Patogen antraxu

Antrax je akutní infekční onemocnění lidí a zvířat (domácích i volně žijících).

Ruský název pro tuto nemoc dal S. S. Andrijevskij v souvislosti s rozsáhlou epidemií na Uralu na konci 18. století. V roce 1788 hrdinským experimentem se samoinfekcí prokázal identitu antraxu u lidí a zvířat a definitivně potvrdil jeho nozologickou nezávislost. Původce - Bacillus anthracis - byl opakovaně popsán různými autory (Pollender A., 1849; Dalen K., 1850; Braun F., 1854), ale jeho etiologickou roli nakonec stanovili R. Koch (1876) a L. Pasteur (1881).

B. anthracis (rod Bacillus) patří do čeledi Bacillaceae (třída Bacilli). Je to velká tyčinka dlouhá 5–8, někdy až 10 µm, s průměrem 1,0–1,5 µm. Konce živých tyčinek jsou mírně zaoblené, zatímco konce mrtvých tyčinek jsou odříznuté a mírně konkávní. Tyčinky se v nátěrech nacházejí v párech a velmi často v řetízcích, zejména dlouhé na živných médiích, připomínající bambusovou hůl. Tyčinka antraxu se dobře barví všemi anilinovými barvivy, je grampozitivní. Nemá bičíky, tvoří spory, ale pouze mimo lidské nebo zvířecí tělo za přítomnosti kyslíku a určité vlhkosti. Optimální teplota pro sporulaci je 30–35 °C (tvorba spor se neprovádí pod 12 °C a nad 43 °C). Spory jsou umístěny centrálně, jejich průměr nepřesahuje průměr bakteriální buňky. K tvorbě spor dochází, když bakterie zažívají nedostatek buď zdrojů energie, aminokyselin nebo zásad. Protože tyto zdroje výživy pro bakterie jsou přítomny v krvi a tkáních, ke sporulaci v těle nedochází. Původce antraxu tvoří kapsli, ale pouze v těle zvířete nebo člověka; na živných médiích (na médiích obsahujících krev nebo sérum) se pozoruje jen zřídka. Zapouzdření patogenních bakterií je ochranný mechanismus. Je indukováno faktory obsaženými v krvi a tkáních, proto se kapsle tvoří, když jsou bakterie v těle nebo když jsou pěstovány na médiích s krví, plazmou nebo sérem. Obsah G + C v DNA se pohybuje v rozmezí 32-62 mol % (pro rod jako celek).

Původcem antraxu je aerob nebo fakultativně anaerob. Optimální teplota pro růst je 37-38 °C, pH média je 7,2-7,6. Je nenáročný na živná média. Na hustých médiích tvoří charakteristické velké matné drsné kolonie R-formy. Struktura kolonií, díky řetězcovitému uspořádání tyčinek, které tvoří vlákna vybíhající od středu, je podobná kudrlinkám nebo lví hřívě (obr. 98). Na agaru obsahujícím penicilin (0,05-0,5 U/ml) se bacily po 3 hodinách růstu rozpadají na jednotlivé kuličky umístěné ve tvaru řetízku, čímž vzniká fenomén „perlového náhrdelníku“. V bujónu tyčinka, která je v R-formě, roste na dně a tvoří sediment ve formě hrudky vaty, zatímco bujón zůstává průhledný. B. anthracis je v R-formě virulentní a při přechodu do S-formy ztrácí virulenci. Takové tyčinky tvoří na hustém médiu kulaté, hladké kolonie s hladkými okraji a v bujónu rovnoměrný zákal. V tomto případě tyčinky ztrácejí schopnost uspořádat se v nátěrech do řetězců a získávají vzhled kokobakterií uspořádaných ve shlukech.

B. anthracis je biochemicky poměrně aktivní: fermentuje glukózu, sacharózu, maltózu, trehalózu za vzniku kyseliny bez plynu, tvoří H2S, sráží mléko a peptonizuje ho, je kataláza-pozitivní, má nitrátreduktázu. Při výsevu injekčně do kolony s 10-12% masopeptonovou želatinou způsobuje její vrstvené zkapalnění.

K odlišení B. anthracis od jiných druhů Bacillus se používá soubor charakteristik.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]

Antigenní struktura patogenu antraxu

Původce antraxu má somatické antigeny a kapsulární antigen proteinové povahy (obsahuje kyselinu D-glutamovou), který se tvoří převážně v těle zvířat a lidí. Somatický antigen polysacharidové povahy je tepelně stabilní a dlouhodobě se uchovává ve vnějším prostředí a v mrtvolách zvířat. Na jeho detekci je založena diagnostická Ascoliho termoprecipitační reakce. Bacil antraxu má také antigeny společné s rodem Bacillus.

[ 4 ], [ 5 ], [ 6 ]

Faktory patogenity patogenu antraxu

Nejdůležitějším faktorem virulence bacilu antraxu je pouzdro. Ztráta pouzdra vede ke ztrátě virulence. Pouzdro chrání B. anthracis před fagocytózou. Dalším důležitým faktorem virulence, který je zodpovědný za úhyn zvířat, je komplexní toxin obsahující tři různé složky: faktor I, sestávající z proteinu a sacharidu; a dva faktory čistě proteinové povahy (faktory II a III). Syntézu komplexního toxinu řídí plazmid pXOl s MD mm 110-114. Plazmid pXOl obsahuje tři geny, které určují syntézu hlavních složek exotoxinu:

• gen cua - faktor edému (EF);
• gen pag - ochranný antigen (PA);
• gen lef - letální faktor (LF).

Produktem genu cua (OF) je adenylátcykláza, která katalyzuje akumulaci cAMP v eukaryotických buňkách. Faktor edému způsobuje zvýšenou vaskulární propustnost.

Ochranný antigen indukuje syntézu ochranných protilátek (nejimunogennější je však komplex všech tří složek neutralizovaného toxinu), letální faktor způsobuje smrt zvířat. Všechny tři složky toxinu působí synergicky. Syntézu antraxové kapsule řídí také plazmid рХ02 s mm 60 MD.

Rezistence B. anthracis

Ve své vegetativní formě má patogen antraxu stejnou odolnost vůči faktorům prostředí a chemikáliím jako jiné nesporulující bakterie - při teplotách nad 75 °C hyne za 5-10 minut, v tělech zvířat pod vlivem odpadních produktů hnilobných bakterií - za několik dní. Spory bacilu antraxu jsou extrémně stabilní: v půdě přežívají desítky let, ve vodě - několik let, pod vlivem přímého slunečního záření hynou za 20 a více dní, při vaření se ničí během 45-60 minut, při autoklávování při 110 °C - za 5 minut, suchému teplu (140 °C) vydrží až 3 hodiny. Spory dlouhodobě přežívají ve vlně a kůži zvířat používaných k různým činěním a v soleném mase.

Epidemiologie antraxu

Hlavním zdrojem antraxu jsou nemocní býložravci. Po celou dobu onemocnění vylučují patogen močí, exkrementy a slinami do půdy, čímž ji infikují. Půda, obzvláště bohatá na organickou hmotu, se proto stává dalším rezervoárem patogena. Zvířata se infikují převážně alimentární cestou (potravou a pitnou vodou kontaminovanou sporami), méně často - přenosem - kousnutím much, klíšťat, ovádů, kteří přenášejí patogen z nemocných zvířat, mrtvol a infikovaných předmětů vnějšího prostředí; velmi vzácně - vzduchem. Patogen se nepřenáší přímým kontaktem z nemocného zvířete na zdravé.

Lidé se nakazí antraxem přímým kontaktem s mrtvolami zvířat, při porcování mrtvých těl zvířat, která byla násilně usmrcena, při péči o nemocná zvířata, při konzumaci masa nebo masných výrobků získaných z nemocných zvířat nebo při kontaktu s vlnou, kůžemi, usní nebo štětinami infikovanými patogenem nebo jeho sporami. K nákaze zdravého člověka od nemocného dochází extrémně vzácně.

Vstupními branami infekce jsou kůže a sliznice střev a dýchacích cest. V závislosti na vstupní bráně se lidský antrax vyskytuje ve formě kožní (nejčastěji až 98 % všech případů onemocnění), střevní nebo plicní formy. Inkubační doba se pohybuje od několika hodin do 6-8 dnů, nejčastěji 2-3 dnů. Kožní forma se projevuje ve formě antraxového karbunku, který je obvykle lokalizován na otevřených částech těla (obličej, krk, horní končetiny), méně často na oblastech těla pokrytých oděvem. Karbunkul je druh hemoragického nekrózního ložiska, na jehož vrcholu se tvoří váček se serózně krvavým obsahem nebo hustý černohnědý strup. Kůže a podkožní tkáň karbunku a jeho okolí jsou oteklé, nasycené serózně krvavým exsudátem, ale hnisání a abscesy se obvykle nepozorují. V zanícených tkáních a exsudátu je velké množství bacilů obklopených kapslí.

U střevní formy se pozoruje celková intoxikace s katarálními a hemoragickými projevy z gastrointestinálního traktu (nevolnost, zvracení s krví, krvavý průjem, bolest břicha a dolní části zad). Onemocnění trvá 2-4 dny a nejčastěji končí smrtí.

Plicní forma antraxu je extrémně vzácná a projevuje se jako bronchopneumonie s hlubokou celkovou intoxikací, bolestí na hrudi, celkovou malátností, vysokou horečkou, kašlem s tvorbou sputa, zpočátku hlenu, poté krvavého. Smrt nastává 2.–3. den. Všechny formy antraxu jsou zpravidla doprovázeny vysokou teplotou (39–40 °C). Nejtěžší formou antraxu je septická forma, která může být buď primární, nebo důsledkem komplikace jiné formy onemocnění. Vyznačuje se hojností hemoragických projevů a přítomností velkého množství patogenu v krvi, mozkomíšním moku a v řadě orgánů nemocného. Onemocnění antraxem u lidí jsou sporadická.

Postinfekční imunita je spojena s výskytem antitoxinů a antimikrobiálních (ochranných) protilátek.

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

Laboratorní diagnostika antraxu

Jako materiál pro studium slouží: u kožní formy - obsah vezikul, výtok z karbunku nebo vředu; u střevní formy - stolice a moč; u plicní formy - sputum; u septické formy - krev. Studii lze podrobit různé objekty životního prostředí (půda, voda), potraviny, suroviny živočišného původu a další materiály. K detekci patogena se používá bakterioskopická metoda: detekce grampozitivních tyčinek obklopených kapslí (v materiálu od zvířat nebo lidí) nebo obsahujících spory (objekty životního prostředí). Hlavní diagnostickou metodou je bakteriologická - izolace čisté kultury a její identifikace s povinným testováním patogenity pro laboratorní zvířata. V případech, kdy je studovaný materiál silně kontaminován doprovodnou, zejména hnilobnou, mikroflórou, se používá biologický test: bílé myši nebo morčata se infikují subkutánně. V přítomnosti B. anthracis myši a morčata umírají do 24-26 hodin, králíci - do 2-3 dnů, s příznaky celkové sepse; slezina je prudce zvětšená, v místě vpichu materiálu - infiltrát. V preparátech z krve a orgánů - kapsulární tyčinky.

Mezi sérologickými reakcemi se Ascoliho termoprecipitační reakce používá především pro diagnostické účely. Používá se v případech, kdy je obtížné počítat s izolací čisté kultury patogenu (zejména při vyšetřování vlny, kůží, štětin a dalších předmětů). Ascoliho reakce je založena na detekci termostabilních antigenů patogenu, které jsou uchovávány mnohem déle než životaschopné vegetativní buňky a spory bacilu antraxu. Pro retrospektivní diagnostiku antraxu se používá alergický test s antraxinem.

Léčba antraxu

Léčba antraxu je komplexní. Je zaměřena na neutralizaci toxinu a boj proti patogenu: používají se imunoglobuliny proti antraxu a antibiotika (peniciliny, tetracykliny, erythromycin atd.).

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

Specifická profylaxe antraxu

První vakcínu proti antraxu získal L. Pasteur v roce 1881, v naší zemi L. S. Tsenkovskij v roce 1883 z oslabených kmenů B. anthracis. V současné době se v Rusku k prevenci antraxu u lidí a zvířat používá živá vakcína bez spor a kapslí STI. Je připravena z avirulentního kmene antraxového bacilu. Vakcína proti antraxu je vysoce účinná. Očkování se podává jednorázově, buď kožně, nebo intradermálně, osobám, které mohou být v důsledku svého povolání nakaženy antraxem. Revakcinace se provádí po roce.