Anthrax-agensen

Miltbrand er en akut infektionssygdom, der rammer mennesker og dyr (både tamme og vilde).

Det russiske navn for sygdommen blev givet af SS Andrievsky i forbindelse med en stor epidemi i Uralbjergene i slutningen af det 18. århundrede. I 1788 beviste han med et heroisk eksperiment med selvinfektion identiteten af miltbrand hos mennesker og dyr og bekræftede endelig dens nosologiske uafhængighed. Det forårsagende agens - Bacillus anthracis - blev gentagne gange beskrevet af forskellige forfattere (Pollender A., 1849; Dalen K., 1850; Braun F., 1854), men dens ætiologiske rolle blev endelig fastslået af R. Koch (1876) og L. Pasteur (1881).

B. anthracis (slægten Bacillus) tilhører familien Bacillaceae (klasse Bacilli). Det er en stor stav på 5-8, nogle gange op til 10 µm lang, med en diameter på 1,0-1,5 µm. Enderne af levende stave er let afrundede, mens enderne af døde stave er afskårne og let konkave. Stavene i udstrygningerne er placeret parvis og meget ofte i kæder, især lange stave på næringsmedier, der ligner en bambusstok. Miltbrandstaven farver godt med alle anilinfarvestoffer, er grampositiv. Den har ikke flageller, den danner sporer, men kun uden for menneske- eller dyrekroppen i nærvær af ilt og en vis fugtighed. Den optimale temperatur for sporulering er 30-35 °C (sporedannelse forekommer ikke under 12 °C og over 43 °C). Sporerne er placeret centralt, deres diameter overstiger ikke bakteriecellens diameter. Sporedannelse opstår, når bakterier oplever en mangel på enten energikilder, aminosyrer eller baser. Da disse næringskilder for bakterier findes i blodet og vævet, forekommer sporulering ikke i kroppen. Det forårsagende agens for miltbrand danner en kapsel, men kun i kroppen af et dyr eller en person; det observeres sjældent på næringsmedier (på medier, der indeholder blod eller serum). Indkapsling af patogene bakterier er en beskyttelsesmekanisme. Det induceres af faktorer i blodet og vævet, derfor dannes kapsler, når bakterier er i kroppen, eller når de dyrkes på medier med blod, plasma eller serum. G+C-indholdet i DNA varierer inden for 32-62 mol% (for slægten som helhed).

Den forårsagende agens for miltbrand er en aerob eller fakultativ anaerob bakterie. Den optimale temperatur for vækst er 37-38 °C, mediets pH er 7,2-7,6. Den er ikke krævende over for næringsmedier. På tætte medier danner den karakteristiske store, matte, ru kolonier af R-formen. Koloniernes struktur, på grund af stavenes kædearrangement, der danner tråde, der strækker sig fra midten, ligner krøller eller en løvemanke (fig. 98). På agar indeholdende penicillin (0,05-0,5 U/ml) opløses bacillerne efter 3 timers vækst i individuelle kugler i form af en kæde, der danner fænomenet "perlekæde". I bouillon vokser staven, som er i R-form, på bunden og danner et sediment i form af en klump vat, mens bouillonen forbliver gennemsigtig. B. anthracis er virulent i R-formen og mister sin virulens, når den går over i S-formen. Sådanne stave danner runde, glatte kolonier med glatte kanter på et tæt medium og ensartet turbiditet i bouillon. I dette tilfælde mister stavene evnen til at blive arrangeret i kæder i udtværinger og får udseendet af kokobakterier, arrangeret i klynger.

B. anthracis er ret aktiv biokemisk: den fermenterer glukose, sukrose, maltose og trehalose med dannelse af syre uden gas, danner H2S, koagulerer mælk og peptonerer den, er katalasepositiv og har nitratreduktase. Ved såning ved injektion i en søjle af 10-12% kød-pepton-gelatine forårsager den dens lagvise fortætning.

For at skelne B. anthracis fra andre arter af Bacillus anvendes et sæt karakteristika.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]

Antigenisk struktur af miltbrandpatogenet

Det forårsagende agens for miltbrand har somatiske antigener og et kapselantigen af proteinnatur (består af D-glutaminsyre), der hovedsageligt dannes i dyrs og menneskers kroppe. Det somatiske antigen af polysaccharidnatur er varmestabilt og bevares i lang tid i det ydre miljø og i dyrekroppe. Den diagnostiske Ascoli-termopræcipitationsreaktion er baseret på dets påvisning. Miltbrandbacillen har også antigener, der er fælles for slægten Bacillus.

[ 4 ], [ 5 ], [ 6 ]

Patogenicitetsfaktorer for miltbrandpatogenet

Den vigtigste virulensfaktor for miltbrandbacillen er kapslen. Tab af kapslen fører til tab af virulens. Kapslen beskytter B. anthracis mod fagocytose. En anden vigtig virulensfaktor, som er ansvarlig for dyrenes død, er et komplekst toksin, der indeholder tre forskellige komponenter: faktor I, bestående af protein og kulhydrat; og to faktorer af ren proteinnatur (faktor II og III). Syntesen af det komplekse toksin styres af pXOl-plasmidet med mm 110-114 MD. pXOl-plasmidet indeholder tre gener, der bestemmer syntesen af hovedkomponenterne i exotoksinet:

• gen cua - ødemfaktor (EF);
• pag-gen - beskyttende antigen (PA);
• lef-gen - letal faktor (LF).

Produktet fra cua (OF)-genet er adenylatcyklase, som katalyserer akkumuleringen af cAMP i eukaryote celler. Ødemfaktoren forårsager øget vaskulær permeabilitet.

Det beskyttende antigen inducerer syntesen af beskyttende antistoffer (dog er det mest immunogene komplekset af alle tre komponenter i det neutraliserede toksin), den letale faktor forårsager dyrenes død. Alle tre komponenter i toksinet virker synergistisk. Syntesen af miltbrandkapslen styres også af plasmidet рХ02 med mm 60 MD.

Resistens af B. anthracis

I sin vegetative form har miltbrandpatogenet samme resistens over for miljøfaktorer og kemikalier som andre ikke-sporedannende bakterier - ved temperaturer over 75 °C dør den på 5-10 minutter, i dyrekroppe under påvirkning af affaldsprodukter fra forrådnelsesbakterier - på få dage. Sporerne fra miltbrandbacillen er ekstremt stabile: de overlever i jord i årtier, i vand - i flere år, under påvirkning af direkte sollys dør de på 20 dage eller mere, ved kogning ødelægges de inden for 45-60 minutter, ved autoklavering ved 110 °C - på 5 minutter, tør varme (140 °C) kan modstås i op til 3 timer. Sporerne overlever i lang tid i uld og skind fra dyr, der anvendes til forskellige garvninger, og i saltet kød.

Epidemiologi af miltbrand

Den primære kilde til miltbrand er syge planteædere. Gennem hele sygdomsperioden udskiller de patogenet med urin, ekskrementer og spyt ned i jorden, hvorved de inficerer den. Derfor bliver jorden, der er særlig rig på organisk materiale, et ekstra reservoir for patogenet. Dyr smittes hovedsageligt via fordøjelsesvejen (gennem mad og drikkevand forurenet med sporer), sjældnere - gennem transmission - gennem bid fra fluer, flåter og krammefluer, som bærer patogenet fra syge dyr, lig og inficerede genstande i det ydre miljø; meget sjældent - via luften. Patogenet overføres ikke ved direkte kontakt fra et sygt dyr til et rask dyr.

Mennesker bliver smittet med miltbrand gennem direkte kontakt med dyrekroppe, ved opskæring af kadavere af dyr, der er blevet dræbt med magt, ved pleje af syge dyr, ved indtagelse af kød eller kødprodukter fra syge dyr eller ved kontakt med uld, skind, læder eller børster, der er inficeret med patogenet eller dets sporer. Infektion af en rask person fra en syg person forekommer ekstremt sjældent.

Indgangsportalerne for infektionen er huden og slimhinderne i tarm- og luftvejene. Afhængigt af indgangsportalen forekommer human miltbrand i form af kutan (oftest op til 98% af alle tilfælde af sygdommen), tarm- eller lungeform. Inkubationsperioden varierer fra flere timer til 6-8 dage, oftest - 2-3 dage. Den kutane form manifesterer sig i form af en miltbrandkarbunkel, som normalt er lokaliseret på åbne dele af kroppen (ansigt, hals, øvre lemmer), sjældnere - på områder af kroppen dækket af tøj. En karbunkel er en slags hæmoragisk nekrosefokus, på hvis top en vesikel med serøs-blodigt indhold eller en tæt sortbrun skorpe dannes. Huden og det subkutane væv i karbunkelen og omkring den er ødematøse, mættet med serøs-blodigt ekssudat, men suppuration og bylder observeres normalt ikke. I betændt væv og ekssudat er der et stort antal baciller omgivet af en kapsel.

I tarmform observeres generel forgiftning med katarrale og hæmoragiske manifestationer fra mave-tarmkanalen (kvalme, opkastning med blod, blodig diarré, smerter i maven og lænden). Sygdommen varer 2-4 dage og ender oftest med døden.

Den pulmonale form for miltbrand er ekstremt sjælden og optræder som bronkopneumoni med dyb generel forgiftning, brystsmerter, generel utilpashed, høj temperatur, hoste med sputumproduktion, først slim, derefter blodig. Døden indtræffer på 2.-3. dag. Som regel er alle former for miltbrand ledsaget af høj temperatur (39-40 °C). Den mest alvorlige form for miltbrand er den septiske form, som enten kan være primær eller en konsekvens af en komplikation af en anden form for sygdommen. Den er karakteriseret ved en overflod af hæmoragiske manifestationer og tilstedeværelsen af en stor mængde af patogenet i blodet, cerebrospinalvæsken og i en række organer hos den syge person. Miltbrandsygdomme blandt mennesker er sporadiske.

Postinfektiøs immunitet er forbundet med forekomsten af antitoksiner og antimikrobielle (beskyttende) antistoffer.

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

Laboratoriediagnostik af miltbrand

Følgende tjener som materiale til undersøgelsen: i kutan form - indholdet af vesikler, udflåd fra karbunkel eller sår; i tarmform - afføring og urin; i lungeform - sputum; i septisk form - blod. Forskellige miljøobjekter (jord, vand), fødevarer, råvarer af animalsk oprindelse og andre materialer kan underkastes undersøgelsen. For at detektere patogenet anvendes en bakterioskopisk metode: detektion af grampositive stave omgivet af en kapsel (i materiale fra dyr eller mennesker) eller indeholdende sporer (miljøobjekter). Den primære diagnostiske metode er bakteriologisk - isolering af en renkultur og dens identifikation, med obligatorisk test for patogenicitet for forsøgsdyr. I tilfælde, hvor det undersøgte materiale er stærkt forurenet med ledsagende, især putrefaktiv, mikroflora, anvendes en biologisk test: hvide mus eller marsvin inficeres subkutant. I nærvær af B. anthracis dør mus og marsvin inden for 24-26 timer, kaniner - inden for 2-3 dage, med tegn på generel sepsis; milten er kraftigt forstørret, på injektionsstedet for materialet - infiltrat. I smearpræparater fra blod og organer - kapselstave.

Blandt de serologiske reaktioner anvendes Ascoli-termopræcipitationsreaktionen primært til diagnostiske formål. Den anvendes i tilfælde, hvor det er vanskeligt at regne med at isolere en renkultur af patogenet (især ved undersøgelse af uld, skind, børster og andre genstande). Ascoli-reaktionen er baseret på påvisning af termostabile antigener af patogenet, som bevares meget længere end levedygtige vegetative celler og sporer af miltbrandbacillen. Til retrospektiv diagnostik af miltbrand anvendes en allergisk test med anthraxin.

Behandling af miltbrand

Behandling af miltbrand er kompleks. Den sigter mod at neutralisere toksinet og mod patogenet: anti-miltbrand immunoglobulin og antibiotika (penicilliner, tetracykliner, erythromycin osv.) anvendes.

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

Specifik profylakse af miltbrand

Den første vaccine mod miltbrand blev fremstillet af L. Pasteur i 1881, i vores land af L. S. Tsenkovsky i 1883 fra svækkede stammer af B. anthracis. I øjeblikket anvendes en levende sporefri kapselfri vaccine mod seksuelt overførte infektioner i Rusland til at forebygge miltbrand hos mennesker og dyr. Den fremstilles af en avirulent stamme af miltbrandbacillen. Vaccinen mod miltbrand er yderst effektiv. Vaccinationer administreres én gang, enten kutant eller intradermalt, til de personer, der på grund af deres erhverv kan være smittet med miltbrand. Revaccination administreres efter et år.