Patogén antraxu

Antrax je akútne infekčné ochorenie ľudí a zvierat (domácich aj divých).

Ruský názov pre túto chorobu dal S. S. Andrievskij v súvislosti s rozsiahlou epidémiou na Urale koncom 18. storočia. V roku 1788 hrdinským experimentom so samoinfekciou dokázal identitu antraxu u ľudí a zvierat a definitívne potvrdil jeho nozologickú nezávislosť. Pôvodcu - Bacillus anthracis - opakovane opisovali rôzni autori (Pollender A., 1849; Dalen K., 1850; Braun F., 1854), ale jeho etiologickú úlohu definitívne stanovili R. Koch (1876) a L. Pasteur (1881).

B. anthracis (rod Bacillus) patrí do čeľade Bacillaceae (trieda Bacilli). Je to veľká tyčinka dlhá 5-8, niekedy až 10 µm, s priemerom 1,0-1,5 µm. Konce živých tyčiniek sú mierne zaoblené, zatiaľ čo konce mŕtvych tyčiniek sú odrezané a mierne konkávne. Tyčinky v náteroch sú umiestnené v pároch a veľmi často v retiazkach, najmä dlhé na živných médiách, pripomínajúce bambusovú palicu. Tyčinka antraxu sa dobre farbí všetkými anilínovými farbivami, je grampozitívna. Nemá bičíky, tvorí spóry, ale iba mimo ľudského alebo zvieracieho tela za prítomnosti kyslíka a určitej vlhkosti. Optimálna teplota pre sporuláciu je 30-35 °C (tvorba spór sa nevyskytuje pod 12 °C a nad 43 °C). Spóry sú umiestnené centrálne, ich priemer nepresahuje priemer bakteriálnej bunky. K tvorbe spór dochádza, keď baktérie majú nedostatok buď zdrojov energie, alebo aminokyselín alebo zásad. Keďže tieto zdroje výživy pre baktérie sú prítomné v krvi a tkanivách, sporulácia v tele nedochádza. Pôvodca antraxu tvorí kapsulu, ale iba v tele zvieraťa alebo človeka; zriedkavo sa pozoruje na živných médiách (na médiách obsahujúcich krv alebo sérum). Zapuzdrenie patogénnych baktérií je ochranný mechanizmus. Je vyvolané faktormi obsiahnutými v krvi a tkanivách, preto sa kapsuly tvoria, keď sú baktérie v tele alebo keď sa pestujú na médiách s krvou, plazmou alebo sérom. Obsah G + C v DNA sa pohybuje v rozmedzí 32 – 62 mol % (pre rod ako celok).

Pôvodcom antraxu je aerób alebo fakultatívny anaerób. Optimálna teplota pre rast je 37 – 38 °C, pH média je 7,2 – 7,6. Je nenáročný na živné médiá. Na hustých médiách tvorí charakteristické veľké matné drsné kolónie R-formy. Štruktúra kolónií, vďaka reťazcovitému usporiadaniu tyčiniek, ktoré tvoria vlákna vychádzajúce zo stredu, je podobná kučerám alebo levej hrive (obr. 98). Na agare obsahujúcom penicilín (0,05 – 0,5 U/ml) sa bacily po 3 hodinách rastu rozpadajú na jednotlivé guľôčky umiestnené vo forme reťazca, čím vzniká jav „perlového náhrdelníka“. V bujóne tyčinka, ktorá je v R-forme, rastie na dne a tvorí sediment vo forme hrudky vaty, zatiaľ čo bujón zostáva priehľadný. B. anthracis je virulentný v R-forme a stráca svoju virulenciu, keď prechádza do S-formy. Takéto tyčinky tvoria na hustom médiu okrúhle, hladké kolónie s hladkými okrajmi a v bujóne rovnomerne zakalené. V tomto prípade tyčinky strácajú schopnosť usporiadať sa v náteroch do reťazcov a nadobúdajú vzhľad kokobaktérií usporiadaných v zhlukoch.

B. anthracis je biochemicky pomerne aktívny: fermentuje glukózu, sacharózu, maltózu, trehalózu za vzniku kyseliny bez plynov, tvorí H2S, zráža mlieko a peptonizuje ho, je kataláza-pozitívny, má nitrátreduktázu. Pri vstrekovaní do kolóny s 10-12% mäsovo-peptónovou želatínou spôsobuje jej vrstvené skvapalňovanie.

Na odlíšenie B. anthracis od iných druhov Bacillus sa používa súbor charakteristík.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]

Antigénna štruktúra patogénu antraxu

Pôvodca antraxu má somatické antigény a kapsulárny antigén proteínovej povahy (pozostáva z kyseliny D-glutámovej), ktorý sa tvorí prevažne v tele zvierat a ľudí. Somatický antigén polysacharidovej povahy je tepelne stabilný a dlhodobo sa uchováva vo vonkajšom prostredí a v mŕtvolách zvierat. Na jeho detekcii je založená diagnostická Ascoliho termoprecipitačná reakcia. Bacil antraxu má tiež antigény spoločné pre rod Bacillus.

[ 4 ], [ 5 ], [ 6 ]

Faktory patogenity patogénu antraxu

Najdôležitejším faktorom virulencie antraxového bacilu je kapsula. Strata kapsuly vedie k strate virulencie. Kapsula chráni B. anthracis pred fagocytózou. Ďalším dôležitým faktorom virulencie, ktorý je zodpovedný za smrť zvierat, je komplexný toxín obsahujúci tri rôzne zložky: faktor I, pozostávajúci z bielkovín a sacharidov; a dva faktory čisto bielkovinovej povahy (faktory II a III). Syntézu komplexného toxínu riadi plazmid pXOl s MD mm 110-114. Plazmid pXOl obsahuje tri gény, ktoré určujú syntézu hlavných zložiek exotoxínu:

• gén cua - faktor edému (EF);
• pag gén - ochranný antigén (PA);
• gén lef - letálny faktor (LF).

Produktom génu cua (OF) je adenylátcykláza, ktorá katalyzuje akumuláciu cAMP v eukaryotických bunkách. Faktor edému spôsobuje zvýšenú vaskulárnu permeabilitu.

Ochranný antigén indukuje syntézu ochranných protilátok (najimunogénnejší je však komplex všetkých troch zložiek neutralizovaného toxínu), letálny faktor spôsobuje smrť zvierat. Všetky tri zložky toxínu pôsobia synergicky. Syntézu antraxovej kapsuly riadi aj plazmid рХ02 s mm 60 MD.

Rezistencia B. anthracis

Vo svojej vegetatívnej forme má patogén antraxu rovnakú odolnosť voči faktorom prostredia a chemikáliám ako iné baktérie netvoriace spóry - pri teplotách nad 75 °C hynie za 5-10 minút, v kadáveroch zvierat pod vplyvom odpadových produktov hnilobných baktérií - za niekoľko dní. Spóry bacilu antraxu sú mimoriadne stabilné: v pôde prežívajú desaťročia, vo vode - niekoľko rokov, pod vplyvom priameho slnečného žiarenia hynú za 20 alebo viac dní, pri varení sa ničia do 45-60 minút, pri autoklávovaní pri 110 °C - za 5 minút, suché teplo (140 °C) vydrží až 3 hodiny. Spóry dlho prežívajú v srsti a koži zvierat používaných na rôzne činenia a v solenom mäse.

Epidemiológia antraxu

Hlavným zdrojom antraxu sú choré bylinožravce. Počas celého obdobia ochorenia vylučujú patogén močom, výkalmi a slinami do pôdy, čím ju infikujú. Pôda, obzvlášť bohatá na organickú hmotu, sa preto stáva ďalším rezervoárom patogénu. Zvieratá sa infikujú prevažne alimentárnou cestou (prostredníctvom potravy a pitnej vody kontaminovanej spórami), menej často prenosom - uhryznutím múch, kliešťov, ovadov, ktoré prenášajú patogén z chorých zvierat, mŕtvol a infikovaných predmetov vonkajšieho prostredia; veľmi zriedkavo - vzduchom. Patogén sa neprenáša priamym kontaktom z chorého zvieraťa na zdravé.

Ľudia sa nakazia antraxom priamym kontaktom s mŕtvymi telami zvierat, pri porciovaní mŕtvych tiel zvierat, ktoré boli násilne usmrtené, pri starostlivosti o choré zvieratá, pri konzumácii mäsa alebo mäsových výrobkov získaných z chorých zvierat alebo pri kontakte s vlnou, kožou, kožou alebo štetinami infikovanými patogénom alebo jeho spórami. K nákaze zdravého človeka od chorého človeka dochádza mimoriadne zriedkavo.

Vstupnými bránami infekcie sú koža a sliznice črevného a dýchacieho traktu. V závislosti od vstupnej brány sa ľudský antrax vyskytuje vo forme kožnej (najčastejšie až 98 % všetkých prípadov ochorenia), črevnej alebo pľúcnej formy. Inkubačná doba sa pohybuje od niekoľkých hodín do 6 – 8 dní, najčastejšie 2 – 3 dni. Kožná forma sa prejavuje vo forme antraxového karbunku, ktorý sa zvyčajne lokalizuje na otvorených častiach tela (tvár, krk, horné končatiny), menej často na oblastiach tela pokrytých odevom. Karbunkul je druh hemoragického nekrózneho ložiska, na ktorého vrchole sa tvorí vezikula so serózno-krvavým obsahom alebo hustá čiernohnedá chrasta. Koža a podkožné tkanivo karbunku a okolo neho sú edematózne, nasýtené serózno-krvavým exsudátom, ale hnisanie a abscesy sa zvyčajne nepozorujú. V zapálených tkanivách a exsudáte sa nachádza veľké množstvo bacilov obklopených kapsulou.

Pri črevnej forme sa pozoruje celková intoxikácia s katarálnymi a hemoragickými prejavmi z gastrointestinálneho traktu (nevoľnosť, vracanie s krvou, krvavá hnačka, bolesť brucha a dolnej časti chrbta). Ochorenie trvá 2-4 dni a najčastejšie končí smrťou.

Pľúcna forma antraxu je extrémne zriedkavá a prejavuje sa ako bronchopneumónia s hlbokou celkovou intoxikáciou, bolesťou na hrudníku, celkovou malátnosťou, vysokou teplotou, kašľom s tvorbou spúta, spočiatku hlienového, potom krvavého. Smrť nastáva na 2. až 3. deň. Spravidla sú všetky formy antraxu sprevádzané vysokou teplotou (39 – 40 °C). Najťažšou formou antraxu je septická forma, ktorá môže byť buď primárna, alebo dôsledkom komplikácie inej formy ochorenia. Vyznačuje sa množstvom hemoragických prejavov a prítomnosťou veľkého množstva patogénu v krvi, mozgovomiechovom moku a v mnohých orgánoch chorého človeka. Ochorenia antraxom u ľudí sú sporadické.

Postinfekčná imunita je spojená s výskytom antitoxínov a antimikrobiálnych (ochranných) protilátok.

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

Laboratórna diagnostika antraxu

Ako materiál na štúdium slúžia: pri kožnej forme - obsah vezikúl, výtok z karbunku alebo vredu; pri črevnej forme - stolica a moč; pri pľúcnej forme - spútum; pri septickej forme - krv. Štúdiu môžu byť podrobené rôzne objekty prostredia (pôda, voda), potraviny, suroviny živočíšneho pôvodu a iné materiály. Na detekciu patogénu sa používa bakterioskopická metóda: detekcia grampozitívnych tyčiniek obklopených kapsulou (v materiáli od zvierat alebo ľudí) alebo obsahujúcich spóry (objekty prostredia). Hlavnou diagnostickou metódou je bakteriologická - izolácia čistej kultúry a jej identifikácia s povinným testovaním patogenity pre laboratórne zvieratá. V prípadoch, keď je skúmaný materiál silne kontaminovaný sprievodnou, najmä hnilobnou mikroflórou, sa používa biologický test: biele myši alebo morčatá sa infikujú subkutánne. V prítomnosti B. anthracis myši a morčatá uhynú do 24-26 hodín, králiky - do 2-3 dní, s príznakmi všeobecnej sepsy; slezina je prudko zväčšená, v mieste vpichu materiálu - infiltrát. V preparátoch z krvi a orgánov - kapsulárne tyčinky.

Spomedzi sérologických reakcií sa Ascoliho termoprecipitačná reakcia používa predovšetkým na diagnostické účely. Používa sa v prípadoch, keď je ťažké počítať s izoláciou čistej kultúry patogénu (najmä pri skúmaní vlny, koží, štetín a iných predmetov). Ascoliho reakcia je založená na detekcii termostabilných antigénov patogénu, ktoré sa uchovávajú oveľa dlhšie ako životaschopné vegetatívne bunky a spóry antraxového bacilu. Na retrospektívnu diagnostiku antraxu sa používa alergický test s antraxínom.

Liečba antraxu

Liečba antraxu je komplexná. Je zameraná na neutralizáciu toxínu a boj proti patogénu: používa sa imunoglobulín proti antraxu a antibiotiká (penicilíny, tetracyklíny, erytromycín atď.).

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

Špecifická profylaxia antraxu

Prvú vakcínu proti antraxu získal L. Pasteur v roku 1881, v našej krajine L. S. Tsenkovskij v roku 1883 z oslabených kmeňov B. anthracis. V súčasnosti sa v Rusku na prevenciu antraxu u ľudí a zvierat používa živá vakcína bez spór a kapsúl STI. Je pripravená z avirulentného kmeňa antraxového bacilu. Vakcína proti antraxu je vysoko účinná. Očkovanie sa podáva jednorazovo, buď kožne, alebo intradermálne, osobám, ktoré sa v dôsledku svojho povolania môžu nakaziť antraxom. Revakcinácia sa vykonáva po roku.