используют антибиотики, а также специфический иммуноглобулин. Чаще всего назначают пенициллин при кожной форме 2 млн-4 млн ЕД/сут парентерально. После исчезновения отека в области язвы можно назначать препараты пенициллина перорально (ампициллин, оксациллин еще в течение 7-10 дней). При легочной и септической формах пенициллин вводят внутривенно в дозе 16-20 млн ЕД/сут, при сибиреязвенном менингите такие дозы пенициллина сочетают с 300-400 мг гидрокортизона. При непереносимости пенициллина при кожной форме сибирской язвы назначают тетрациклин в дозе 0,5 г 4 раза в день в течение 7-10 дней. Можно использовать также и эритромицин (по 0,5 г 4 раза в день 7-10 сут). В последнее время рекомендуют ципрофлоксацин по 400 мг через 8-12 ч, а также доксициклин по 200 мг 4 раза в день, а затем по 100 мг 4 раза в день.
Специфический противосибиреязвенный иммуноглобулин вводят внутримышечно в дозе 20-80 мл/сут (в зависимости от клинической формы и тяжести болезни) после предварительной десенсибилизации. Вначале для проверки чувствительности к лошадиному белку вводят внутрикожно 0,1 мл иммуноглобулина, разведенного в 100 раз. При отрицательной пробе через 20 мин вводят подкожно 0,1 мл разведенного (1:10) иммуноглобулина и через 1 ч - всю дозу внутримышечно. При положительной внутрикожной реакции от введения иммуноглобулина лучше воздержаться.
Прогноз
До введения в практику антибиотиков смертность при кожной форме достигала 20%, при современном рано начатом лечении антибиотиками она не превышает 1%. При легочной, кишечной и септической формах прогноз неблагоприятный.
Осложнениями сибирской язвы могут быть сибириязвенный сепсис, гнойный менингит, гнойно-токсическое поражение почек и печени.
Лечение сибирской язвы с помощью антибиотиков возможно, однако оно должно быть незамедлительным и начинаться еще до(!) развития симптомов. Учитывая крайне маленький инкубационный период и нетипичность картины развития симптомов (симптомы ОРЗ при легочной форме, понос при кишечной), лечение очень часто оказывается запоздавшим, что определяет, в свою очередь, летальность, достигающую 90% при легочной форме. При кишечной форме этот показатель составляет 25-60%. При адекватном лечении кожной формы прогноз почти всегда благоприятный, без лечения летальность при кожной форме оценивается как 20%.
Профилактика
Профилактика заключается в снижении и ликвидации заболеваемости среди домашних животных. В случае гибели животных от сибирской язвы их сжигают или зарывают в могилы в строго отведенных местах. На дно могилы и поверх трупа насыпают слой негашеной извести 10-15 см.
Продукты питания, полученные от больных сибирской язвой животных, уничтожают, а сырье обеззараживают. Трупы людей
, умерших от сибирской язвы в случае лабораторного подтверждения диагноза вскрытию не подвергаются. В случае крайней необходимости вскрытие трупа сибиреязвенного больного проводит только врач с обязательной последующей заключительной дезинфекцией помещения, всех предметов, инструментария, халатов, перчаток, обуви. Захоронение трупов людей, умерших от сибирской язвы проводится на обычном кладбище. В тех случаях, когда труп не вскрывали, до выноса из помещения его кладут в гроб, выстланный целлофановой пленкой. Такой же пленкой плотно труп закрывают сверху для исключения контакта с кожей лица и рук трупа. При захоронении трупа. Подвергшегося вскрытию под целлофановую пленку насыпают слой сухой хлорной извести.
По эпидемиологическим показаниям проводят вакцинацию людей.
Разобщение не применяют. За лицами, соприкасавшимися с больным человеком или животным, устанавливают медицинское наблюдение до полной ликвидации очага. Диспансерное наблюдение за переболевшими не регламентировано.
Применение сибиреязвенного глобулина в качестве средства экстренной профилактики не рекомендуется, так как его эффективность сравнима с таковой у антибиотиков, а вероятность осложнений более высокая.
Профилактику следует проводить в наиболее ранние сроки после возможного инфицирования (до 5-ти суток).
Экстренная профилактика проводится среди соприкасавшимся с материалом, содержащим сибиреязвенные палочки или споры, принимавшим участие в убое и разделке туш животного, оказавшегося больным сибирской язвой, а также лицам, ухаживавшим за больными животными и принимавшим участие в захоронении их трупов, лицам, приготовлявшим пищу из мяса больного животного и употреблявшим ее. В этих ситуациях применяют антибиотики - перорально феноксиметил-пенициллин по 1.0 мг - 2 раза в сутки в течение пяти суток или тетрациклин по 0.5 мг - 2 раза в сутки в течение пяти дней. Допускается использование ампициллина по 1.0 г - 3 раза в сутки, оксациллина - по 0.2 г - 1 раз в сутки, рифампицина по 0.3 г - 2 раза в сутки.
Для создания активного искусственного иммунитета к возбудителю сибирской язвы используют вакцины. Основоположником разработки живой сибиреязвенной вакцины является Л.Пастер, который ещё в 1881 году аттенуировал капсульный вирулентный штамм Bac.anthracisпутем выращивания его культур при повышенной температуре (42,5-430 С). Через два года в России подобную вакцину двух вариантов получил Л.С.Ценковский .
Первоначально вакцины для человека предназначались для использования лицами рискованных профессий, в частности, в производстве, связанном с переработкой животных продуктов из эндемичных районов. Продолжительность защиты, получаемой человеком при вакцинации не установлена и, исходя из эмпирических данных, рабочим рискованных специальностей рекомендуется ежегодная ревакцинация. После экспозиции вакцинация может быть показана наравне с терапией антибиотиками. Вакцинация людей, которые не подвергаются постоянно риску, неуместна. Контроль болезни для основной массы населения следует проводить через контроль поголовья крупного рогатого скота.
В настоящее время, чтобы предотвратить развитие в организме млекопитающего сибиреязвенной бактерии, используют вакцины четырех типов: живую, химическую (молекулярную), комбинированную и рекомбинантную.
Живая вакцина – это лиофильно высушенные споры эталонного, специально выращенного штамма B.anthracis. Химическая вакцина кардинально отличается от живой тем, что представляет собой адсорбированный на носителе протективный антиген (т.е. лишь одну белковую молекулу), который получают в процессе культивирования вакцинного штамма.
Обе вакцины обеспечивают формирование как гуморального, так и клеточного иммунитета, но химический препарат вызывает иммунный ответ быстрее (через несколько дней), однако гуморальная защита быстро угасает. Комбинированные вакцины готовят на основе спор и протективного антигена, а рекомбинантные создают с помощью генно-инженерной технологии, встраивая фрагменты ДНК, ответственные за синтез антигенов B.anthracis , в генетический аппарат того или иного вектора или продуцента, т.е. специально подобранных для этой цели вирусов или бактерий.
В 1980-х гг. в бывшем Свердловске, в Центре научно-технических проблем биологической защиты Научно-исследовательского института микробиологии Министерства обороны, была разработана жидкая комбинированная вакцина. А в 1990-х гг. была создана не имеющая аналогов сухая форма комбинированной вакцины, состоящей из живых спор ослабленного штамма и протективного антигена, сорбированного на геле гидроксида алюминия.
Комбинированная вакцина по сравнению с живой обладает более выраженным защитным эффектом, причем иммунитет не только развивается быстрее, но и дольше сохраняется благодаря наличию в организме клеток ослабленного штамма бактерии. Безвредность и реактогенность этих вакцин существенно не отличаются.
Эти вакцины уже лицензированы, НИИ микробиологии Минобороны РФ получил сертификаты на производство и живой, и комбинированной сибиреязвенных вакцин. Иммуногенность и стабильность вакцинного препарата по сравнению с выпускавшимся в СССР повысились в 5–10 раз. Среди других преимуществ отечественных вакцин – больший срок годности, менее жесткие условия хранения и транспортировки.
В Великобритании и США используется неживая вакцина, разработанная в 1950 и 1960 г. соответственно (Turnbull, 1991). Английская вакцина – это преципитированный на квасцах свободный от клеток культуральный фильтрат штамма 34F2, в то время как американская вакцина – это адсорбированный на гидроксиде алюминия свободный от клеток культуральный фильтрат некапсулированного, непротеолизированного деривата коровьего изолята V770.
Несмотря на эффективность существующих вакцин, специалисты ищут способы их усовершенствования. Цель поисков – увеличить длительность иммунитета, повысить уровень продукции протективного антигена, снизить общие (например, повышение температуры) и местные реакции, возникающие в ответ на действие летального и отечного факторов. Достичь ее можно методами генной инженерии, т.е. манипулируя генами плазмид pXO1(pag, lefa суа ) и рХО2.
Исследования ведутся в ряде лабораторий мира в нескольких направлениях. Одно из них – конструирование рекомбинантных штаммов, продуцирующих протективный антиген. Для этого ген pag внедряют в геном других микроорганизмов – Bacillus subtilis или B.brevis, часто используемых в биотехнологии бактерий, которые затем синтезируют защитный антиген, причем в больших количествах, чем сама сибиреязвенная бацилла. Однако исследователям пока не удалось добиться устойчивого результата, так как ДНК B.anthracis далеко не всегда сохраняет свою устойчивость в чужих геномах.
По мнению некоторых исследователей, предпочтительнее конструировать продуценты, которые синтезировали бы не всю субъединицу протективного антигена, а только ее иммуногенные эпитопы – небольшие гидрофильные фрагменты молекулы, которые взаимодействуют с антителом и обеспечивают клеточный иммунитет. Для этого в геном бактерии-продуцента необходимо вставить лишь ту часть весьма консервативного гена pag, которая кодирует эти эпитопы.
Известно, что химические вакцины обеспечивают защиту не от всех штаммов B.anthracis, в то время как перенесенная инфекция дает стойкий иммунитет. Поэтому некоторые специалисты предлагают повысить иммуногенность рекомбинантных вакцин, используя для их создания бактерии B.subtilis , производящие капсульные полипептиды B.anthracis .
Другое направление в повышении эффективности сибиреязвенных вакцин основывается на применении новых адъювантных технологий, белковой инженерии и иммуномодуляции. Для этого пригодны вакцинные препараты, лишенные балластных веществ (т.е. всего того, что не имеет отношения к выработке иммунитета). Повышение иммуногенности достигается традиционными путями: за счет полимеризации молекул антигена, закрепления его на минеральном или полимерном сорбенте. Известно, что сорбенты повышают иммуногенность белковых антигенов в десятки и сотни раз. Иными словами, речь идет об адъювантных, сорбированных препаратах, или, как их иногда называют, полусинтетических вакцинах.
В настоящее время экспериментально доказана возможность повысить эффективность и живых сибиреязвенных вакцин, если вторичную иммунизацию проводить препаратами, которые содержат протективный антиген, и применить усиливающие иммунный ответ организма иммуномодуляторы, например сальмозан.
В последние годы в ряде лабораторий разрабатывается ещё одно направление в создании сибиреязвенных вакцин. Основано оно на конструировании штаммов возбудителя со структурно-измененными генами токсинов. Исходными вариантами служат штаммы B.anthracis только с одной плазмидой pXO1. При удалении из генов lef и суа определенных участков цитотоксическая активность бактерий сильно снижается, а преимущества живых вакцин сохраняются. Есть и другая возможность – проанализировать ДНК клонов бактерий с помощью полимеразной цепной реакции и найти среди них варианты без генов lef и суа .
Недавно в НИИ микробиологии Минобороны РФ закончено исследование влияния мутаций в генах pag и lef на иммуногенность и вирулентность вакцинных штаммов. Выяснилось, что лишь обширное повреждение в концевой части гена pag приводит к потере биологических свойств, а отсутствие примерно 600 пар нуклеотидов не сказывается никак. В то же время утрата сравнительно небольшого числа нуклеотидов (около 150 пар) в центральной области гена значительно снижает иммуногенность штамма. Если же дефектен ген lef, a pag не изменен, то вирулентность существенно снижается, но иммуногенность сохраняется (или уменьшается незначительно). Так что поиск вариантов сибиреязвенной бациллы с дефектными генами токсинов отнюдь не бесполезен.
Сроки возникновения и сохранения иммунитета, развивающегося у лабораторных животных при введении сибиреязвенных вакцин. Защитный эффект рассчитан как относительное количество выживших животных, которых после иммунизации заражали 100 дозами ЛД50 возбудителя. Таким образом, создание сибириязвенных вакцин сегодня связано с получением рекомбинантных штаммов-суперпродуцентов протективного антигекна и ареактогенных, но высокоиммуногенных вакцин, обеспечивающих формирование более длительного иммунитета. Вероятно в перспективе новые направления будут связаны с геновакцинацией, а также созданием вакцин на основе рекомбинантных ДНК. Результаты последних достижений белковой инженерии создают благоприятные условия для конструирования модифицированных белковых молекул с тандемно дуплицированными эпитопами РА и производных Ра, способными формировать мультимерную структуру белка, что существенно повысит его иммуногенные свойства.
Специалисты разного профиля продолжают поиск по созданию безопасных и высокоиммунных вакцин. Видимо, уже в ближайшие годы станет ясно, какое из развивающихся направлений даст лучшие результаты и позволит предотвратить эпизоотии и распространение сибирской язвы среди людей.
Списоклитературы
1. Abramova F.A.,Grinberg L.M.,Yampolskaya O.V.,Walker D.H. Pathology of inhalational anthrax in 42 cases from the Sverdlovsk outbreak of 1979.\\PNAS USA,1993.V.90,p.2291-2294.
2. Brachman PS, Gold H, Plotkin SA et al. Field evaluation of a human anthrax vaccine. Am J Publ Hlth 1962; 52:632-45.
3. Brachman PS, Plotkin SA, Bumford FH, Atchison MM. An epidemic of inhalation anthrax: the first in the twentieth century.II. Epidemiology. Am J Hyg 1960; 72: 6-23.CHEST 1999; 116:1369–1376.
4. Collins CH. Laboratory Acquired Infections, 2nd ed, 1988, Butterworths, London, p. 16.
5. Coper J.E., Matovelo J.A., Baskerville F. Pathology and diagnosis of anthrax in African wild dogs (Lycaon pictus)//Salisbury Med.Bul/-1996-N87-P.83
6. Dahlgren CM, Buchanan LM, Decker HM et al. Bacillus anthracis aerosols in goat hair processing mills. Am J Hyg 1960; 72:6-23.
7. Davies JCA. A major epidemic of anthrax in Zimbabwe. Central Afr J Med 1982; 28:291-8.
8. Davies JCA. A major epidemic of anthrax in Zimbabwe. Central Afr J Med 1983; 29:8-12.
9. Day of Onset of Inhalational Anthrax Following Sverdlovsk Accident. http://jama.ama-assn.org/issues/v281n18/fig_tab/jst80027_f4.html
10. Doganay M., Alma A, Hanagasi R. Primary throat anthrax. Scand J Infect Dis 1986; 18:415-9.
11. FRIEDLANDER A.M.,Medical Aspects of Chemical and Biological Warfare.Ch.22. Anthrax.
12. George S, Mathai D, Balraj V et al. An outbreak of anthrax meningoencephalitis. Trans Roy Soc Trop Med Hyg 1994; 88:206-7.
13. Guidelines for the Surveillance and Control of Anthrax in Human and Animals, http://www.who.int/emc-documents/zoonoses/docs/whoemczdi986.pdf
14. Heyworth B, Ropp ME, Voos UG et al. Anthrax in the Gambia: an epidemiological study. J Hyg 1975; 54:79-82. Inhalational Anthrax: Epidemiology, Diagnosis, and Management.
15. Jernigan J.A., D. S. Stephens, D. A. Ashford, C. Omenaca,M. S. Topiel, M.Galbraith, M.Tapper, T.L. Fisk, Sh.Zaki, T.Popovic, R.F. Meyer, C.P. Quinn, S.A. Harper,
16. Khanne N, Gokul BN, Ravikumar R. Successfully treated primary anthrax meningitis. Indian J Pathol Microbiol 1989; 32:315-7
17. Kobuch E, Davis J, Fleischer K et al. A clinical and epidemiological study of 621 patients with anthrax in western Zimbabwe. Salisbury Med Bull 1990; No 68, special suppl:34-8.
18. Koshi G, Lalitha MK, Danial J et al. Anthrax meningitis: a rare clinical entity. J Assoc Physicians of India 1981; 29:59-62.
19. Lalitha MK, Anandi V, Walter N et al. Primary anthrax presenting as an injection abscess. Indian J Pathol Microbiol 1988; 31:254-6.
20. Lalitha MK, Anandi V, Walter NM et al. Unusual forms of anthrax - a clinical problem. Salisbury Med Bull 1990; No 68, special suppl:38-40
21. Lalitha MK, Mathai D, Thomas K et al. Anthrax - a continuing problem in Southern India. Salisbury Med Bull 1996; No 87, special suppl:14-15.
22. Levy LM, Baker N, Meyer MP et al. Anthrax meningitis in Zimbabwe. Central Afr J Med 1981; 27:101-4
23. Lindeque P.M.,Brain C., Turnbull R.C.B. A review of anthrax in the Etosha National Park//Salisbary Med.Bul.-1996-N87-P.24
24. Meselson M, Guillemin J, Hugh-Jones M et al. The Sverdlovsk anthrax outbreak of 1979. Science 1994; 266: 1202-8.
25. Mich`ele Mock and Agn`es Fouet. ANTHRAX. Annu. Rev. Microbiol. 2001. 55:647–71
26. Norman PS, Ray JG, Brachman PS et al. Serologic testing for anthrax antibodies in workers in a goat hair processing mill. Am J Hyg 1960; 72: 32-7.
27. Plotkin SA, Brachman PS, Utell M et al. An epidemic of inhalation anthrax, the first in the twentieth century. Am J Med 1960; 29:992-1001
28. Quinn CP, Turnbull PCB. Anthrax. In: Collier L, Balows A, Sussman M, Hausler WJ (eds) Topley and Wilsons Microbiology and Microbial Infections, 9th ed, Vol 3. Arnold, London 1998, pp. 799-818.
29. Rao NSK, Mohiyudeen S. Tabanus flies as transmitters of anthrax - a field experience. Indian Vet J 1958; 35:348-53.
30. S.K. Fridkin, J.J. Sejvar, C.W. Shepard, M. McConnell, J.Guarner, Wun- Ju Shieh, J.M.Malecki, J.L. Gerberding, J.M. Hughes, B.A. Perkins, and members of the Anthrax. Bioterrorism Investigation Teaml. Bioterrorism-Related Inhalational Anthrax: The First 10 Cases Reported in the United States. Emerging Infectious Diseases. 2001. Vol. 7, No. 6 .P. 933-944.
31. Sen SK, Minett FC. Experiments on the transmission of anthrax through flies. Indian J Vet Sci 1944; 14:149-59.
32. Shafazand S., R.Doyle, S.Ruoss, A.Weinacker, and T.A. Raffin,Sirisanthana T, Nelson KE, Ezzell JW, Abshire TG. Serological studies of patients with cutaneous and oral-oropharyngeal anthrax from northern Thailand. Am J Trop Med Hyg 1988; 39:575-81.
33. Turell MJ, Knudson GB. Mechanical transmission of Bacillus anthracis by stable flies (Stomoxys calcitrans) and mosquitoes (Aedes aegypti and Aedes taeniorhynchus). Infect Immun 1987; 55:1859-61.
34. Turnbull PCB, Lindeque PM, Le Roux J et al. Airborne movement of anthrax spores from carcass sites in the Etosha National Park, Namibia. J Appl Microbiol 1998; 84:667-76.
35. Turner M. Anthrax in humans in Zimbabwe. Central Afr J Med 1980; 26:160-1.
36. Van den Bosch C. Recalling an outbreak of gastrointestinal anthrax in northern Kenya, 1966. Salisbury Med Bull 1996; No 87, special suppl:139.
37. Watson A, Keir D. Information on which to base assessments of risk from environments contaminated with anthrax spores. Epidemiol Infect 1994; 113:479-90.
38. Бакулов И.А., Гаврилов В.А., Селиверстов В.В. Сибирская язва (антракс). Новые страницы в изучении старой болезни. «Посад» Владимир. 2001.
39. Е.В. ПИМЕНОВ, В.В. КОЖУХОВ, Ю.И. СТРОЧКОВ. Создание вакцин против сибирской язвы http://www.1september.ru/ru/bio/2002/02/6.htm
40. Николайчук Л.Ф., Вишняков И.Ф., Бакулов И.А., Котляров В.М., Бударкова Э.Л. Индикация спор возбудителя сибирской язвы в объектах внешней среды и кормах иммуноферментным методом./В кн.:Диагностика, профилактика и меры борьбы с особо опасными и экзотическими болезнями животных.Покров.1998.-с.329-330.)
41. Сибирская язва (описание инфекции). http://www.privivka.ru/infect/anthrax.htm.
42. Слюсарь Л.И., Беседина Е.И., Гажиев В.В., Мельник В.А. Сибирская язва (антракс). Эпидемиология, клиника, лечение и профилактика. Учебное пособие. - Донецк, 1997. - 13 с.
43. Шувалова Е.П. Инфекционные болезни. М.,»Медицина». 1976.