Morový patogen

Mor (pestis) je akutní infekční onemocnění, které probíhá jako hemoragická sepse. V minulosti byl mor strašlivou metlou lidstva. Jsou známy tři morové pandemie, které si vyžádaly miliony lidských životů.

První pandemie se odehrála v 6. století n. l. V letech 531 až 580 zabila asi 100 milionů lidí – polovinu populace Východořímské říše („Justiniánský“ mor).

Druhá pandemie vypukla ve 14. století. Začala v Číně a postihla mnoho zemí Asie a Evropy. V Asii na ni zemřelo 40 milionů lidí a v Evropě ze 100 milionů lidí zemřelo 25 milionů. Takto popisuje tuto pandemii N. M. Karamzin ve svých Dějinách ruského státu: „Nemoc se projevovala žlázami v měkkých dutinách těla, člověk vykašlával krev a zemřel druhý nebo třetí den. Není možné, říkají kronikáři, si představit hroznější podívanou... Od Pekingu až po břehy Eufratu a Ladogy byly útroby země naplněny miliony mrtvol a státy byly opuštěné... V Gluchově a Belozersku nezůstal ani jeden obyvatel... Tato krutá mor přišla a několikrát se vrátila. Ve Smolensku zuřila třikrát a nakonec v roce 1387 zůstalo jen pět lidí, kteří podle kroniky vyšli ven a uzavřeli město, které bylo plné mrtvol.“

Třetí pandemie moru začala v roce 1894 a skončila v roce 1938, přičemž zabila 13–15 milionů lidí.

Původce moru objevil v roce 1894 francouzský vědec A. Yersin, na jehož počest byl pojmenován Yersinia pestis. Rod Yersinia patří do čeledi enterobakterií (Enterobacteriaceae) a zahrnuje 11 druhů, z nichž tři jsou patogenní pro člověka: Yersinia pestis, Yersinia pseudotuberculosis a Yersinia enterocolitica; patogenita ostatních je dosud nejasná.

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

Morfologie morového patogenu

Yersinia pestis je 1-2 μm dlouhá a 0,3-0,7 μm tlustá. V nátěrech z těla pacienta a z mrtvol lidí a hlodavců, kteří uhynuli na morem, vypadá jako krátká vejčitá tyčinka s bipolárním barvením. V nátěrech z bujónové kultury je tyčinka uspořádána v řetízku, v nátěrech z agarových kultur - náhodně. Bipolární barvení je v obou případech zachováno, ale v nátěrech z agarových kultur je poněkud slabší. Původce moru je gramnegativní, lépe se barví alkalickými a karbolovými barvivy (Lefflerova modř), netvoří spory a nemá bičíky. Obsah G+C v DNA je 45,8-46,0 mol% (pro celý rod). Při teplotě 37 °C tvoří jemnou kapsli proteinové povahy, která se projevuje na vlhkých a mírně kyselých živných médiích.

Biochemické vlastnosti morového patogenu

Yersinia pestis je aerobní bakterie, dobře roste na běžných živných médiích. Optimální teplota pro růst je 27-28 °C (rozmezí - od 0 do 45 °C), pH = 6,9-7,1. Morový bacil roste charakteristicky na tekutých i pevných živných médiích: na bujónu se projevuje tvorbou kyprého filmu, ze kterého sestupují vlákna ve formě rampouchů, připomínajících stalaktity, na dně - kyprý sediment, bujón zůstává průhledný. Vývoj kolonií na pevných médiích prochází třemi fázemi: po 10-12 hodinách pod mikroskopem růst ve formě bezbarvých destiček (fáze "rozbitého skla"); po 18-24 hodinách - fáze "krajkových kapesníků", při pohledu pod mikroskopem je patrná světlá krajková zóna, umístěná kolem vyčnívající centrální části, nažloutlé nebo slabě nahnědlé barvy. Po 40-48 hodinách nastává fáze "dospělé kolonie" - hnědavě ohraničený střed s výraznou periferní zónou. Yersinia pseudotuberculosis a Yersinia enterocolitica nemají stádium „rozbitého skla“. Na médiích s krví jsou kolonie Yersinia pestis granulární se slabě definovanou periferní zónou. Pro rychlé dosažení růstu charakteristického pro Yersinia pestis na médiích se doporučuje přidat k nim stimulanty růstu: siřičitan sodný, krev (nebo její přípravky) nebo lyzát kultury sarcinie. Morový bacil se vyznačuje výrazným polymorfismem, zejména na médiích se zvýšenou koncentrací NaCl, ve starých kulturách, v orgánech rozložených morových mrtvol.

Morový bacil nemá oxidázu, netvoří indol a H2S, má katalázovou aktivitu a fermentuje glukózu, maltózu, galaktózu, mannitol za vzniku kyseliny bez plynu.

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

Antigenní složení morového patogenu

U druhů Yersinia pestis, Yersinia pseudotuberculosis a Yersinia enterocolitica bylo nalezeno až 18 podobných somatických antigenů. Yersinia pestis se vyznačuje přítomností kapsulárního antigenu (frakce I), antigenů T a VW, proteinů plazmatické koagulázy, fibrinolysinu, proteinů vnější membrány a antigenu pH6. Na rozdíl od Yersinia pseudotuberculosis a Yersinia enterocolitica je však Yersinia pestis z hlediska antigenů jednotnější; pro tento druh neexistuje žádná sérologická klasifikace.

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

Rezistence morového patogenu

Ve sputu může morový bacil přežít až 10 dní; na prádle a oděvu znečištěném sekrety nemocného přežívá týdny (bílkoviny a hlen ho chrání před ničivým účinkem vysychání). V mrtvolách lidí a zvířat, která uhynula na morem, přežívá od začátku podzimu do zimy; nízké teploty, mrznutí a rozmrazování ho nezabíjejí. Slunce, vysychání a vysoké teploty jsou pro Yersinia pestis ničivé. Zahřátí na 60 °C zabíjí za 1 hodinu, při teplotě 100 °C zabíjí za několik minut; 70% alkohol, 5% roztok fenolu, 5% roztok lysolu a některé další chemické dezinfekční prostředky zabíjejí za 5-10-20 minut.

Faktory patogenity morového patogenu

Yersinia pestis je mezi bakteriemi nejagresivnější a nejpatogennější, a proto způsobuje nejzávažnější onemocnění. U všech zvířat, která jsou na ni citlivá, a u lidí potlačuje patogen moru ochrannou funkci fagocytárního systému. Proniká do fagocytů, potlačuje v nich „oxidační vzplanutí“ a nerušeně se rozmnožuje. Neschopnost fagocytů plnit svou zabíjecí funkci ve vztahu k Yersinia pestis je hlavním důvodem náchylnosti k moru. Vysoká invazivita, agresivita, toxigenita, toxicita, alergenita a schopnost potlačovat fagocytózu jsou dány přítomností celého arzenálu faktorů patogenity u Y. pestis, které jsou uvedeny níže.

Schopnost buněk absorbovat exogenní barviva a hemin. Je spojena s funkcí systému transportu železa a poskytuje Yersinia pestis schopnost rozmnožování v tělesných tkáních.

• Závislost růstu při teplotě 37 °C na přítomnosti iontů Ca v médiu.
• Syntéza antigenů VW. Antigen W se nachází ve vnější membráně a V v cytoplazmě. Tyto antigeny zajišťují reprodukci Y. pestis uvnitř makrofágů.
• Syntéza „myšího“ toxinu. Toxin blokuje proces přenosu elektronů v mitochondriích srdce a jater citlivých zvířat, ovlivňuje krevní destičky a cévy (trombocytopenie) a narušuje jejich funkce.
• Syntéza kapsle (frakce I - Fral). Kapsle inhibuje aktivitu makrofágů.
• Syntéza pesticidů je druhově specifickou charakteristikou Yersinia pestis.
• Syntéza fibrinolysinu.
• Syntéza plazmatické koagulázy. Oba tyto proteiny jsou lokalizovány ve vnější membráně a poskytují Yersinia pestis vysoce invazivní vlastnosti.
• Syntéza endogenních purinů.
• Syntéza tepelně indukovatelných proteinů vnější membrány - proteinů Yop (vnější proteiny Yersinia). Proteiny YopA, YopD, YopE, YopH, YopK, YopM, YopN potlačují aktivitu fagocytů.
• Syntéza neuraminidázy. Podporuje adhezi (uvolňuje receptory pro Yersinia pestis).
• Syntéza adenylátcyklázy. Předpokládá se, že potlačuje „oxidační vzplanutí“, tj. blokuje ničicí účinek makrofágů.
• Syntéza adhezních pilů. Inhibují fagocytózu a zajišťují průnik Yersinia pestis, jakožto intracelulárního parazita, do makrofágů.
• Syntéza širokospektrých aminopeptidáz.
• Endotoxin (LPS) a další složky buněčné stěny s toxickými a alergenními účinky.
• pHb-antigen. Syntetizuje se při teplotě 37 °C a nízkém pH, potlačuje fagocytózu a má cytotoxický účinek na makrofágy.

Významná část patogenních faktorů Yersinia pestis je řízena geny nesenými následujícími 3 třídami plazmidů, které se obvykle nacházejí společně ve všech patogenních kmenech:

• pYP (9,5 kb) - plasmid patogenity. Nese 3 geny:
  • pst - kóduje syntézu pesticinu;
  • pim - určuje imunitu vůči pesticidům;
  • pla - určuje fibrinolytickou (aktivátor plazminogenu) a plazma-koagulázovou aktivitu.
• pYT (65 MD) je toxigenní plazmid. Nese geny, které určují syntézu „myšího“ toxinu (komplexní protein sestávající ze dvou fragmentů, A a B, s molekulovou hmotností 240 a 120 kDa), a geny, které řídí proteinové a lipoproteinové složky kapsle. Jeho třetí složka řídí chromozomální geny. Plazmid se dříve nazýval pFra.
• pYV (110 kb) - plazmid virulence.

Určuje závislost růstu Y. pestis při 37 °C na přítomnosti iontů Ca2+ v médiu, proto má další název - plasmid Lcr (nízká odpověď na vápník). Geny tohoto obzvláště důležitého plasmidu také kódují syntézu antigenů V a W a tepelně indukovaných proteinů Yop. Jejich syntéza probíhá za komplexní genetické kontroly při teplotě 37 °C a za nepřítomnosti Ca2+ v médiu. Všechny typy proteinů Yop, s výjimkou YopM a YopN, jsou hydrolyzovány v důsledku aktivity aktivátoru plazminogenu (gen pla plasmidu pYP). Proteiny Yop do značné míry určují virulenci Yersinia pestis. Protein YopE má antifagocytární a cytotoxické účinky. YopD zajišťuje průnik YopE do cílové buňky; YopH má antifagocytární a proteinovou tyrosinfosfatázovou aktivitu; protein YopN má vlastnosti kalciového senzoru; YopM se váže na atrombin v lidské krvi.

[ 16 ], [ 17 ], [ 18 ]

Postinfekční imunita

Postinfekční imunita je silná a celoživotní. Opakované případy moru jsou extrémně vzácné. Povaha imunity je buněčná. Ačkoli se protilátky objevují a hrají určitou roli v získané imunitě, je zprostředkována hlavně T-lymfocyty a makrofágy. U lidí, kteří prodělali mor nebo byli očkováni, je fagocytóza úplná. Právě ta určuje získanou imunitu.

Epidemiologie moru

Škála teplokrevných přenašečů morového mikroba je extrémně rozsáhlá a zahrnuje více než 200 druhů 8 řádů savců. Hlavním zdrojem moru v přírodě jsou hlodavci a zajícovci. Přirozená infekce byla zjištěna u více než 180 jejich druhů, z nichž přes 40 je součástí fauny Ruska a přilehlých území (v rámci bývalého SSSR). Z 60 druhů blech, u kterých byla za experimentálních podmínek zjištěna možnost přenosu morového patogenu, žije na tomto území 36.

Morový mikrob se množí v lumen trávicího traktu blechy. V jeho přední části se vytvoří zátka („morový blok“) obsahující velké množství mikrobů. Když savec kousne s obráceným průtokem krve do rány, část mikrobů se ze zátky smyje, což vede k infekci. Kromě toho mohou infekci způsobit i exkrementy vylučované blechou během krmení, pokud se dostanou do rány.

Hlavními (základními) přenašeči Y. pestis v Rusku a Střední Asii jsou sysli, pískomili a svišti a v některých ohništích také piky a hraboši. S nimi je spojena existence následujících ložisek moru.

• 5 ložisek, ve kterých je hlavním přenašečem morového mikroba malý sysel (severozápadní Kaspická oblast; meziříčí Terek-Sunža; ohniska Elbrusu; ohniska polopouští Volga-Ural a Transural).
• 5 ložisek, ve kterých jsou přenašeči syslové a svišti (na Altaji - pikas): Zabajkalská, Gorno-Altajská, Tuvská a vysokohorská ložiska Tien Shan a Pamir-Alai.
• Volžsko-uralské, zakavkazské a středoasijské pouštní oblasti, kde jsou hlavními přenašeči pískomilové.
• Vysokohorská zakavkazská a gissarská ohniska s hlavními přenašeči - hraboši.

Různé klasifikace Yersinia pestis jsou založeny na různých skupinách znaků - biochemických charakteristikách (glycerol-pozitivní a glycerol-negativní varianty), oblasti rozšíření (oceánské a kontinentální varianty), typech hlavních přenašečů (varianty krysy a sysle). Podle jedné z nejběžnějších klasifikací, kterou v roce 1951 navrhl francouzský výzkumník moru R. Devignat, se v závislosti na geografickém rozšíření patogena a jeho biochemických vlastnostech rozlišují tři vnitrodruhové formy (biovar) Yersinia pestis.

Podle klasifikace ruských vědců (Saratov, 1985) se druh Yersinia pestis dělí na 5 poddruhů: Yersinia pestis subsp. pestis (hlavní poddruh; zahrnuje všechny tři biovary klasifikace R. Devignyho), Y. pestis subsp. altaica (altajský poddruh), Yersinia pestis subsp. caucasica (kavkazský poddruh), Y. pestis subsp. hissarica (gissarski poddruh) a Yersinia pestis subsp. ulegeica (udegejský poddruh).

Lidé se nakazí štípnutím blechami, přímým kontaktem s infekčním materiálem, kapénkami ve vzduchu a vzácně i potravou (například konzumací masa velbloudů nakažených morem). V letech 1998-1999 trpělo morem na celém světě 30 534 lidí, z nichž 2 234 zemřelo.

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

Příznaky moru

V závislosti na způsobu infekce se rozlišuje bubonická, plicní a střevní forma moru; vzácně septická a kožní (hnisavé puchýře v místě kousnutí blechou). Inkubační doba moru se pohybuje od několika hodin do 9 dnů (u osob podstupujících séroprofylaxi až 12 dnů). Původce moru proniká i přes sebemenší poškození kůže (kousnutí blechou), někdy přes sliznici nebo vzdušnými kapénkami, dostává se do regionálních lymfatických uzlin, kde se začíná rychle množit. Onemocnění začíná náhle: silná bolest hlavy, vysoká teplota se zimnicí, obličej je hyperemický, poté ztmavne, tmavé kruhy pod očima („černá smrt“). Druhý den se objeví bubon (zvětšená zanícená lymfatická uzlina). Někdy se mor rozvíjí tak rychle, že pacient zemře dříve, než se bubon objeví. Obzvláště závažný je plicní mor. Může se vyskytnout jako komplikace bubonického moru a také vzdušnou infekcí. Nemoc se také rozvíjí velmi rychle: přidává se zimnice, vysoká teplota a již v prvních hodinách bolest v boku, kašel, zpočátku suchý a poté s krvavým sputem; Dochází k deliriu, cyanóze, kolapsu a smrti. Pacient s plicním morem představuje pro okolí mimořádné nebezpečí, protože sputem vylučuje obrovské množství patogenu. V rozvoji onemocnění hraje hlavní roli potlačení aktivity fagocytů: neutrofilních leukocytů a makrofágů. Neomezená reprodukce a šíření patogenu krví po celém těle zcela potlačuje imunitní systém a vede (při absenci účinné léčby) k úmrtí pacienta.

Laboratorní diagnostika moru

Používají se bakteriologické, bakteriologické, sérologické a biologické metody, stejně jako alergický test s pestinem (pro retrospektivní diagnostiku). Materiálem pro studium je: punkce z bubonu (nebo jeho výtoku), sputum, krev a u střevní formy stolice. Yersinia pestis se identifikuje na základě morfologie, kultivačních, biochemických charakteristik, testu s morovým fágem a pomocí biologického testu.

Jednoduchou a spolehlivou metodou pro stanovení antigenů morového bacilu ve studovaném materiálu je použití RPGA, zejména s použitím erytrocytárního diagnostika senzibilizovaného monoklonálními protilátkami proti kapsulárnímu antigenu, a IFM. Stejné reakce lze použít k detekci protilátek v séru pacientů.

Biologická diagnostická metoda spočívá v infikování morčete testovaným materiálem (pokud je silně kontaminován doprovodnou mikroflórou) kožně, subkutánně nebo méně často intraperitoneálně.

Při práci s materiálem obsahujícím morový patogen je nutné přísné dodržování režimu, proto veškeré studie provádí pouze dobře vyškolený personál ve speciálních protimorových zařízeních.

Prevence moru

Neustálé sledování přírodních morových ohnisek a organizaci opatření k prevenci lidských nemocí v zemi provádí speciální protimorová služba. Zahrnuje pět protimorových ústavů a desítky protimorových stanic a oddělení.

Přestože se v Rusku od roku 1930 nevyskytl jediný případ moru u lidí. Pro specifickou prevenci moru se používá očkování proti moru - živá atenuovaná vakcína z kmene EV. Podává se kožně, intradermálně nebo subkutánně. Dále byla navržena suchá tabletová vakcína pro perorální podání. Postvakcinační imunita se vytváří 5.-6. den po očkování a trvá 11-12 měsíců. Pro její posouzení a retrospektivní diagnostiku moru byl navržen intradermální alergický test s pestinem. Reakce se považuje za pozitivní, pokud se v místě aplikace pestinu po 24-48 hodinách vytvoří pečeť o průměru alespoň 10 mm a objeví se zarudnutí. Alergický test je pozitivní i u osob s postinfekční imunitou.

Velký přínos ke studiu moru a organizaci boje proti němu měli ruští vědci: D. S. Samoylovich (první nejen v Rusku, ale i v Evropě, který v 18. století „lovil“ morový mikrob, byl také prvním, kdo navrhl očkování proti moru), D. K. Zabolotny, N. P. Klodnitsky, I. A. Deminsky (studium přírodních morových ložisek, nositelů patogenu v ložiskách atd.) a další.