Сибиреязвенные бациллы (род Bacillus)

 

Сибирская язва (anthrax - злокачественный карбункул) - острая антропозоонозная инфекционная болезнь, вызываемая Bacillus anthracis, которая характеризуется тяжелой интоксикацией, поражением кожи, лимфатических узлов и других органов и высо- кой летальностью.

Заболевание сибирской язвой известно с глубокой древности, со времен Гиппократа, Галена и Цельса заболевание известно под названием «священный огонь» или «персидский огонь». Болезнь впервые описана русским врачом С.С. Андриевским в 1786 г. во время эпидемии на Урале. Возбудитель сибирской язвы Bacillus anthracis выделен Р. Кохом в1876 г. Относится к отделу Firmicutes, роду Bacillus, ко II группе патогенности.

 

Морфология. Сибиреязвенные бациллы - очень крупные (5-10*1-2 мкм) грамположительные палочки с обрубленными концами, в мазке из чистой культуры располагаются в виде длинных цепочек (стрептобациллы), слегка утолщенных на концах и образующих сочленения («бамбуковая трость»). Неподвижны. Образуют расположенные центрально споры, а также капсулу. В клиническом материале располагаются парами или короткими цепочками, окру-

женными общей капсулой. Капсулы образуются только у бактерий, выделенных из организма либо выращенных на питательной среде, содержащей животный белок (кровь, нативная сыворотка). Капсулы более устойчивы к действию гнилостной микрофлоры, чем бактериальные клетки, и в материале из гнилых трупов нередко можно обнаружить лишь пустые капсулы («тени» микробов). Для обнаружения капсул мазки окрашивают метиленовым синим Леффлера (клетки синие, капсулы малиново-красные). Споры сибиреязвенных бацилл овальной формы размером 0,8-1,0x1,5 мкм, располагаются центрально или субтерминально, не превышают диаметра клетки, сильно преломляют свет (могут быть выявлены в нативном виде при фазово-контрастной микроскопии). Спорообразование зависит от влажности, температуры (12-42?С), наличия свободного кислорода, рН среды. Переход из бациллярной в споровую форму происходит при попадании микробов в окружающую среду. В живом организме и невскрытом трупе споры не образуются, что обусловлено поглощением свободного кислорода в процессе гниения. На питательных средах массовое появление спор наблюдается к концу первых суток культивирования.

 

Культуральные свойства. Аэробы. Хорошо растут на простых питательных средах, бактерии можно выращивать на сыром или вареном картофеле, настое соломы, экстрактах злаков и бобовых в диапазоне температур от 12 до 45?С, температурный оптимум роста на плотной среде 35-37?С, на жидкой 32-33?С. Оптимум рН 7,2-8,6. На жидких средах дают придонный рост в виде комочка ваты, не вызывая помутнения среды; на плотных средах образуют крупные, с неровными краями, шероховатые матовые колонии (R-форма). Под лупой колонии имеют коричневый бугристый центр и более светлую периферию, по краям окруженную светлой зернистой каймой, которая образована пучками нитей клеток. Напоминают гриву льва или голову медузы. На свернутой лошадиной сыворотке растут в виде гладких прозрачных S-форм колоний, тянущихся за петлей. R-форма патогенна для человека, S-форма авирулентна. На средах, содержащих 0,05-0,5 ЕД/мл пе- нициллина, сибиреязвенные бациллы через 3-6 ч роста образуют сферопласты, расположенные цепочкой и напоминающие в мазке жемчужное ожерелье (тест «жемчужное ожерелье»).

Биохимическая активность достаточно высокая: обладают выраженной сахаролитической, протеолитической и липолитической

активностью. Гидролизуют крахмал, образуют ацетилметилкарбинол. Выделяют желатиназу, в отличие от почвенных бацилл об- ладают слабой гемолитической, лецитиназной и фосфатазной активностью.

 

Антигенная структура. Содержит родовой соматический полисахаридный антиген и видовой белковый капсульный антиген. Образует белковый экзотоксин, обладающий антигенными свойствами. Капсульные антигены и экзотоксин кодируются плазмидами, потеря которых делает бактерии авирулентными. Капсульные анти- гены представлены полипептидами, соединенными с молекулами D-глутаминовой кислоты. По капсульным антигенам выделяют единственный серовар, антитела к капсульным антигенам не обладают протективным свойством. Соматический антиген представлен полисахаридами клеточной стенки, антитела к нему не обладают протективным свойством. Сибиреязвенный экзотоксин имеет сложную структуру и включает в себя протективный антиген.

 

Факторы патогенности. Патогенен для человека и многих животных (крупный и мелкий рогатый скот, лошади, свиньи, дикие животные). Вирулентные штаммы в воспримчивом организме синтезируют большое количество капсульного вещества, обладающего выраженной антифагоцитарной активностью, и сложный экзотоксин, который представляет собой белковый комплекс, состоящий из вызывающего отек отечного фактора (проявляет эффект аденилатциклазы, повышает концентрацию цАМФ и вызывает отеки), протективного и летального компонентов (проявляет цитотоксический эффект и вызывает отек легких). Эти компоненты по отдель- ности не способны проявлять токсическое действие. Эти факторы в основном и определяют вирулентность возбудителя.

 

Экологическая ниша: крупный рогатый скот, овцы, козы, лошади, олени, буйволы, верблюды и свиньи.

 

Устойчивость в окружающей среде. Вегетативная форма неустойчива к факторам окружающей среды, однако споры чрезвычайно устойчивы и сохраняются в окружающей среде десятки лет (в воде до 10 лет, в почве до 30 лет), выдерживают кипячение и автоклавирование.

Чувствительность к антибиотикам. Сибиреязвенные бациллы чувствительны к пенициллину и другим антибиотикам.

Чувствительность к антисептикам и дезинфектантам. Вегетативные формы чувствительны к действию обычно применяемых

антисептиков и дезинфектантов, споры устойчивы к обычно применяемым антисептикам и дезинфектантам в обычных концентрациях. Спороцидным эффектом обладают активированные растворы хлорамина, горячего формальдегида, перекиси водорода.

 

Эпидемиология. Сибирская язва распространена повсеместно, особенно в районах с развитым животноводством. Источник инфекции - больные животные, чаще всего крупный рогатый скот, овцы, козы, лошади, олени, буйволы, верблюды и свиньи. Человек является биологическим тупиком. Как и для всех зоонозов, для сибирской язвы характерна множественность механизмов, путей и факторов передачи. Человек заражается чаще всего контактным путем, реже алиментарно, аэрогенно и другими путями, при уходе за больными животными, убое, переработке животного сырья, употреблении мяса и других животноводческих продуктов. Восприимчивость к возбудителю относительно невысокая.

 

Патогенез. Входными воротами возбудителя сибирской язвы в большинстве случаев являются поврежденная кожа, значительно реже - слизистые оболочки дыхательных путей и желудочнокишечного тракта. В основе патогенеза лежит действие экзотоксина возбудителя, отдельные фракции которого вызывают коагуляцию белков, отек тканей, приводят к развитию токсикоинфекционного шока. На месте внедрения возбудителя в кожу развивается сибиреязвенный карбункул - очаг геморрагическинекротического воспаления глубоких слоев дермы на границе с подкожной клетчаткой, сопровождающийся отеком и деструкцией тканей, в центре очага - некроз кожи с образованием буро-черной корки (anthrax - уголь), сопровождающейся отеком. Возбудитель из входных ворот заносится макрофагами в регионарные лимфатические узлы, в которых развивается воспаление без серьезных нарушений барьерной функции, в силу чего генерализация процесса не наступает или наступает в относительно поздние сроки от начала воспалительного процесса. При вдыхании пылевых частиц, содержащих сибиреязвенные споры, макрофаги захватывают возбудителя со слизистой оболочки дыхательных путей и заносят в трахеобронхиальные лимфатические узлы, в которых развивается воспаление с исходом в тотальный некроз, способствующий гема- тогенной генерализации инфекции.

 

Иммунитет. После перенесенного заболевания развивается стойкий перекрестный клеточно-гуморальный иммунитет, хотя отмечаются отдельные случаи повторного заболевания.

 

Клиническая картина. Продолжительность инкубационного периода сибирской язвы от нескольких часов до 12 дней, в среднем 2-3 дня. Клиническая картина обусловлена характером пораженных органов. Различают кожную, легочную и кишечную клинические формы сибирской язвы, которые могут закончиться сеп- сисом. Генерализованные формы в 100% случаев заканчиваются летально; при кожной форме летальность не превышает 5%.

 

Лабораторная диагностика. Материалом для исследования служат содержимое карбункула и пузырьков, мокрота, испражнения, кровь и моча. При патолого-анатомическом исследовании забирают кусочки органов или целые органы. По эпидемиологическим показаниям исследуют различные объекты внешней среды, а также шерсть и щетину животных. Все образцы помещают в герметичные сосуды и транспортируют закупоренными в опломбированных боксах или деревянных ящиках в лаборатории особо опасных инфекций (см. главу 15).

Микробиологическую диагностику проводят с соблюдением правил техники безопасности при особо опасных инфекциях. Для диагностики применяют все 5 методов микробиологической диагностики.

Первоначально из материала готовят мазки, которые окрашивают по Граму, а также по Романовскому-Гимзе и метиленовой синькой для выявления капсулы. Наличие в мазках крупных грамположительных стрептобацилл, окруженных капсулой, дает возможность поставить предварительный диагноз. Люминесцентная микроскопия применяется как дополнительный метод диагностики сибирской язвы, при этом сибиреязвенные бациллы, обработанные люминесцирующей сывороткой, выглядят как палочки с ободком, светящиеся зеленоватым светом.

Для выделения чистой культуры исследуемый материал засевают на МПА и МПБ, а также заражают лабораторных животных (белые мыши, морские свинки). Выделенную чистую культуру идентифицируют по следующим тестам: характер роста на МПА и МПБ, разжижение желатина в виде перевернутой елочки, отсутствие подвижности, по тесту «жемчужное ожерелье» и лизису сибиреязвенным бактериофагом ВА-9 и «Саратов». Дополнительно определяют лецитиназную, фосфотазную и гемолитическую активность.

В биопробе патологический материал или испытуемую культуру вводят подкожно морским свинкам в паховую область, мышам в

корень хвоста. Наблюдение за животными продолжают в течение 10 дней. У павших животных исследуют печень, селезенку, лимфа- тические узлы, почки, кровь из полостей сердца, места введения исследуемого материала. О наличии возбудителя сибирской язвы свидетельствует типичная патолого-анатомическая картина у подопытных животных: отек в месте введения исследуемого материала, темная несвернувшаяся кровь, кровоизлияния в клетчатке, рыхлая селезенка и плотная красная печень. В мазках-отпечатках из органов и крови имеются грамположительные капсулированные палочки.

Серодиагностика проводится в тех случаях, когда не удается обнаружить возбудителя в материале. Для определения антител в сыворотке крови больного используют реакцию латексной агглютинации или РПГА с протективным сибиреязвенным антигеном. Сибиреязвенные антигены определяют в РИФ, ИФА, РСК, РНГА, РП в геле и реакции термопреципитации по Асколи. Реакция Асколи имеет большое значение, так как позволяет обнаружить возбудитель при отрицательных результатах бактериологического исследования. Наличие сибиреязвенного антигена в разложившемся или мумифицированном трупе животного, коже (свежей, сухой, выделанной) и изделиях из нее, шкурках, мехе, шерсти определяют с помощью реакции термопреципитации по Асколи. Однако для прижизненной диагностики она не дает серьезных преимуществ перед бактериологическим и серологическим методами.

Для ретроспективной диагностики при эпидемиологических исследованиях ставят кожные аллергические пробы с антраксином. Антраксин вводят внутрикожно в количестве 0,1 мл, результаты учитывают через 24-48 ч. Пробу считают положительной при наличии гиперемии диаметром более 16 мм и инфильтрата.

 

Лечение. Для лечения применяют антибиотики и сибиреязвенный иммуноглобулин. Для антибактериальной терапии препарат выбора - пенициллин, при его непереносимости - тетрациклин.

 

Профилактика проводится в направлении всех трех звеньев эпидемического процесса: мероприятия 1-й группы направлены на источник инфекции, мероприятия 2-й группы - на разрыв механизма и путей передачи и мероприятия 3-й группы - на восприимчивый коллектив. Для специфической профилактики применяется живая сибиреязвенная вакцина СТИ (Санитарно-технический институт). Вакцина получена Н.И. Гинсбургом и А.Л. Тамариным

в 1940 г. Иммунизацию проводят по эпидемиологическим показаниям и группам риска. Для экстренной профилактики назначают сибиреязвенный иммуноглобулин. Неспецифическая профилактика такая же, как и при всех зоонозах, и сводится в основном к следующим санитарно-ветеринарным мероприятиям.

• Изоляция больных и подозрительных животных.

• Сжигание трупов погибших животных и зараженных объектов (подстилка, навоз).

• Обеззараживание мест содержания больных животных.

• Очистка водопоев.

• Осушение заболоченных участков (перепахивание, хлорирование).

• Организация скотомогильников. При невозможности сжигания трупов их хоронят на отдельных сухих и пустынных участках; глубина ямы должна быть не менее 2 м, труп кладут на толстый слой хлорной извести и засыпают ее сверху слоем до 10 см. Все мероприятия по захоронению следует проводить с соблюдением санитарных норм.

• Санитарный надзор за предприятиями, занятыми переработкой животного сырья. Все поступающее сырье проверяют в реакции термопреципитации по Асколи, меховые изделия изготовляют из сырья, давшего отрицательный результат в реакции термопреципитации по Асколи.