Mjältbrandsagenset

Mjältbrand är en akut infektionssjukdom som drabbar människor och djur (både tama och vilda).

Det ryska namnet på sjukdomen gavs av SS Andrievsky i samband med en stor epidemi i Uralbergen i slutet av 1700-talet. År 1788, med ett heroiskt experiment med självinfektion, bevisade han identiteten av mjältbrand hos människor och djur och bekräftade slutligen dess nosologiska oberoende. Sjukdomsorsaken - Bacillus anthracis - beskrevs upprepade gånger av olika författare (Pollender A., 1849; Dalen K., 1850; Braun F., 1854), men dess etiologiska roll fastställdes slutligen av R. Koch (1876) och L. Pasteur (1881).

B. anthracis (släktet Bacillus) tillhör familjen Bacillaceae (klass Bacilli). Det är en stor stav på 5-8, ibland upp till 10 µm lång, med en diameter på 1,0-1,5 µm. Ändarna på levande stavar är lätt rundade, medan de på döda stavar är avskurna och lätt konkava. Stavar i utstryk är placerade i par och mycket ofta i kedjor, särskilt långa på näringsmedier, som liknar en bamburör. Mjältbrandsstaven färgas bra med alla anilinfärgämnen, är grampositiv. Den har inga flageller, den bildar sporer, men endast utanför människokroppen eller djurkroppen i närvaro av syre och en viss fuktighet. Den optimala temperaturen för sporulering är 30-35 °C (sporbildning sker inte under 12 °C och över 43 °C). Sporerna är placerade centralt, deras diameter överstiger inte bakteriecellens diameter. Sporbildning sker när bakterier upplever brist på antingen energikällor, aminosyror eller baser. Eftersom dessa näringskällor för bakterier finns i blodet och vävnaderna sker ingen sporulation i kroppen. Det orsakande medlet för mjältbrand bildar en kapsel, men endast i kroppen hos ett djur eller en människa; det observeras sällan på näringsmedier (på medier som innehåller blod eller serum). Inkapsling av patogena bakterier är en skyddsmekanism. Det induceras av faktorer som finns i blodet och vävnaderna, därför bildas kapslar när bakterier finns i kroppen eller när de odlas på medier med blod, plasma eller serum. G+C-halten i DNA varierar inom 32-62 mol% (för släktet som helhet).

Den orsakande agensen för mjältbrand är en aerob eller fakultativ anaerob bakterie. Den optimala temperaturen för tillväxt är 37-38 °C, mediets pH är 7,2-7,6. Den är inte krävande för näringsmedier. På täta medier bildar den karakteristiska stora matta, grova kolonier av R-form. Koloniernas struktur, på grund av stavarnas kedjearrangemang, som bildar trådar som sträcker sig från mitten, liknar lockar eller en lejonman (Fig. 98). På agar innehållande penicillin (0,05-0,5 U/ml) sönderfaller bacillerna efter 3 timmars tillväxt till individuella bollar i form av en kedja, vilket bildar fenomenet "pärlhalsband". I buljong växer staven, som är i R-form, på botten och bildar ett sediment i form av en klump bomull, medan buljongen förblir transparent. B. anthracis är virulent i R-form och förlorar sin virulens när den övergår till S-form. Sådana stavar bildar runda, släta kolonier med släta kanter på ett tätt medium och enhetlig grumlighet i buljongen. I detta fall förlorar stavarna förmågan att arrangeras i kedjor i utstryk och får utseendet av kokobakterier, arrangerade i kluster.

B. anthracis är ganska biokemiskt aktiv: den fermenterar glukos, sackaros, maltos och trehalos med bildning av syra utan gas, bildar H2S, ystar mjölk och peptoniserar den, är katalaspositiv och har nitratreduktas. Vid sådd genom injektion i en kolonn av 10-12 % kött-peptongelatin orsakar den dess lager-för-lager-förvätskning.

För att skilja B. anthracis från andra arter av Bacillus används en uppsättning egenskaper.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]

Antigenisk struktur hos mjältbrandspatogenen

Det orsakande medlet för mjältbrand har somatiska antigener och ett kapselantigen av proteinnatur (består av D-glutaminsyra), som huvudsakligen bildas i djurs och människors kroppar. Det somatiska antigenet av polysackaridnatur är värmestabilt och bevaras under lång tid i den yttre miljön och i djurkroppar. Den diagnostiska Ascoli-termoprecipitationsreaktionen är baserad på dess detektion. Mjältbrandsbacillen har också antigener som är gemensamma för släktet Bacillus.

[ 4 ], [ 5 ], [ 6 ]

Patogenicitetsfaktorer för mjältbrandspatogenen

Den viktigaste virulensfaktorn hos mjältbrandsbacillen är kapseln. Förlust av kapseln leder till förlust av virulens. Kapseln skyddar B. anthracis från fagocytos. En annan viktig virulensfaktor, som är ansvarig för djurens död, är ett komplext toxin som innehåller tre olika komponenter: faktor I, bestående av protein och kolhydrat; och två faktorer av ren proteinkaraktär (faktor II och III). Syntesen av det komplexa toxinet styrs av pXOl-plasmiden med mm 110-114 MD. pXOl-plasmiden innehåller tre gener som bestämmer syntesen av huvudkomponenterna i exotoxinet:

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

Produkten från cua (OF)-genen är adenylatcyklas, vilket katalyserar ackumuleringen av cAMP i eukaryota celler. Ödemfaktorn orsakar ökad vaskulär permeabilitet.

Det skyddande antigenet inducerar syntesen av skyddande antikroppar (den mest immunogena är dock komplexet av alla tre komponenterna i det neutraliserade toxinet), den letala faktorn orsakar djurens död. Alla tre komponenter i toxinet verkar synergistiskt. Syntesen av mjältbrandskapseln styrs också av plasmiden рХ02 med mm 60 MD.

Resistens hos B. anthracis

I sin vegetativa form har mjältbrandspatogenen samma resistens mot miljöfaktorer och kemikalier som andra icke-sporbildande bakterier – vid temperaturer över 75 °C dör den på 5–10 minuter, i djurkroppar under påverkan av avfallsprodukter från förruttnelsebakterier – på några dagar. Sporerna från mjältbrandsbacillen är extremt stabila: de överlever i jord i årtionden, i vatten – i flera år, under påverkan av direkt solljus dör de på 20 dagar eller mer, vid kokning förstörs de inom 45–60 minuter, vid autoklavering vid 110 °C – på 5 minuter, torr värme (140 °C) kan motstås i upp till 3 timmar. Sporerna överlever länge i ull och skinn från djur som används för olika garvningsmetoder, och i saltat kött.

Epidemiologi för mjältbrand

Den huvudsakliga källan till mjältbrand är sjuka växtätare. Under hela sjukdomsperioden utsöndrar de patogenen med urin, avföring och saliv i jorden och infekterar den. Därför blir jorden, särskilt rik på organiskt material, en extra reservoar för patogenen. Djur smittas huvudsakligen via matsmältningsvägen (genom mat och dricksvatten som är förorenat med sporer), mer sällan - genom överföring - genom bett av flugor, fästingar, bromsar, som bär patogenen från sjuka djur, lik och infekterade föremål i den yttre miljön; mycket sällan - via luft. Patogenen överförs inte genom direktkontakt från ett sjukt djur till ett friskt.

Människor smittas med mjältbrand genom direktkontakt med djurkroppar, vid styckning av djurkroppar som dödats med våld, vid vård av sjuka djur, vid intag av kött eller köttprodukter från sjuka djur, eller vid kontakt med ull, skinn, läder eller borst som är infekterade med patogenen eller dess sporer. Infektion av en frisk person från en sjuk person är extremt sällsynt.

Infektionens ingångsportar är huden och slemhinnorna i tarmarna och luftvägarna. Beroende på ingångsporten förekommer mjältbrand hos människor i form av kutana (oftast upp till 98 % av alla fall av sjukdomen), tarm- eller lungform. Inkubationsperioden varierar från några timmar till 6–8 dagar, oftast 2–3 dagar. Den kutana formen manifesterar sig i form av en mjältbrandssvamp, som vanligtvis är lokaliserad på öppna kroppsdelar (ansikte, hals, övre extremiteter), mer sällan på kroppsdelar täckta av kläder. En svamp är en typ av hemorragisk nekros, på vars topp en vesikel med seröst blodigt innehåll eller en tät svartbrun skorpa bildas. Huden och den subkutana vävnaden i svampen och runt den är ödematösa, mättade med seröst blodigt exsudat, men varbildning och abscesser observeras vanligtvis inte. I inflammerade vävnader och exsudat finns ett stort antal baciller omgivna av en kapsel.

I tarmform observeras allmän förgiftning med katarrhaliska och hemorragiska manifestationer från mag-tarmkanalen (illamående, blodiga kräkningar, blodig diarré, smärta i buken och nedre delen av ryggen). Sjukdomen varar 2-4 dagar och slutar oftast med döden.

Den pulmonella formen av mjältbrand är extremt sällsynt och uppträder som bronkopneumoni med djup allmän berusning, bröstsmärtor, allmän sjukdomskänsla, hög feber, hosta med upphostning, initialt slemmigt, sedan blodigt. Döden inträffar på 2:a-3:e dagen. Som regel åtföljs alla former av mjältbrand av hög feber (39-40 °C). Den allvarligaste formen av mjältbrand är den septiska formen, som kan vara antingen primär eller en konsekvens av en komplikation av en annan form av sjukdomen. Den kännetecknas av en mängd hemorragiska manifestationer och förekomsten av en stor mängd av patogenen i blodet, cerebrospinalvätskan och i ett antal organ hos den sjuka personen. Mjältbrandssjukdomar bland människor är sporadiska.

Postinfektiös immunitet är förknippad med uppkomsten av antitoxiner och antimikrobiella (skyddande) antikroppar.

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

Laboratoriediagnostik av mjältbrand

Följande används som material för studien: i kutan form - innehållet i vesiklarna, utsöndring från karbunkel eller sår; i tarmform - avföring och urin; i lungform - sputum; i septisk form - blod. Olika miljöobjekt (jord, vatten), livsmedel, råvaror av animaliskt ursprung och andra material kan undersökas. För att detektera patogenen används en bakterioskopisk metod: detektion av grampositiva stavar omgivna av en kapsel (i material från djur eller människor) eller innehållande sporer (miljöobjekt). Den huvudsakliga diagnostiska metoden är bakteriologisk - isolering av en renkultur och dess identifiering, med obligatorisk testning för patogenicitet för försöksdjur. I de fall där materialet som studeras är kraftigt förorenat med åtföljande, särskilt förruttnelseframkallande, mikroflora, används ett biologiskt test: vita möss eller marsvin infekteras subkutant. I närvaro av B. anthracis dör möss och marsvin inom 24-26 timmar, kaniner - inom 2-3 dagar, med tecken på allmän sepsis; mjälten är kraftigt förstorad, vid injektionsstället för materialet - infiltrat. I utstrykspreparat från blod och organ - kapselstavar.

Bland de serologiska reaktionerna används Ascoli-termoprecipitationsreaktionen främst för diagnostiska ändamål. Den används i fall där det är svårt att räkna med att isolera en renkultur av patogenen (särskilt vid undersökning av ull, skinn, borst och andra föremål). Ascoli-reaktionen är baserad på detektion av termostabila antigener från patogenen, vilka bevaras mycket längre än livskraftiga vegetativa celler och sporer från mjältbrandsbacillen. För retrospektiv diagnostik av mjältbrand används ett allergiskt test med antraxin.

Behandling av mjältbrand

Behandling av mjältbrand är komplex. Den syftar till att neutralisera toxinet och mot patogenen används: anti-mjältbrandsimmunglobulin och antibiotika (penicilliner, tetracykliner, erytromycin, etc.).

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

Specifik profylax mot mjältbrand

Det första vaccinet mot mjältbrand erhölls av L. Pasteur år 1881, i vårt land av L. S. Tsenkovsky år 1883 från försvagade stammar av B. anthracis. För närvarande används i Ryssland ett levande sporfritt kapselfritt vaccin mot mjältbrand för att förebygga mjältbrand hos människor och djur. Det framställs från en avirulent stam av mjältbrandsbacillen. Vaccinet mot mjältbrand är mycket effektivt. Vaccinationer administreras en gång, antingen kutant eller intradermalt, till de individer som på grund av sitt yrke kan vara infekterade med mjältbrand. Revaccination administreras efter ett år.