Patogen antraksa

Antraks je akutna nalezljiva bolezen ljudi in živali (domačih in divjih).

Rusko ime za bolezen je dal S. S. Andrievski v povezavi z veliko epidemijo na Uralu konec 18. stoletja. Leta 1788 je z junaškim poskusom samookužbe dokazal identiteto antraksa pri ljudeh in živalih ter dokončno potrdil njegovo nozološko neodvisnost. Povzročitelja - Bacillus anthracis - so večkrat opisali različni avtorji (Pollender A., 1849; Dalen K., 1850; Braun F., 1854), vendar sta njegovo etiološko vlogo dokončno ugotovila R. Koch (1876) in L. Pasteur (1881).

B. anthracis (rod Bacillus) spada v družino Bacillaceae (razred Bacilli). Je velika palica, dolga 5–8, včasih do 10 µm, s premerom 1,0–1,5 µm. Konci živih palic so rahlo zaobljeni, medtem ko so konci mrtvih palic odrezani in rahlo konkavni. Palice v razmazih so nameščene v parih in zelo pogosto v verigah, zlasti dolge na hranilnih gojiščih, ki spominjajo na bambusovo palico. Palica antraksa se dobro obarva z vsemi anilinskimi barvili, je grampozitivna. Nima bičkov, tvori spore, vendar le zunaj človeškega ali živalskega telesa v prisotnosti kisika in določene vlažnosti. Optimalna temperatura za sporulacijo je 30–35 °C (spore se ne tvorijo pod 12 °C in nad 43 °C). Spore so nameščene centralno, njihov premer ne presega premera bakterijske celice. Do tvorbe spor pride, ko bakterije primanjkuje bodisi virov energije bodisi aminokislin ali baz. Ker so ti viri prehrane za bakterije prisotni v krvi in tkivih, v telesu ne pride do sporulacije. Povzročitelj antraksa tvori kapsulo, vendar le v telesu živali ali osebe; redko jo opazimo na hranilnih medijih (na medijih, ki vsebujejo kri ali serum). Inkapsulacija patogenih bakterij je zaščitni mehanizem. Povzročajo jo dejavniki, ki jih vsebuje kri in tkivo, zato se kapsule tvorijo, ko so bakterije v telesu ali ko rastejo na medijih s krvjo, plazmo ali serumom. Vsebnost G + C v DNK se giblje med 32 in 62 mol % (za rod kot celoto).

Povzročitelj antraksa je aerob ali fakultativni anaerob. Optimalna temperatura za rast je 37–38 °C, pH medija je 7,2–7,6. Ni zahteven do hranilnih medijev. Na gostih medijih tvori značilne velike mat hrapave kolonije R-oblike. Struktura kolonij je zaradi verižne razporeditve palic, ki tvorijo nitke, ki se raztezajo od središča, podobna kodrom ali levji grivi (slika 98). Na agarju, ki vsebuje penicilin (0,05–0,5 U/ml), se bacili po 3 urah rasti razgradijo v posamezne kroglice, ki se nahajajo v obliki verige, in tvorijo pojav "biserne ogrlice". V juhi palica, ki je v R-obliki, raste na dnu in tvori usedlino v obliki kepe vate, medtem ko juha ostane prozorna. B. anthracis je virulenten v R-obliki in izgubi virulenco, ko preide v S-obliko. Takšne palčke tvorijo okrogle, gladke kolonije z gladkimi robovi na gostem gojišču in enakomerno motnostjo v juhi. V tem primeru palčke izgubijo sposobnost verižnega razporejanja v razmaze in dobijo videz kokobakterij, razporejenih v grozde.

B. anthracis je biokemično precej aktiven: fermentira glukozo, saharozo, maltozo, trehalozo s tvorbo kisline brez plina, tvori H2S, sesiri mleko in ga peptonizira, je katalazno pozitiven, ima nitratno reduktazo. Pri setvi z injekcijo v kolono 10-12% mesno-peptonske želatine povzroči njeno plastno utekočinjanje.

Za razlikovanje B. anthracis od drugih vrst Bacillus se uporablja niz značilnosti.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]

Antigenska struktura povzročitelja antraksa

Povzročitelj antraksa ima somatske antigene in kapsularni antigen beljakovinske narave (sestavljen iz D-glutaminske kisline), ki nastaja predvsem v telesu živali in ljudi. Somatski antigen polisaharidne narave je toplotno stabilen in se dolgo časa ohranja v zunanjem okolju in v živalskih truplih. Na njegovem odkrivanju temelji diagnostična Ascolijeva termoprecipitacijska reakcija. Tudi antraksni bacil ima antigene, skupne rodu Bacillus.

[ 4 ], [ 5 ], [ 6 ]

Dejavniki patogenosti povzročitelja antraksa

Najpomembnejši dejavnik virulence bacila antraksa je kapsula. Izguba kapsule vodi do izgube virulence. Kapsula ščiti B. anthracis pred fagocitozo. Drug pomemben dejavnik virulence, ki je odgovoren za smrt živali, je kompleksen toksin, ki vsebuje tri različne komponente: faktor I, ki ga sestavljajo beljakovine in ogljikovi hidrati; in dva faktorja povsem beljakovinske narave (faktorja II in III). Sintezo kompleksnega toksina nadzoruje plazmid pXOl z MD mm 110-114. Plazmid pXOl vsebuje tri gene, ki določajo sintezo glavnih komponent eksotoksina:

• gen cua - faktor edema (EF);
• pag gen - zaščitni antigen (PA);
• gen lef - letalni faktor (LF).

Produkt gena cua (OF) je adenilat ciklaza, ki katalizira kopičenje cAMP v evkariontskih celicah. Faktor edema povzroča povečano prepustnost žil.

Zaščitni antigen sproži sintezo zaščitnih protiteles (vendar je najbolj imunogen kompleks vseh treh komponent nevtraliziranega toksina), smrtni faktor pa povzroči smrt živali. Vse tri komponente toksina delujejo sinergistično. Sintezo antraksne kapsule nadzira tudi plazmid рХ02 z mm 60 MD.

Odpornost B. anthracis

V vegetativni obliki ima povzročitelj antraksa enako odpornost na okoljske dejavnike in kemikalije kot druge bakterije, ki ne tvorijo spor – pri temperaturah nad 75 °C umre v 5–10 minutah, v živalskih truplih pod vplivom odpadnih produktov gnilobnih bakterij pa v nekaj dneh. Spore antraksnega bacila so izjemno stabilne: v zemlji preživijo desetletja, v vodi – več let, pod vplivom neposredne sončne svetlobe umrejo v 20 ali več dneh, pri kuhanju se uničijo v 45–60 minutah, pri avtoklaviranju pri 110 °C – v 5 minutah, suho toploto (140 °C) pa lahko prenesejo do 3 ure. Spore dolgo preživijo v volni in koži živali, ki se uporabljajo za različna usnjarska dela, ter v soljenem mesu.

Epidemiologija antraksa

Glavni vir antraksa so bolne rastlinojedke živali. Ves čas bolezni izločajo povzročitelja z urinom, iztrebki in slino v zemljo, kjer jo okužijo. Zato zemlja, še posebej bogata z organskimi snovmi, postane dodaten rezervoar povzročitelja. Živali se okužijo predvsem po prehranski poti (s hrano in pitno vodo, onesnaženo s sporami), redkeje - s prenosom - s piki muh, klopov, obadov, ki prenašajo povzročitelja z bolnih živali, trupel in okuženih predmetov zunanjega okolja; zelo redko - po zraku. Povzročitelj se ne prenaša z neposrednim stikom z bolne živali na zdravo.

Ljudje se okužijo z antraksom z neposrednim stikom z živalskimi trupli, pri razkosanju trupel živali, ki so bile prisilno ubite, pri oskrbi bolnih živali, pri uživanju mesa ali mesnih izdelkov, pridobljenih od bolnih živali, ali pri stiku z volno, kožo, usnjem ali ščetinami, okuženimi s patogenom ali njegovimi sporami. Okužba zdrave osebe od bolne osebe se pojavi izjemno redko.

Vstopna vrata za okužbo so koža in sluznice črevesja in dihal. Glede na vstopna vrata se človeški antraks pojavlja v obliki kožne (najpogosteje do 98 % vseh primerov bolezni), črevesne ali pljučne oblike. Inkubacijska doba se giblje od nekaj ur do 6-8 dni, najpogosteje - 2-3 dni. Kožna oblika se kaže v obliki antraksnega karbunkula, ki je običajno lokaliziran na odprtih delih telesa (obraz, vrat, zgornji okončine), redkeje - na delih telesa, prekritih z oblačili. Karbunkul je nekakšno hemoragično nekrotično žarišče, na vrhu katerega se tvori vezikul s serozno-krvavo vsebino ali gosta črno-rjava krasta. Koža in podkožno tkivo karbunkula in okoli njega sta edematozna, nasičena s serozno-krvavim eksudatom, vendar gnojenja in abscesov običajno ni. V vnetih tkivih in eksudatu je veliko število bacilov, obdanih s kapsulo.

Pri črevesni obliki opazimo splošno zastrupitev s kataralnimi in hemoragičnimi manifestacijami iz prebavil (slabost, bruhanje s krvjo, krvava driska, bolečine v trebuhu in križu). Bolezen traja 2-4 dni in se najpogosteje konča s smrtjo.

Pljučna oblika antraksa je izjemno redka in se pojavlja kot bronhopnevmonija z globoko splošno zastrupitvijo, bolečinami v prsih, splošnim slabostjo, visoko temperaturo, kašljem z izpljunkom, sprva sluzastim, nato krvavim. Smrt nastopi 2. do 3. dan. Praviloma vse oblike antraksa spremlja visoka temperatura (39–40 °C). Najhujša oblika antraksa je septična oblika, ki je lahko primarna ali posledica zapleta druge oblike bolezni. Zanjo je značilno obilje hemoragičnih manifestacij in prisotnost velike količine povzročitelja v krvi, cerebrospinalni tekočini in številnih organih obolele osebe. Bolezni zaradi antraksa so med ljudmi sporadične.

Postinfekcijska imunost je povezana s pojavom antitoksinov in protimikrobnih (zaščitnih) protiteles.

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

Laboratorijska diagnostika antraksa

Kot material za študijo služijo: pri kožni obliki - vsebina veziklov, izcedek iz karbunkula ali razjede; pri črevesni obliki - blato in urin; pri pljučni obliki - sputum; pri septični obliki - kri. Preučujemo lahko različne predmete iz okolja (zemlja, voda), živila, surovine živalskega izvora in druge materiale. Za odkrivanje patogena se uporablja bakterioskopska metoda: odkrivanje grampozitivnih paličic, obdanih s kapsulo (v materialu živali ali ljudi) ali ki vsebujejo spore (predmeti iz okolja). Glavna diagnostična metoda je bakteriološka - izolacija čiste kulture in njena identifikacija, z obveznim testiranjem na patogenost za laboratorijske živali. V primerih, ko je preučevano gradivo močno onesnaženo s spremljajočo, zlasti gnilobno mikrofloro, se uporabi biološki test: bele miši ali morski prašički se okužijo subkutano. V prisotnosti B. anthracis miši in morski prašički poginejo v 24-26 urah, kunci - v 2-3 dneh, z znaki splošne sepse; vranica je močno povečana, na mestu injiciranja materiala - infiltrat. V razmazi krvi in organov - kapsularne palice.

Med serološkimi reakcijami se Ascolijeva termoprecipitacijska reakcija uporablja predvsem za diagnostične namene. Uporablja se v primerih, ko je težko računati na izolacijo čiste kulture patogena (zlasti pri pregledu volne, kože, ščetin in drugih predmetov). Ascolijeva reakcija temelji na odkrivanju termostabilnih antigenov patogena, ki se ohranijo veliko dlje kot žive vegetativne celice in spore antraksnega bacila. Za retrospektivno diagnostiko antraksa se uporablja alergijski test z antraksinom.

Zdravljenje antraksa

Zdravljenje antraksa je kompleksno. Namenjeno je nevtralizaciji toksina in boju proti povzročitelju: uporabljajo se imunoglobulini proti antraksu in antibiotiki (penicilini, tetraciklini, eritromicin itd.).

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

Specifična profilaksa antraksa

Prvo cepivo proti antraksu je leta 1881 pridobil L. Pasteur, pri nas pa L. S. Tsenkovski leta 1883 iz oslabljenih sevov B. antraksa. Trenutno se v Rusiji za preprečevanje antraksa pri ljudeh in živalih uporablja živo cepivo proti antraksu brez spor in kapsul. Pripravljeno je iz avirulentnega seva antraksnega bacila. Cepivo proti antraksu je zelo učinkovito. Cepljenje se izvaja enkratno, kožno ali intradermalno, pri posameznikih, ki so zaradi svojega poklica lahko okuženi z antraksom. Ponovno cepljenje se izvaja po enem letu.