Патогенът на антракс

Антраксът е остро инфекциозно заболяване при хора и животни (домашни и диви).

Руското наименование на болестта е дадено от С. С. Андриевски във връзка с голяма епидемия в Урал в края на 18 век. През 1788 г. с героичен експеримент за самозаразяване той доказва идентичността на антракса при хора и животни и окончателно потвърждава неговата нозологична независимост. Причинителят - Bacillus anthracis - е многократно описван от различни автори (Pollender A., 1849; Dalen K., 1850; Braun F., 1854), но етиологичната му роля е окончателно установена от Р. Кох (1876) и Л. Пастьор (1881).

B. anthracis (род Bacillus) принадлежи към семейство Bacillaceae (клас Bacilli). Представлява голяма пръчка с дължина 5-8, понякога до 10 µm, с диаметър 1,0-1,5 µm. Краищата на живите пръчки са леко заоблени, докато тези на мъртвите пръчки са отрязани и леко вдлъбнати. Пръчките в натривките са разположени по двойки и много често във вериги, особено дълги върху хранителни среди, наподобяващи бамбукова бастун. Антраксната пръчка се оцветява добре с всички анилинови багрила, грам-положителна е. Няма флагели, образува спори, но само извън човешкото или животинското тяло при наличие на кислород и определена влажност. Оптималната температура за спорулация е 30-35 °C (спорообразуването не се случва под 12 °C и над 43 °C). Спорите са разположени централно, диаметърът им не надвишава диаметъра на бактериалната клетка. Спорообразуването се случва, когато бактериите изпитват недостиг или на енергийни източници, или на аминокиселини, или на основи. Тъй като тези източници на хранене за бактериите се намират в кръвта и тъканите, в организма не се наблюдава спорулация. Причинителят на антракс образува капсула, но само в тялото на животно или човек; рядко се наблюдава върху хранителни среди (върху среди, съдържащи кръв или серум). Капсулирането на патогенни бактерии е защитен механизъм. То се индуцира от фактори, съдържащи се в кръвта и тъканите, следователно капсулите се образуват, когато бактериите са в организма или когато се отглеждат върху среди с кръв, плазма или серум. Съдържанието на G + C в ДНК варира в рамките на 32-62 mol% (за рода като цяло).

Причинителят на антракса е аероб или факултативен анаероб. Оптималната температура за растеж е 37-38 °C, pH на средата е 7,2-7,6. Неизискващ е към хранителни среди. Върху плътни среди образува характерни големи матови грапави колонии с R-форма. Структурата на колониите, поради верижното разположение на пръчиците, които образуват нишки, простиращи се от центъра, е подобна на къдрици или лъвска грива (фиг. 98). Върху агар, съдържащ пеницилин (0,05-0,5 U/ml), след 3 часа растеж, бацилите се разпадат на отделни топчета, разположени във формата на верига, образувайки феномена на „перлена огърлица“. В бульон пръчката, която е в R-форма, расте на дъното, образувайки утайка под формата на бучка памук, докато бульонът остава прозрачен. B. anthracis е вирулентен в R-форма и губи вирулентността си, когато преминава в S-форма. Такива пръчици образуват кръгли, гладки колонии с гладки ръбове върху плътна среда и равномерна мътност в бульона. В този случай пръчиците губят способността си да се подреждат във вериги в намазките и придобиват вид на кокобактерии, разположени в струпвания.

B. anthracis е доста активен биохимично: ферментира глюкоза, захароза, малтоза, трехалоза с образуване на киселина без газ, образува H2S, пресича млякото и го пептонизира, каталазо-позитивен е, има нитратредуктаза. При посяване чрез инжектиране в колона с 10-12% месно-пептонов желатин, предизвиква неговото послойно втечняване.

За да се разграничи B. anthracis от други видове Bacillus, се използва набор от характеристики.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]

Антигенна структура на патогена на антракса

Причинителят на антракс има соматични антигени и капсулен антиген с протеинова природа (състои се от D-глутаминова киселина), образуван главно в организма на животни и хора. Соматичният антиген с полизахаридна природа е термостабилен и се запазва дълго време във външната среда и в животински трупове. Диагностичната реакция на термопреципитация на Асколи се основава на неговото откриване. Антраксният бацил също има антигени, общи за рода Bacillus.

[ 4 ], [ 5 ], [ 6 ]

Фактори на патогенност на патогена на антракса

Най-важният фактор на вирулентност на антраксния бацил е капсулата. Загубата на капсулата води до загуба на вирулентност. Капсулата предпазва B. anthracis от фагоцитоза. Друг важен фактор на вирулентност, който е отговорен за смъртта на животните, е сложен токсин, съдържащ три различни компонента: фактор I, състоящ се от протеин и въглехидрат; и два фактора с чисто протеинов характер (фактори II и III). Синтезът на сложен токсин се контролира от плазмида pXOl с mm 110-114 MD. Плазмидът pXOl съдържа три гена, които определят синтеза на основните компоненти на екзотоксина:

• ген cua - едемен фактор (EF);
• pag ген - защитен антиген (PA);
• lef ген - летален фактор (LF).

Продуктът на гена cua (OF) е аденилат циклаза, която катализира натрупването на цАМФ в еукариотните клетки. Факторът на оток причинява повишена съдова пропускливост.

Защитният антиген индуцира синтеза на защитни антитела (най-имуногенен обаче е комплексът от трите компонента на неутрализирания токсин), леталният фактор причинява смъртта на животните. И трите компонента на токсина действат синергично. Синтезът на антраксната капсула също се контролира от плазмида рХ02 с mm 60 MD.

Резистентност на B. anthracis

Във вегетативната си форма, патогенът на антракса има същата устойчивост на фактори на околната среда и химикали, както и други неспорообразуващи бактерии - при температури над 75°C умира за 5-10 минути, в животински трупове под въздействието на отпадъчни продукти на гнилостни бактерии - за няколко дни. Спорите на антраксния бацил са изключително устойчиви: оцеляват в почвата десетилетия, във водата - няколко години, под въздействието на пряка слънчева светлина умират за 20 или повече дни, при варене се разрушават в рамките на 45-60 минути, при автоклавиране при 110°C - за 5 минути, суха топлина (140°C) може да се издържи до 3 часа. Спорите оцеляват дълго време във вълната и кожите на животни, използвани за различни видове дъбене, и в осолено месо.

Епидемиология на антракс

Основният източник на антракс са болните тревопасни животни. През целия период на заболяването те отделят патогена с урина, екскременти и слюнка в почвата, заразявайки я. Следователно почвата, особено богата на органична материя, се превръща в допълнителен резервоар на патогена. Животните се заразяват главно по хранителен път (чрез храна и питейна вода, замърсени със спори), по-рядко - чрез предаване - чрез ухапвания от мухи, кърлежи, конски мухи, които пренасят патогена от болни животни, трупове и заразени предмети от външната среда; много рядко - по въздушно-капков път. Патогенът не се предава чрез директен контакт от болно животно на здраво.

Хората се заразяват с антракс чрез директен контакт с животински трупове, при разфасоване на трупове на животни, убити насилствено, при грижи за болни животни, при консумация на месо или месни продукти, получени от болни животни, или при контакт с вълна, кожи, кожа или четина, заразени с патогена или неговите спори. Заразяването на здрав човек от болен се случва изключително рядко.

Входните портали за инфекцията са кожата и лигавиците на чревните и дихателните пътища. В зависимост от входния портал, човешкият антракс се проявява под формата на кожна (най-често, до 98% от всички случаи на заболяването), чревна или белодробна форма. Инкубационният период варира от няколко часа до 6-8 дни, най-често - 2-3 дни. Кожната форма се проявява под формата на антраксен карбункул, който обикновено се локализира върху открити части на тялото (лице, шия, горни крайници), по-рядко - върху области на тялото, покрити с дрехи. Карбункулът е вид хеморагично некротично огнище, на върха на което се образува везикула със серозно-кърваво съдържимо или плътна черно-кафява струпея. Кожата и подкожната тъкан на карбункула и около него са оточни, наситени със серозно-кървав ексудат, но обикновено не се наблюдават нагнояване и абсцеси. Във възпалените тъкани и ексудат се намира голям брой бацили, обградени от капсула.

При чревната форма се наблюдава обща интоксикация с катарални и хеморагични прояви от страна на стомашно-чревния тракт (гадене, повръщане с кръв, кървава диария, болки в корема и кръста). Заболяването продължава 2-4 дни и най-често завършва със смърт.

Белодробната форма на антракс е изключително рядка и протича като бронхопневмония с дълбока обща интоксикация, болка в гърдите, общо неразположение, висока температура, кашлица с отделяне на храчки, първоначално слузести, след това кървави. Смъртта настъпва на 2-3-ия ден. Като правило, всички форми на антракс са съпроводени с висока температура (39-40°C). Най-тежката форма на антракс е септичната форма, която може да бъде както първична, така и следствие от усложнение на друга форма на заболяването. Характеризира се с изобилие от хеморагични прояви и наличие на голямо количество от патогена в кръвта, цереброспиналната течност и в редица органи на болния. Заболяванията от антракс сред хората са спорадични.

Постинфекциозният имунитет е свързан с появата на антитоксини и антимикробни (защитни) антитела.

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

Лабораторна диагностика на антракс

Като материал за изследването служат: при кожна форма - съдържанието на везикулите, секрет от карбункула или язвата; при чревна форма - изпражнения и урина; при белодробна форма - храчки; при септична форма - кръв. На изследване могат да бъдат подложени различни обекти на околната среда (почва, вода), хранителни продукти, суровини от животински произход и други материали. За откриване на патогена се използва бактериоскопски метод: откриване на грам-положителни пръчици, обградени от капсула (в материал от животни или хора) или съдържащи спори (обекти на околната среда). Основният диагностичен метод е бактериологичен - изолиране на чиста култура и нейната идентификация, със задължително изследване за патогенност за лабораторни животни. В случаите, когато изследваният материал е силно замърсен със съпътстваща, особено гнилостна, микрофлора, се използва биологичен тест: бели мишки или морски свинчета се заразяват подкожно. При наличие на B. anthracis, мишките и морските свинчета умират след 24-26 часа, зайците - след 2-3 дни, с признаци на общ сепсис; слезката е рязко уголемена, на мястото на инжектиране на материала - инфилтрат. В препарати от кръв и органи - капсулни пръчици.

Сред серологичните реакции, реакцията на термопреципитация на Асколи се използва предимно за диагностични цели. Тя се използва в случаите, когато е трудно да се разчита на изолиране на чиста култура на патогена (по-специално при изследване на вълна, кожи, четина и други предмети). Реакцията на Асколи се основава на откриването на термостабилни антигени на патогена, които се съхраняват много по-дълго от жизнеспособните вегетативни клетки и спори на антраксния бацил. За ретроспективна диагностика на антракс се използва алергичен тест с антраксин.

Лечение на антракс

Лечението на антракс е сложно. То е насочено към неутрализиране на токсина и срещу патогена: използват се антиантраксни имуноглобулини и антибиотици (пеницилини, тетрациклини, еритромицин и др.).

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

Специфична профилактика на антракс

Първата ваксина срещу антракс е получена от Л. Пастьор през 1881 г., у нас - от Л. С. Ценковски през 1883 г. от отслабени щамове на B. anthracis. В момента в Русия за предотвратяване на антракс при хора и животни се използва жива ваксина без спори и капсули STI. Тя се приготвя от авирулентен щам на антраксния бацил. Ваксината срещу антракс е високоефективна. Ваксинациите се прилагат еднократно, кожно или интрадермално, на лица, които поради професията си могат да бъдат заразени с антракс. Реваксинацията се извършва след една година.