Pest-patogen

Pest (pestis) er en akut infektionssygdom, der opstår som en hæmoragisk sepsis. Tidligere var pesten en frygtelig plage for menneskeheden. Der kendes tre pestpandemier, som tog millioner af menneskeliv.

Den første pandemi fandt sted i det 6. århundrede e.Kr. Den dræbte omkring 100 millioner mennesker fra 531 til 580 - halvdelen af befolkningen i det østromerske rige ("Justinianus"-pesten).

Den anden pandemi brød ud i det 14. århundrede. Den begyndte i Kina og ramte mange lande i Asien og Europa. I Asien døde 40 millioner mennesker af den, og i Europa døde 25 millioner ud af 100 millioner mennesker. Sådan beskriver N.M. Karamzin denne pandemi i sin bog *History of the Russian State*: "Sygdommen blev afsløret af kirtler i kroppens bløde hulrum, en person hostede blod op og døde på den anden eller tredje dag. Det er umuligt, siger krønikeskriverne, at forestille sig et mere forfærdeligt syn... Fra Beijing til bredden af Eufrat og Ladoga var jordens indre fyldt med millioner af lig, og staterne var øde... I Glukhov og Belozersk var der ikke en eneste indbygger tilbage... Denne grusomme pest kom og vendte tilbage flere gange. I Smolensk rasede den tre gange, og endelig, i 1387, var der kun fem mennesker tilbage, som ifølge krøniken gik ud og lukkede byen, som var fyldt med lig."

Den tredje pestpandemi begyndte i 1894 og sluttede i 1938 og dræbte 13-15 millioner mennesker.

Pestens forårsagende agens blev opdaget i 1894 af den franske videnskabsmand A. Yersin, til hvis ære den fik navnet Yersinia pestis. Slægten Yersinia tilhører familien Enterobacteriaceae og omfatter 11 arter, hvoraf tre er patogene for mennesker: Yersinia pestis, Yersinia pseudotuberculosis og Yersinia enterocolitica; de andres patogenicitet er stadig uklar.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ]

Morfologi af pestpatogenet

Yersinia pestis er 1-2 μm lang og 0,3-0,7 μm tyk. I udstrygninger fra patientens krop og fra ligene af mennesker og gnavere, der døde af pesten, ligner den en kort, oval (ægformet) stav med bipolar farvning. I udstrygninger fra en bouillonkultur er staven placeret i en kæde, i udstrygninger fra agarkulturer - tilfældigt. Bipolar farvning bevares i begge tilfælde, men er noget svagere i udstrygninger fra agarkulturer. Pestens forårsagende agens er gramnegativ, farver bedre med alkaliske og carboliske farvestoffer (Lefflers blå), danner ikke sporer og har ingen flageller. G+C-indholdet i DNA er 45,8-46,0 mol% (for hele slægten). Ved en temperatur på 37 °C danner den en delikat kapsel af proteinnatur, som afsløres på fugtige og let sure næringsmedier.

Biokemiske egenskaber af pestpatogenet

Yersinia pestis er en aerob bakterie, der vokser godt på almindelige næringsmedier. Den optimale temperatur for vækst er 27-28 °C (interval - fra 0 til 45 °C), pH = 6,9-7,1. Pestbacillen vokser karakteristisk på flydende og faste næringsmedier: på bouillon manifesterer den sig som dannelsen af en løs film, hvorfra tråde falder ned i form af istapper, der ligner stalaktitter, i bunden - et løst sediment, bouillonen forbliver gennemsigtig. Udviklingen af kolonier på faste medier gennemgår tre faser: efter 10-12 timer under et mikroskop, vækst i form af farveløse plader ("glasskårne"-stadiet); efter 18-24 timer - "blondertørklæder"-stadiet, når man ser under et mikroskop, er en lys blondezone synlig, placeret omkring den fremspringende centrale del, gullig eller let brunlig i farven. Efter 40-48 timer indtræffer "voksenkoloni"-stadiet - et brunligt omrids af centrum med en tydelig perifer zone. Yersinia pseudotuberculosis og Yersinia enterocolitica har ikke et "knust glas"-stadium. På medier med blod er Yersinia pestis-kolonierne granulære med en svagt defineret perifer zone. For hurtigt at opnå en vækst, der er karakteristisk for Yersinia pestis, på medierne anbefales det at tilsætte vækststimulerende midler til dem: natriumsulfit, blod (eller præparater heraf) eller sarcinia-kulturlysat. Pestbacillen er karakteriseret ved udtalt polymorfi, især på medier med en øget koncentration af NaCl, i gamle kulturer, i organerne fra nedbrudte pestkroppe.

Pestbacillen har ikke oxidase, danner ikke indol og H2S, har katalaseaktivitet og fermenterer glukose, maltose, galactose, mannitol med dannelse af syre uden gas.

[ 6 ], [ 7 ], [ 8 ], [ 9 ], [ 10 ]

Antigenisk sammensætning af pestpatogenet

Op til 18 lignende somatiske antigener er blevet fundet i Yersinia pestis, Yersinia pseudotuberculosis og Yersinia enterocolitica. Yersinia pestis er karakteriseret ved tilstedeværelsen af et kapselantigen (fraktion I), T, VW-antigener, plasmakoagulaseproteiner, fibrinolysin, ydre membranproteiner og pH6-antigen. I modsætning til Yersinia pseudotuberculosis og Yersinia enterocolitica er Yersinia pestis dog mere ensartet med hensyn til antigen; der er ingen serologisk klassificering af denne art.

[ 11 ], [ 12 ], [ 13 ], [ 14 ], [ 15 ]

Resistens over for pestpatogenen

I opspyt kan pestbacillen overleve i op til 10 dage; på linned og tøj, der er tilsmudset med patientens sekreter, overlever den i uger (protein og slim beskytter den mod den destruktive effekt af udtørring). I ligene af mennesker og dyr, der er døde af pesten, overlever den fra det tidlige efterår til vinteren; lave temperaturer, frysning og optøning dræber den ikke. Sol, tørring og høje temperaturer er ødelæggende for Yersinia pestis. Opvarmning til 60 °C dræber på 1 time, ved en temperatur på 100 °C dør den på få minutter; 70% alkohol, 5% phenolopløsning, 5% lysolopløsning og nogle andre kemiske desinfektionsmidler dræber på 5-10-20 minutter.

Patogenicitetsfaktorer for pestpatogenet

Yersinia pestis er den mest patogene og aggressive bakterie, og den forårsager derfor den mest alvorlige sygdom. Hos alle dyr, der er følsomme over for den, og hos mennesker, undertrykker pestpatogenet den beskyttende funktion i fagocytsystemet. Det trænger ind i fagocytter, undertrykker det "oxidative udbrud" i dem og formerer sig uhindret. Fagocytternes manglende evne til at udføre deres dræberfunktion i forhold til Yersinia pestis er hovedårsagen til modtagelighed for pest. Høj invasivitet, aggressivitet, toksicitet, toksicitet, allergenicitet og evnen til at undertrykke fagocytose skyldes tilstedeværelsen af et helt arsenal af patogenicitetsfaktorer i Y. pestis, som er anført nedenfor.

Cellers evne til at absorbere eksogene farvestoffer og hæmin. Det er forbundet med jerntransportsystemets funktion og giver Yersinia pestis evnen til at formere sig i kroppens væv.

• Afhængighed af vækst ved en temperatur på 37 °C af tilstedeværelsen af Ca-ioner i mediet.
• Syntese af VW-antigener. Antigen W er placeret i den ydre membran, og V er i cytoplasmaet. Disse antigener sikrer reproduktionen af Y. pestis inde i makrofager.
• Syntese af "muse"toksin. Toksinet blokerer processen med elektronoverførsel i mitokondrierne i hjertet og leveren hos følsomme dyr, påvirker blodplader og blodkar (trombocytopeni) og forstyrrer deres funktioner.
• Syntese af kapsel (fraktion I - Fral). Kapslen hæmmer makrofagernes aktivitet.
• Pesticidsyntese er et artsspecifikt karakteristika for Yersinia pestis.
• Fibrinolysin syntese.
• Syntese af plasmakoagulase. Begge disse proteiner er lokaliseret i den ydre membran og giver Yersinia pestis højinvasive egenskaber.
• Syntese af endogene puriner.
• Syntese af varmeinducerbare proteiner i den ydre membran - Yop-proteiner (Yersinia ydre proteiner). Proteinerne YopA, YopD, YopE, YopH, YopK, YopM, YopN undertrykker fagocytternes aktivitet.
• Syntese af neuraminidase. Det fremmer adhæsion (frigiver receptorer for Yersinia pestis).
• Syntese af adenylatcyklase. Det antages, at det undertrykker det "oxidative udbrud", dvs. blokerer makrofagernes dræbende virkning.
• Syntese af adhæsionspili. De hæmmer fagocytose og sikrer penetrationen af Yersinia pestis, som en intracellulær parasit, ind i makrofager.
• Syntese af bredspektrede aminopeptidaser.
• Endotoksin (LPS) og andre cellevægskomponenter med toksiske og allergifremkaldende virkninger.
• pHb-antigen. Det syntetiseres ved en temperatur på 37 °C og lav pH, undertrykker fagocytose og har en cytotoksisk effekt på makrofager.

En betydelig del af patogenicitetsfaktorerne hos Yersinia pestis kontrolleres af gener, der bæres af følgende 3 klasser af plasmider, som normalt findes sammen i alle patogene stammer:

• pYP (9,5 kb) - patogenicitetsplasmid. Bærer 3 gener:
  • pst - koder for syntesen af pesticin;
  • pim - bestemmer immunitet mod pesticid;
  • pla - bestemmer fibrinolytisk (plasminogenaktivator) og plasmakoagulaseaktivitet.
• pYT (65 MD) er et toksogenicitetsplasmid. Det bærer gener, der bestemmer syntesen af "muse"-toksinet (et komplekst protein bestående af to fragmenter, A og B, med henholdsvis molekylvægt 240 og 120 kDa), og gener, der kontrollerer protein- og lipoproteinkomponenterne i kapslen. Dets tredje komponent kontrollerer kromosomgenerne. Plasmidet blev tidligere kaldt pFra.
• pYV (110 kb) - virulensplasmid.

Det bestemmer afhængigheden af Y. pestis-vækst ved 37 °C af tilstedeværelsen af Ca2+-ioner i mediet, derfor har det et andet navn - Lcr-plasmid (lavt calciumrespons). Generne i dette særligt vigtige plasmid koder også for syntesen af V- og W-antigener og varmeinducerede Yop-proteiner. Deres syntese udføres under kompleks genetisk kontrol ved en temperatur på 37 °C og i fravær af Ca2+ i mediet. Alle typer Yop-proteiner, undtagen YopM og YopN, hydrolyseres på grund af aktiviteten af plasminogenaktivatoren (pla-genet i pYP-plasmidet). Yop-proteiner bestemmer i høj grad virulensen af Yersinia pestis. YopE-proteinet har antifagocytiske og cytotoksiske virkninger. YopD sikrer penetrationen af YopE ind i målcellen; YopH har antifagocytisk og proteintyrosinphosphataseaktivitet; YopN-proteinet har egenskaberne af en calciumsensor; YopM binder til athrombin i humant blod.

[ 16 ], [ 17 ], [ 18 ]

Postinfektiøs immunitet

Immuniteten efter infektion er stærk og livslang. Gentagne pesttilfælde er ekstremt sjældne. Immunitetens natur er cellulær. Selvom antistoffer optræder og spiller en vis rolle i erhvervet immunitet, medieres den hovedsageligt af T-lymfocytter og makrofager. Hos personer, der har haft pest eller er blevet vaccineret, er fagocytosen fuldstændig. Det er det, der bestemmer den erhvervede immunitet.

Epidemiologi af pest

Udvalget af varmblodede bærere af pestmikroben er ekstremt omfattende og omfatter mere end 200 arter af 8 ordener af pattedyr. Hovedkilden til pest i naturen er gnavere og lagomorfer. Naturlig infektion er blevet fastslået hos mere end 180 af deres arter, hvoraf over 40 er en del af faunaen i Rusland og tilstødende territorier (inden for det tidligere USSR). Ud af de 60 loppearter, for hvilke muligheden for at overføre pestpatogenet er blevet fastslået under eksperimentelle forhold, lever 36 i dette område.

Pestmikroben formerer sig i loppens fordøjelseskanals lumen. I dens forreste del dannes en prop ("pestblokering"), der indeholder et stort antal mikrober. Når et pattedyr bider med en omvendt blodstrøm ind i såret, skylles nogle af mikroberne af proppen, hvilket fører til infektion. Derudover kan ekskrementer, der udskilles af loppen under fødeindtagelse, også forårsage infektion, hvis de kommer ind i såret.

De primære bærere af Y. pestis i Rusland og Centralasien er jordegern, ørkenrotter og murmeldyr, og i nogle områder også pikaer og markmus. Eksistensen af følgende pestområder er forbundet med dem.

• 5 foci hvor den primære bærer af pestmikroben er det lille jordegern (Nordvestkaspiske region; Terek-Sunzha-mellemløbet; Elbrus-foci; Volga-Ural og Trans-Ural halvørken-foci).
• 5 fokusområder, hvor bærerne er jordrotter og murmeldyr (i Altai - pikas): Transbaikal, Gorno-Altai, Tuva og de højbjergede Tien Shan- og Pamir-Alai-fokusområder.
• Volga-Ural, Transkaukasus og Centralasiatiske ørkenområder, hvor de vigtigste bærere er gerbiler.
• Højbjergs transkaukasiske og Gissar-fokuspunkter med de vigtigste bærere - markmus.

Forskellige klassifikationer af Yersinia pestis er baseret på forskellige grupper af egenskaber - biokemiske karakteristika (glycerol-positive og glycerol-negative varianter), udbredelsesområde (oceaniske og kontinentale varianter), typer af primære bærere (rotte- og jordegernvarianter). Ifølge en af de mest almindelige klassifikationer, foreslået i 1951 af den franske pestforsker R. Devignat, skelnes der mellem tre intraspecifikke former (biovar) af Yersinia pestis afhængigt af patogenets geografiske udbredelse og dets biokemiske egenskaber.

Ifølge russiske forskeres klassificering (Saratov, 1985) er arten Yersinia pestis opdelt i 5 underarter: Yersinia pestis subsp. pestis (den primære underart; den omfatter alle tre biovarer i R. Devignys klassificering), Y. pestis subsp. altaica (Altai-underart), Yersinia pestis subsp. caucasica (kaukasisk underart), Y. pestis subsp. hissarica (Gissar-underart) og Yersinia pestis subsp. ulegeica (Udege-underart).

Mennesker bliver smittet gennem loppebid, direkte kontakt med smitsomt materiale, luftbårne dråber og sjældent gennem mad (for eksempel ved at spise kød fra pestinficerede kameler). I 1998-1999 led 30.534 mennesker verden over af pesten, hvoraf 2.234 døde.

[ 19 ], [ 20 ], [ 21 ], [ 22 ]

Symptomer på pesten

Afhængigt af infektionsmetoden findes der byldepest, pulmonal og intestinal; sjældent septisk og kutan (purulente blærer på loppebidstedet). Inkubationsperioden for pest varierer fra flere timer til 9 dage (hos personer, der gennemgår seroprofylakse, op til 12 dage). Pestens forårsagende agens trænger ind gennem den mindste hudskade (loppebid), nogle gange gennem slimhinden eller via luftbårne dråber, når de regionale lymfeknuder, hvor den begynder at formere sig hurtigt. Sygdommen begynder pludseligt: kraftig hovedpine, høj temperatur med kulderystelser, hyperæmisk ansigt, derefter mørkner det, mørke rande under øjnene ("sort død"). En bubo (en forstørret betændt lymfeknude) optræder på andendagen. Nogle gange udvikler pesten sig så hurtigt, at patienten dør, før buboen optræder. Lungepest er særlig alvorlig. Den kan forekomme som en komplikation af byldepest og gennem luftbåren infektion. Sygdommen udvikler sig også meget hurtigt: kulderystelser, høj temperatur og allerede i de første timer smerter i siden, hoste, først tør og derefter med blodig opspyt, tilføjes; delirium, cyanose, kollaps og død forekommer. En patient med lungepest er en usædvanlig fare for andre, da han udskiller en enorm mængde af patogenet med opspyt. I sygdommens udvikling spilles hovedrollen af undertrykkelse af fagocytters aktivitet: neutrofile leukocytter og makrofager. Uhæmmet reproduktion og spredning af patogenet gennem blodet i hele kroppen undertrykker fuldstændigt immunsystemet og fører (i mangel af effektiv behandling) til patientens død.

Laboratoriediagnostik af pest

Bakteriologiske, bakteriologiske, serologiske og biologiske metoder anvendes, samt en allergisk test med pestin (til retrospektiv diagnostik). Materialet til undersøgelsen er: en punktering fra bubo (eller dens udskillelse), sputum, blod og, i tarmform, afføring. Yersinia pestis identificeres baseret på morfologi, kulturelle, biokemiske karakteristika, en test med pestfag og ved hjælp af en biologisk test.

En simpel og pålidelig metode til bestemmelse af pestbacillus-antigener i det undersøgte materiale er brugen af RPGA, især ved brug af erythrocyt diagnosticum sensibiliseret med monoklonale antistoffer mod kapselantigenet, og IFM. De samme reaktioner kan bruges til at detektere antistoffer i patienters serum.

Den biologiske diagnostiske metode involverer infektion af et marsvin med testmaterialet (når det er stærkt kontamineret med ledsagende mikroflora) kutant, subkutant eller, mindre almindeligt, intraperitonealt.

Når man arbejder med materiale, der indeholder pestpatogenet, kræves der nøje overholdelse af regimet, derfor udføres alle undersøgelser kun af veluddannet personale i særlige antipestinstitutioner.

Pestforebyggelse

En særlig pestbekæmpelsestjeneste udfører konstant overvågning af naturlige pestcentre og tilrettelæggelse af foranstaltninger til forebyggelse af menneskelige sygdomme i landet. Den omfatter fem pestbekæmpelsesinstitutter og snesevis af pestbekæmpelsesstationer og -afdelinger.

Trods tilstedeværelsen af naturlige foci har der ikke været et eneste tilfælde af pest hos mennesker i Rusland siden 1930. Til specifik pestforebyggelse anvendes en pestvaccination - en levende, svækket vaccine fra EV-stammen. Den administreres kutant, intradermalt eller subkutant. Derudover er der foreslået en tør tabletvaccine til oral brug. Immunitet efter vaccination dannes inden for den 5.-6. dag efter vaccination og varer i 11-12 måneder. En intradermal allergitest med pestin er blevet foreslået til vurdering og retrospektiv diagnosticering af pest. Reaktionen betragtes som positiv, hvis der dannes en forsegling på mindst 10 mm i diameter på stedet for pestinadministration efter 24-48 timer, og der opstår rødme. Allergitesten er også positiv hos personer med immunitet efter infektion.

Et stort bidrag til studiet af pesten og organiseringen af kampen mod den blev ydet af russiske videnskabsmænd: D.S. Samoylovich (den første ikke kun i Rusland, men også i Europa til at "jage" efter pestmikroben tilbage i det 18. århundrede, han var også den første til at foreslog vaccinationer mod pesten), D.K. Zabolotny, N.P. Klodnitsky, I.A. Deminsky (studie af naturlige pestfokus, bærere af patogenet i fokus osv.) og andre.