Obzvlášť nebezpečné infekcie

Obzvlášť nebezpečné infekcie sú skupinou chorôb, medzi ktoré patria nasledujúce infekcie: mor, antrax, kiahne, ktoré sa môžu použiť ako biologické zbrane alebo na teroristické účely.

Biologické zbrane sú mikroorganizmy alebo ich toxíny používané na spôsobenie smrti alebo bezmocnosti u ľudí, zvierat alebo rastlín. Biologické zbrane sa preto môžu použiť nielen na zabíjanie ľudí, ale aj na spôsobenie ekonomických škôd zabíjaním zvierat alebo plodín.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]

Epidemiológia

Charakteristickými epidemiologickými znakmi biologických zbraní sú dostupnosť, nízke náklady, prítomnosť inkubačnej doby, možnosť ochrany pred poškodením, jednoduchosť a utajenie výroby, jednoduchá distribúcia, široký verejný ohlas a dostupnosť informácií.

[ 4 ], [ 5 ], [ 6 ]

Dôvody

Stovky patogénov sú schopné spôsobiť infekčné choroby, ale len niekoľko z nich sa dá použiť ako biologické zbrane. Mnohé z nich sú patogénmi zoonotických infekcií, ktoré sú nebezpečné pre ľudí aj zvieratá. Najúčinnejšou metódou šírenia infekčných chorôb je aerosól, v dôsledku ktorého sa patogény alebo toxíny priamo dostávajú do pľúc. V tomto prípade však musí byť škodlivý agens stabilný vo forme aerosólu, mať vysokú virulenciu a schopnosť spôsobiť širokú škálu klinických prejavov. Napríklad vírus venezuelskej encefalitídy ošípaných, ktorý môže spôsobiť ochorenie u približne 100 % infikovaných ľudí, sa môže použiť ako biologická zbraň, ale vírus japonskej encefalitídy, ktorý vo väčšine prípadov vedie k subklinickému priebehu infekcie, nie. V závislosti od účelu použitia sa biologické zbrane rozlišujú so smrteľnými a nesmrteľnými účinkami. NATO predložilo zoznam 39 potenciálnych patogénov a toxínov, ktoré sa môžu použiť ako biologické zbrane. V Rusku existuje podobný zoznam s názvom „obzvlášť nebezpečné patogény“. Okrem toho existuje stupnica, podľa ktorej sa patogény obzvlášť nebezpečných infekcií rozlišujú podľa požadovanej dávky na použitie v aerosóle, stability v prostredí, nákazlivosti, závažnosti infekcie, rýchlosti diagnostiky, možnosti prevencie a liečby. Najrelevantnejšie sú patogény kiahní, moru, antraxu a botulizmu.

[ 7 ], [ 8 ], [ 9 ]

Patogény obzvlášť nebezpečných infekcií

Antrax (čierne kiahne)

Pôvodcom antraxu je Bacillus anthracis, nepohyblivá, grampozitívna baktéria tvoriaca spóry. Je vysoko stabilná a virulentná po celé desaťročia. Dá sa dlhodobo vyrábať a skladovať. Spóry sa dajú pripraviť do ideálnej veľkosti (1 – 5 µm) na preniknutie hlboko do dýchacích ciest. Smrteľná dávka baktérií pre polovicu osôb nakazených vdýchnutím je 8 – 10 tisíc spór alebo viac. Toto množstvo sa môže do dýchacieho systému dostať jediným nádychom v oblaku spór. Pri akútnych infekciách sa v tele nachádzajú iba živé, zapuzdrené baktérie.

[ 10 ], [ 11 ], [ 12 ]

Kiahne

Vírus patrí do rodu Orthopoxvirus a je to DNA vírus s priemerom 0,25 µm.

Mor

Pôvodcom moru je nepohyblivý gramnegatívny kokobacil Yersinia pestis. Pri farbení podľa Grama má vzhľad kyja v dôsledku bipolárneho farbenia. V porovnaní s pôvodcom antraxu je v prostredí menej stabilný, ale smrteľná dávka je výrazne nižšia.

Dostupnosť

Pôvodcov obzvlášť nebezpečných infekcií možno ľahko získať. Baktérie, ako je Clostridium botulinum, možno izolovať z pôdy a kultivovať so základnými mikrobiologickými znalosťami a zručnosťami. Pôvodcov antraxu a moru možno izolovať zo zvierat a environmentálnych objektov v endemických oblastiach, z mikrobiologických zbierok, z lekárskych spoločností alebo laboratórií zapojených do legitímneho vedeckého a diagnostického výskumu.

[ 13 ]

Inkubačná doba

Môže trvať od niekoľkých hodín (stafylokokový enterotoxín B) do niekoľkých týždňov (Q horúčka). Tento typ zbrane sa vyznačuje postupným rozvojom účinku, distribuuje sa vo forme aerosólu bez zvuku, zápachu, farby a nespôsobuje žiadne pocity.

Patogenéza obzvlášť nebezpečných infekcií

Antrax

Infekcia sa prenáša tromi spôsobmi: kontaktom, potravinami a vzduchom. Kapsula týchto mikroorganizmov obsahuje kyselinu polyglutámovú, ktorá znižuje fagocytárnu aktivitu makrofágov. Spóry však môžu byť fagocytované tkanivovými makrofágmi, v ktorých sú schopné klíčiť. Baktérie sa v oblasti prieniku množia a lymfatickou cestou sa dostávajú do regionálnych lymfatických uzlín. Počas rastu antraxové baktérie syntetizujú tri proteíny: edémový faktor, letálny faktor a ochranný antigén, pričom druhý menovaný vytvára komplexy s edémovými a letálnymi faktormi. Tieto komplexy sa nazývajú edémové a letálne toxíny. Pôsobenie edémového faktora je spojené s lokálnou aktiváciou adenylátcyklázy a výskytom edému. Pôsobenie letálneho faktora vedie k rozvoju tkanivovej nekrózy.

Pri konzumácii nedostatočne tepelne upraveného mäsa sa bakteriálne spóry môžu dostať do gastrointestinálneho traktu a spôsobiť zodpovedajúcu formu ochorenia. Inhalačná forma nastáva, keď spóry prenikajú cez dýchacie cesty a považuje sa za najatraktívnejšiu z hľadiska vytvárania biologických zbraní.

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

Kiahne

Patogén sa do tela dostáva niekoľkými spôsobmi. Aerosólová infekcia nastáva priamym kontaktom s infikovanými jedincami. Kontaktná infekcia nastáva priamym kontaktom slizníc chorých jedincov so sliznicami zdravého človeka. V tomto prípade sa vírus prenáša infikovanými hlienovými sekrétmi alebo infikovanými bunkami odlupujúceho sa epitelu. Riziko infekcie prudko rastie pri aerosólovom šírení vírusu kýchaním a kašľom. Jeden pacient môže byť zdrojom infekcie pre 10 – 20 zdravých jedincov. Inkubačná doba je 7 až 17 dní.

Vírus preniká cez sliznicu dýchacích ciest a vstupuje do regionálnych lymfatických dráh. Po replikácii dochádza do 3-4 dní k virémii, ktorá nie je sprevádzaná klinickými prejavmi v dôsledku aktívneho odstraňovania vírusov retikuloendotelovým systémom. V dôsledku pokračujúcej replikácie vírusu dochádza po niekoľkých dňoch k druhej vlne virémie, vírusy vstupujú do kože a iných orgánov a u pacientov sa objavujú prvé príznaky ochorenia.

Mor

Pri bubonickej forme moru sa baktérie z infikovanej oblasti (uštipnutie hmyzom) dostávajú do lymfatického systému, dosahujú lymfatické uzliny, kde sa množia. V dôsledku toho sa lymfatické uzliny zväčšujú a predstavujú bubo - veľmi napätú a zapálenú lymfatickú uzlinu, obmedzujúcu pohyb v dôsledku silnej bolesti. K poškodeniu orgánov dochádza v dôsledku hematogénneho šírenia.

Pneumonická forma moru sa môže vyskytnúť ako komplikácia vyplývajúca zo sekundárnej bakteriémie alebo ako nezávislá forma, ktorá sa vyvíja vdýchnutím infikovaných častíc. Inkubačná doba sa pohybuje od niekoľkých hodín do 12 dní.

Príznaky obzvlášť nebezpečných infekcií

Antrax

Vyskytuje sa v nasledujúcich klinických formách v závislosti od cesty penetrácie: kožná, gastrointestinálna, pľúcna. Inkubačná doba je od 1 do 6 dní, v niektorých prípadoch dosahuje 43 dní po infekcii (podľa údajov získaných po vyšetrovaní katastrofy v Sverdlovsku). Dôvod takej dlhej inkubácie nie je známy, ale v experimente boli počas 100 dní pozorovania nájdené živé spóry v lymfatických uzlinách mediastina primátov. Po začatí antibiotickej liečby môžu klinické príznaky zmiznúť, ale zostávajúce živé spóry v lymfatických uzlinách môžu viesť k relapsu infekcie. Pri inhalačnej infekcii sa vyskytujú nešpecifické príznaky vo forme horúčky, kašľa, slabosti, bolesti na hrudníku. Stav sa zhoršuje do 24 – 48 hodín. Lymfatické uzliny sa zväčšujú a opuchajú, často dochádza k krvácaniu v ich stróme, prasklinám a krvácaniu, patogény vstupujú do mediastina. Po krátkom období zdanlivej pohody sa stav náhle prudko zhorší. Vyskytuje sa cyanóza, dýchavičnosť, stridor a príznaky respiračného zlyhania. Pneumónia nemá charakteristické príznaky. Môže sa vyvinúť hemoragická pleuritída. Pri absencii adekvátnej liečby dochádza k bakterémii a toxémii, objavujú sa sekundárne metastatické ložiská v gastrointestinálnom trakte a membránach mozgu a miechy. Hemoragická meningitída sa pri pitve zistí u 50 % úmrtí na antrax.

Kiahne

Prvými príznakmi ochorenia sú horúčka, bolesť hlavy, bolesť svalov a vracanie. Hlavným príznakom je vyrážka, ktorá sa najprv objaví na tvári a distálnych končatinách, potom sa rozšíri do tela. Najväčší počet prvkov sa pozoruje na tvári a končatinách. Vyrážka sa spočiatku podobá osýpkam. Vo väčšine prípadov osýpok sa však vyrážka nachádza prevažne na tele, prvky vyrážky sú v rôznych štádiách vývoja a po vyrážke sa pacient rýchlo stáva nenákazlivým. Pri kiahňach zostáva pacient nákazlivý, kým všetky prvky vyrážky nezmiznú. Klinické varianty infekcie sa pohybujú od nízkopríznakových až po letálne, hemoragické formy. Komplikáciami ochorenia sú encefalitída, ARDS, slepota.

Mor

Bubonická forma

Typický je akútny nástup, vysoká horúčka (do 40 °C) so zimnicou, zväčšené lymfatické uzliny. Tvoria sa bubóny (bolestivé zväčšené lymfatické uzliny s výrazným edémom, koža nad nimi je hladká a hyperemická). Najčastejšie sú postihnuté femorálne a trieslové lymfatické uzliny, menej často axilárne a krčné. V mieste uhryznutia sa nachádza hnisavý pľuzgier s lokálnou lymfangitídou, niekedy chrasta. Typické je zhoršené vedomie od dezorientácie až po delírium. Počas druhého týždňa je možné hnisanie lymfatických uzlín. Príčinou úmrtia je sepsa, ktorá sa vyskytuje na 3. – 5. deň ochorenia.

[ 18 ], [ 19 ], [ 20 ]

Primárna pľúcna forma

Inkubačná doba trvá 2-3 dni. Rýchlo sa objaví hypertermia, zimnica, bolesť hlavy a do 20-24 hodín sa objaví kašeľ, spočiatku s hlienovým spútom. Potom sa v spúte môžu objaviť pruhy krvi a spúto môže získať aj jasne červenú farbu (malinový sirup). Charakteristické poškodenie pľúc sa vyskytuje vo forme zhutnenia, zápal pohrudnice sa zvyčajne nevyvíja. Bez liečby nastáva smrť do 48 hodín.

Ďalšie formy moru sú septikemický, meningitídový, faryngeálny, benígny (v endemických oblastiach).

Diagnostika obzvlášť nebezpečných infekcií

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

Antrax

Klinický obraz inhalačnej infekcie nemá žiadne patognomonické príznaky. Charakteristické zmeny na RTG snímkach hrudníka sú mediastinálna expanzia (60 %), infiltrácia (70 %) a pleurálny výpotok (80 %). Baktérie a ich toxíny sa objavujú v krvi dva dni po infekcii. Leukocytóza sa vyvíja bezprostredne po objavení sa toxínov v krvi.

Baktérie je možné v krvi zistiť Gramovým farbením. Na diagnostické účely sa vykonáva mikrobiologické vyšetrenie periférnej krvi, mozgovomiechového moku a pleurálneho výpotku. Gramovo farbenie spúta sa nevykonáva, pretože mikroorganizmy sa zvyčajne nedetekujú. Na retrospektívne potvrdenie diagnózy sa používajú sérologické diagnostické metódy. Na rýchlu diagnostiku možno použiť imunofluorescenčné reakcie a PCR.

V prípade inhalačnej infekcie možno spóry zistiť v sekrétoch z orofaryngu (do 24 hodín) a v stolici (do 24 – 72 hodín).

[ 25 ]

Kiahne

Diagnóza ochorenia je založená na charakteristickej vyrážke. Svetelná mikroskopia biopsií vyrážky môže odhaliť eozinofilné elementy (Guarneriho telieska). Elektrónová mikroskopia odhalí vírusy, ale je ťažké ich odlíšiť od iných vírusov z čeľade ortopoxvírusov. Na objasnenie diagnózy sa používa virologické testovanie alebo PCR.

Mor

Klinická diagnóza sa pri bubonickej forme stanovuje na základe prítomnosti vstupných portálov, charakteristických bubónov, príznakov generalizovaného zápalu a vysokej leukocytózy. Pri pľúcnej forme sa zistí charakteristická infiltrácia pľúcneho tkaniva počas rádiologického vyšetrenia. Diagnóza sa potvrdí izoláciou patogénu z krvi, spúta a aspirátu lymfatických uzlín. Chirurgická biopsia môže viesť k diseminácii yersínií. K dispozícii sú sérologické testy (reakcia fixácie komplementu, nepriama hemaglutinácia, imunofluorescencia).

Liečba obzvlášť nebezpečných infekcií

Antrax

Kmene patogénov sú zvyčajne citlivé na penicilínové antibiotiká, preto sa v endemických oblastiach pri kožnej forme infekcie používa skupina penicilínov intramuskulárne alebo intravenózne v dávke 2 milióny jednotiek každé 2 hodiny alebo 4 milióny jednotiek každé 4-6 hodiny. Vzhľadom na vysokú pravdepodobnosť laboratórnej modifikácie kmeňov v prípade útoku biologickými zbraňami sa ciprofloxacín zvyčajne používa intravenózne v dávke 400 mg každých 12 hodín. V prípade alergie na penicilín sa môže použiť tetracyklín (doxycyklín 100 mg perorálne každých 12 hodín) alebo erytromycín (500 mg intravenózne každých 6 hodín).

Na základe nových údajov (2001) boli odporúčania mierne upravené. Liečba sa má začať ciprofloxacínom alebo doxycyklínom (vo vyššie uvedených dávkach) v kombinácii s jedným alebo dvoma ďalšími antibiotikami (rifampicín, vankomycín, penicilín, ampicilín, chloramfenikol, tienam, klindamycín, klaritromycín). Rovnaké lieky sa používajú na liečbu a prevenciu antraxu u detí (v dávkach primeraných veku) a tehotných žien. Antibiotiká sa majú predpísať čo najskôr a v liečbe sa majú pokračovať až 60 dní. Ak sa stav pacienta zlepší parenterálnou liečbou, je racionálne prejsť na perorálne podávanie liekov.

Používanie cefalosporínov a kotrimoxazolu sa neodporúča.

Na účely patogenetickej terapie sa odporúča použiť infúznu terapiu, vazoaktívne lieky v prípade šoku a respiračnú podporu v prípade hypoxémie.

[ 26 ]

Kiahne Naturalpap

Zvyčajne sa podáva symptomatická liečba. Existujú určité pozitívne skúsenosti s antivírusovým liekom cidofovir u ľudoopov.

Mor

Liečba sa má začať okamžite. Pri septických a pľúcnych formách sa má liečba začať v priebehu prvých 24 hodín. Odporúča sa predpísať streptomycín v dávke 1 g každých 12 hodín intramuskulárne počas 10 dní. Gentamicín v dávke 5 mg/kg intramuskulárne alebo intravenózne jedenkrát denne alebo 2 mg/kg pri prvej aplikácii, potom 1,7 mg/kg intramuskulárne alebo intravenózne každých 8 hodín. Alternatívnym liekom je doxycyklín v dávke 100 mg intravenózne 2-krát denne, ciprofloxacín 400 mg intravenózne každých 12 hodín alebo chloramfenikol (levomycetín) v dávke 25 mg/kg intravenózne každých 6 hodín. Pri meningeálnej forme sa chloramfenikol považuje za liek voľby kvôli jeho vysokej penetrácii do subarachnoidálneho priestoru. Beta-laktámové antibiotiká sa na liečbu moru nepoužívajú.

Ako predchádzať obzvlášť nebezpečným infekciám?

Napriek relatívnej dostupnosti biologických zbraní je ich masová výroba stále obmedzená skutočnosťou, že vyžadujú živé mikroorganizmy a proteínové látky, ktoré sú citlivé na faktory prostredia (sušenie, slnečné svetlo, zahrievanie).

Antrax

Hlavnými preventívnymi opatreniami sú protiepidemická kontrola na farmách zaoberajúcich sa chovom dobytka, očkovanie zvierat, veterinárov, pracovníkov textilných (spracovateľských) podnikov, zavedenie obmedzení používania vlny v priemysle a každodennom živote. V prípade očakávaného kontaktu sa na chemoprofylaxiu používa ciprofloxacín. Alternatívnymi liekmi sú doxycyklín a amoxicilín. Na základe praktických skúseností odborníci z USA odporúčajú profylaxiu ciprofloxacínom počas 60 dní po pravdepodobnom kontakte.

Ďalším spôsobom prevencie je očkovanie absorbovanou vakcínou. Experimenty ukázali, že u primátov bola kombinácia očkovania a antibiotickej chemoprofylaxie účinnejšia ako očkovanie a chemoprofylaxia samostatne.

Kiahne

Hlavnou formou prevencie je očkovanie. Avšak vzhľadom na absenciu spontánnej chorobnosti je očkovanie proti kiahňam od polovice 70. rokov 20. storočia vylúčené z očkovacieho kalendára.

Ak sa zistí zdroj infekcie, je potrebné okamžite zaočkovať osoby vo vašom okolí. Za ochranu pred aerosólovou infekciou sa považujú špeciálne respirátory schopné zachytiť vírusové častice. Za dôležité opatrenie sa považuje izolácia chorých ľudí.

Mor

Hlavnou úlohou prevencie je kontrola hlodavcov, používanie repelentov na ničenie bĺch. Očkovanie sa neodporúča cestujúcim do endemických oblastí (nechráni pred aerosólovou infekciou). V prípade zvýšeného rizika ochorenia sa odporúča užívať doxycyklín 100 mg alebo ciprofloxacín 500 mg každých 12 hodín počas celého obdobia kontaktu.

Predpoveď obzvlášť nebezpečných infekcií

[ 27 ], [ 28 ]

Antrax

Kožná forma ochorenia sa vyskytuje v 95 % prípadov; pri absencii liečby je úmrtnosť pri tejto forme približne 20 %. Pri črevnej forme je úmrtnosť výrazne vyššia kvôli zložitosti diagnostiky a oneskoreniu liečby. Inhalačná forma sa považuje za smrteľnú, ak sa liečba nezačne pred objavením sa klinických príznakov.

[ 29 ]

Kiahne

Pri použití ako biologickej zbrane je úmrtnosť u neočkovaných jedincov 20 – 40 %.

Mor

Úmrtnosť na bubonický mor bez liečby dosahuje 60 %, na pľúcny mor 90 %. Pri včasnej liečbe sa úmrtnosť znižuje na 5 %.

Možnosť ochrany pred porážkou

Osoby distribuujúce biologické zbrane vo forme aerosólu musia mať odolnosť voči ochoreniu, čo sa dosahuje očkovaním alebo profylaktickým užívaním liekov. Na rozdiel od chemických zbraní, patogény obzvlášť nebezpečných infekcií zvyčajne nedokážu preniknúť do tela cez neporušenú kožu.

Jednoduchosť a nenápadnosť výroby

Technológia a zariadenia na výrobu biologických zbraní sa výrazne nelíšia od výroby piva, vína, antibiotík, vakcín. Jednoduchá distribúcia.

Biologické zbrane sa dajú ľahko šíriť pomocou poľnohospodárskych zavlažovacích zariadení, určitých meteorologických podmienok, vetracích systémov a ďalších faktorov.

Podľa odhadov OSN je možné pri použití 50 kg drogy v meste s 500-tisíc obyvateľmi vytvoriť 2 km široký pás ničenia s počtom postihnutých, v závislosti od patogénu, od 30 do 125-tisíc ľudí.

Široký verejný ohlas

Kiahne, mor a antrax sú v histórii dobre známe choroby, ktoré spôsobujú paniku a teror medzi civilným obyvateľstvom. Nedávne použitie spór antraxu v Spojených štátoch nám opäť pripomenulo potenciálne nebezpečenstvo biologických zbraní a vyvolalo rozsiahle verejné pobúrenie a pocit neistoty.

[ 30 ], [ 31 ]

Dostupnosť informácií

Až donedávna bolo takmer nemožné získať informácie o výrobe biologických zbraní. Teraz je vďaka celosvetovej sieti možné získať podrobné informácie o výrobe biologických zbraní.

[ 32 ], [ 33 ], [ 34 ]

Antrax

K infekcii zvyčajne dochádza počas práce so zvieracími chlpmi, varením kostí a činením kože. Na začiatku 20. storočia bolo ročne popísaných približne 500 prípadov ochorenia, ktoré sa vyskytovali v kožnej forme. V roku 2001 boli v Spojených štátoch v dôsledku použitia biologických zbraní na teroristické účely zasielané spóry antraxu v listových obálkach a bolo vdýchnutých 11 ľudí. V roku 1979 došlo pri nehode v Sverdlovsku k uvoľneniu spór, ktoré zrejme zabili 66 ľudí a veľké množstvo zvierat. Oblasť zasiahnutá vetrom sa rozprestierala na 4 km pre ľudí a 50 km pre zvieratá.

Kiahne

K vypuknutiu choroby dochádza z neznámych dôvodov. V roku 1970 došlo k vypuknutiu nákazy v nemocnici v nemeckom Meschede, pravdepodobne v dôsledku šírenia vírusov aerosólom. V roku 1972 sa v Juhoslávii vyskytol importovaný prípad infekcie, od pacienta sa nakazilo 11 ľudí a celkovo 175 ľudí ochorelo.

Mor

Existujú tri známe pandémie moru. V stredoveku najzávažnejšia (druhá) pandémia zabila tretinu obyvateľstva európskych krajín. Posledná pandémia sa vyskytla v roku 1898. V roku 1994 bolo v Indii zaznamenané vypuknutie pľúcneho moru. Na západnom pobreží Spojených štátov sa každoročne pozoruje niekoľko prípadov bubonického moru. Ľudia nie sú zapojení do životného cyklu patogénov moru. Ochorenie sa zvyčajne vyskytuje v oblastiach s veľkým počtom infikovaných divých hlodavcov (potkany, myši, veveričky), ktoré sú prirodzeným rezervoárom. Bolo opísaných niekoľko prípadov infekcie pľúcnym morom prostredníctvom úzkeho kontaktu s infikovanými mačkami. Ochorenie sa môže prenášať z človeka na človeka.

Infekcia sa prenáša na človeka z hlodavcov uhryznutím infikovaných bĺch a z človeka na človeka kvapôčkami vo vzduchu kontaktom s kašľajúcim pacientom s pľúcnou formou moru.