Zvláště nebezpečné infekce

Obzvláště nebezpečné infekce jsou skupinou nemocí, které zahrnují následující infekce: mor, antrax, neštovice, které lze použít jako biologické zbraně nebo k teroristickým účelům.

Biologické zbraně jsou mikroorganismy nebo jejich toxiny používané k vyvolání smrti nebo bezmoci u lidí, zvířat nebo rostlin. Biologické zbraně proto mohou být použity nejen k zabíjení lidí, ale také k způsobení ekonomických škod usmrcováním zvířat nebo plodin.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]

Epidemiologie

Charakteristickými epidemiologickými rysy biologických zbraní jsou dostupnost, nízká cena, inkubační doba, možnost ochrany před poškozením, jednoduchost a utajení výroby, snadná distribuce, široký veřejný ohlas a dostupnost informací.

[ 4 ], [ 5 ], [ 6 ]

Důvody

Stovky patogenů jsou schopny způsobit infekční onemocnění, ale jen několik z nich lze použít jako biologické zbraně. Mnoho z nich jsou patogeny zoonotických infekcí, které jsou nebezpečné jak pro lidi, tak pro zvířata. Nejúčinnější metodou šíření infekčních onemocnění je aerosol, v důsledku kterého se patogeny nebo toxiny přímo dostávají do plic. V tomto případě však musí být škodlivý agens stabilní ve formě aerosolu, mít vysokou virulenci a schopnost způsobit širokou škálu klinických projevů. Například virus venezuelské prasečí encefalitidy, který může způsobit onemocnění u přibližně 100 % nakažených lidí, lze použít jako biologickou zbraň, ale virus japonské encefalitidy, který ve většině případů vede k subklinickému průběhu infekce, nikoli. V závislosti na účelu použití se biologické zbraně rozlišují s letálními a neletálními účinky. NATO představilo seznam 39 potenciálních patogenů a toxinů, které lze použít jako biologické zbraně. V Rusku existuje také podobný seznam s názvem „zvláště nebezpečné patogeny“. Kromě toho existuje stupnice, podle které se patogeny obzvláště nebezpečných infekcí rozlišují podle požadované dávky pro použití v aerosolu, stability v prostředí, nakažlivosti, závažnosti infekce, rychlosti diagnózy, možnosti prevence a léčby. Nejrelevantnější jsou patogeny neštovic, moru, antraxu a botulismu.

[ 7 ], [ 8 ], [ 9 ]

Patogeny obzvláště nebezpečných infekcí

Antrax (černé neštovice)

Původcem antraxu je Bacillus anthracis, nepohyblivá, grampozitivní bakterie tvořící spory. Je vysoce stabilní a virulentní po celá desetiletí. Lze ji produkovat a skladovat po dlouhou dobu. Spory lze připravit do ideální velikosti (1-5 µm) pro proniknutí hluboko do dýchacích cest. Smrtelná dávka bakterií pro polovinu osob nakažených vdechnutím je 8-10 tisíc spor nebo více. Toto množství se může do dýchacího systému dostat jediným nádechem v rámci sporového oblaku. Při akutních infekcích se v těle nacházejí pouze živé, zapouzdřené bakterie.

[ 10 ], [ 11 ], [ 12 ]

Neštovice

Virus patří do rodu Orthopoxvirus a je to DNA virus o průměru 0,25 µm.

Mor

Původcem moru je nepohyblivý gramnegativní kokobacil Yersinia pestis. Při barvení podle Grama má v důsledku bipolárního barvení vzhled kyje. Ve srovnání s původcem antraxu je v prostředí méně stabilní, ale smrtelná dávka je výrazně nižší.

Dostupnost

Původce obzvláště nebezpečných infekcí lze snadno získat. Bakterie, jako je Clostridium botulinum, lze izolovat z půdy a kultivovat se základními mikrobiologickými znalostmi a dovednostmi. Původce antraxu a moru lze izolovat ze zvířat a environmentálních objektů v endemických oblastech, z mikrobiologických sbírek, z lékařských společností nebo laboratoří zapojených do legitimního vědeckého a diagnostického výzkumu.

[ 13 ]

Inkubační doba

Může trvat od několika hodin (stafylokokový enterotoxin B) do několika týdnů (Q horečka). Tento typ zbraně se vyznačuje postupným rozvojem účinku, je distribuován ve formě aerosolu bez zvuku, zápachu, barvy a nezpůsobuje žádné pocity.

Patogeneze zvláště nebezpečných infekcí

Antrax

Infekce se přenáší třemi způsoby: kontaktem, potravou a vzduchem. Kapsule těchto mikroorganismů obsahuje kyselinu polyglutamovou, která snižuje fagocytární aktivitu makrofágů. Spory však mohou být fagocytovány tkáňovými makrofágy, ve kterých jsou schopny klíčit. Bakterie se v oblasti průniku množí a lymfatickou cestou se dostávají do regionálních lymfatických uzlin. Během růstu syntetizují bakterie antraxu tři proteiny: edémový faktor, letální faktor a ochranný antigen, přičemž druhý jmenovaný vytváří komplexy s edémovými a letálními faktory. Tyto komplexy se nazývají edémové a letální toxiny. Působení edémového faktoru je spojeno s lokální aktivací adenylátcyklázy a vznikem edému. Působení letálního faktoru vede k rozvoji tkáňové nekrózy.

Při konzumaci nedostatečně tepelně upraveného masa se bakteriální spory mohou dostat do gastrointestinálního traktu a způsobit odpovídající formu onemocnění. Inhalační forma nastává, když spory pronikají dýchacími cestami a je považována za nejatraktivnější z hlediska vytváření biologických zbraní.

[ 14 ], [ 15 ], [ 16 ], [ 17 ]

Neštovice

Patogen se do těla dostává několika způsoby. Aerosolová infekce nastává přímým kontaktem s infikovanými jedinci. Kontaktní infekce nastává přímým kontaktem sliznic nemocných jedinců se sliznicemi zdravého člověka. V tomto případě se virus přenáší infikovanými hleny nebo infikovanými buňkami odlupujícího se epitelu. Riziko infekce prudce roste s aerosolovým šířením viru kýcháním a kašláním. Jeden pacient může být zdrojem infekce pro 10–20 zdravých jedinců. Inkubační doba je 7 až 17 dní.

Virus proniká sliznicí dýchacích cest a vstupuje do regionálních lymfatických cest. Po replikaci dochází během 3–4 dnů k virémii, která není doprovázena klinickými projevy díky aktivnímu odstraňování virů retikuloendoteliálním systémem. V důsledku pokračující virové replikace dochází po několika dnech k druhé vlně virémie, viry vstupují do kůže a dalších orgánů a u pacientů se objevují první příznaky onemocnění.

Mor

Při bubonické formě moru se bakterie z infikované oblasti (bodnutí hmyzem) dostávají do lymfatického systému, dosahují lymfatických uzlin, kde se množí. V důsledku toho se lymfatické uzliny zvětšují a představují bubo - velmi napjatou a zanícenou lymfatickou uzlinu, omezující pohyb v důsledku silné bolesti. K poškození orgánů dochází v důsledku hematogenní diseminace.

Pneumonická forma moru se může vyskytnout jako komplikace v důsledku sekundární bakteriémie nebo jako samostatná forma, která se vyvíjí vdechnutím infikovaných částic. Inkubační doba se pohybuje od několika hodin do 12 dnů.

Příznaky obzvláště nebezpečných infekcí

Antrax

Vyskytuje se v následujících klinických formách, v závislosti na cestě průniku: kožní, gastrointestinální, plicní. Inkubační doba je 1 až 6 dní, v některých případech dosahuje 43 dnů po infekci (podle údajů získaných po vyšetřování katastrofy ve Sverdlovsku). Důvod tak dlouhé inkubace není znám, ale v experimentu byly během 100 dnů pozorování nalezeny živé spory v lymfatických uzlinách mediastina primátů. Po zahájení antibiotické léčby mohou klinické příznaky zmizet, ale zbývající živé spory v lymfatických uzlinách mohou vést k relapsu infekce. Při inhalační infekci se objevují nespecifické příznaky ve formě horečky, kašle, slabosti, bolesti na hrudi. Stav se zhoršuje během 24-48 hodin. Lymfatické uzliny se zvětšují a otékají, dochází k krvácení v jejich stromatu, často k rupturám a krvácení, patogeny vstupují do mediastina. Po krátkém období zdánlivé pohody se stav náhle prudce zhorší. Objevuje se cyanóza, dušnost, stridor a známky respiračního selhání. Pneumonie nemá žádné charakteristické příznaky. Může se vyvinout hemoragická pleuritida. Při absenci adekvátní léčby dochází k bakteriémii a toxémii, objevují se sekundární metastatická ložiska v gastrointestinálním traktu a membránách mozku a míchy. Hemoragická meningitida je při pitvě zjištěna u 50 % zemřelých na antrax.

Neštovice

Prvními příznaky onemocnění jsou horečka, bolest hlavy, bolest svalů a zvracení. Hlavním příznakem je vyrážka, která se nejprve objeví na obličeji a distálních končetinách, poté se šíří po těle. Největší počet prvků je pozorován na obličeji a končetinách. Zpočátku vyrážka připomíná spalničky. Ve většině případů spalniček se však vyrážka nachází převážně na těle, prvky vyrážky jsou v různých stádiích vývoje, po vyrážce se pacient rychle stává neinfekčním. U neštovic zůstává pacient nakažlivý, dokud všechny prvky vyrážky nezmizí. Klinické varianty infekce se liší od málo příznakových až po letální, hemoragické formy. Komplikacemi onemocnění jsou encefalitida, ARDS, slepota.

Mor

Bubonická forma

Typický je akutní nástup, vysoká horečka (až 40 °C) se zimnicí, zvětšené lymfatické uzliny. Vznikají bubony (bolestivé zvětšené lymfatické uzliny s výrazným otokem, kůže nad nimi je hladká a hyperemická). Nejčastěji bývají postiženy femorální a tříselné lymfatické uzliny, méně často axilární a krční. V místě kousnutí se nachází hnisavý váček s lokální lymfangitidou, někdy strup. Typická je porucha vědomí od dezorientace až po delirium. Během druhého týdne je možné hnisání lymfatických uzlin. Příčinou úmrtí je sepse, ke které dochází 3.–5. den onemocnění.

[ 18 ], [ 19 ], [ 20 ]

Primární plicní forma

Inkubační doba trvá 2–3 dny. Rychle se objeví hypertermie, zimnice, bolest hlavy a během 20–24 hodin se objeví kašel, zpočátku s hlenovitým sputem. Poté se ve sputu mohou objevit krevní pruhy a sputum může získat i jasně červenou barvu (malinový sirup). Charakteristické poškození plic se projevuje ve formě zhutnění, zánět pohrudnice se obvykle nevyvíjí. Bez léčby nastává smrt do 48 hodin.

Další formy moru jsou septikemický, meningitida, faryngeální, benigní (v endemických oblastech).

Diagnostika obzvláště nebezpečných infekcí

[ 21 ], [ 22 ], [ 23 ], [ 24 ]

Antrax

Klinický obraz inhalační infekce nemá žádné patognomonické příznaky. Charakteristickými změnami na rentgenových snímcích hrudníku jsou expanze mediastina (60 %), infiltrace (70 %) a pleurální výpotek (80 %). Bakterie a jejich toxiny se v krvi objevují dva dny po infekci. Leukocytóza se vyvíjí bezprostředně po objevení se toxinů v krvi.

Bakterie lze v krvi detekovat Gramovým barvením. Pro diagnostické účely se provádí mikrobiologické vyšetření periferní krve, mozkomíšního moku a pleurálního výpotku. Gramovo barvení sputa se neprovádí, protože mikroorganismy se obvykle neprokazují. Pro retrospektivní potvrzení diagnózy se používají sérologické diagnostické metody. Pro rychlou diagnostiku lze použít imunofluorescenční reakce a PCR.

V případě inhalační infekce lze spory detekovat v sekretech z orofaryngu (do 24 hodin) a ve stolici (do 24–72 hodin).

[ 25 ]

Neštovice

Diagnóza onemocnění je založena na charakteristické vyrážce. Světelná mikroskopie biopsií vyrážky může odhalit eozinofilní elementy (Guarneriho tělíska). Elektronová mikroskopie odhalí viry, ale je obtížné je odlišit od jiných virů z čeledi ortopoxvirů. K objasnění diagnózy se používá virologické testování nebo PCR.

Mor

Klinická diagnóza se u bubonické formy stanoví na základě přítomnosti vstupních portálů, charakteristických bubonů, známek generalizovaného zánětu a vysoké leukocytózy. U plicní formy je to přítomnost charakteristické infiltrace plicní tkáně během rentgenového vyšetření. Diagnóza se potvrzuje izolací patogenu z krve, sputa a aspirátu lymfatických uzlin. Chirurgická biopsie může vést k diseminaci yersinií. K dispozici jsou sérologické testy (reakce fixace komplementu, nepřímá hemaglutinace, imunofluorescence).

Léčba zvláště nebezpečných infekcí

Antrax

Kmeny patogenu jsou obvykle citlivé na penicilinová antibiotika, proto se v endemických oblastech pro kožní formu infekce používá skupina penicilinů intramuskulárně nebo intravenózně v dávce 2 milionů jednotek každé 2 hodiny nebo 4 milionů jednotek každé 4-6 hodiny. Vzhledem k vysoké pravděpodobnosti laboratorní modifikace kmenů v případě útoku biologickými zbraněmi se ciprofloxacin obvykle používá intravenózně v dávce 400 mg každých 12 hodin. V případě alergie na penicilin lze použít tetracyklin (doxycyklin 100 mg perorálně každých 12 hodin) nebo erythromycin (500 mg intravenózně každých 6 hodin).

Na základě nových dat (2001) byla doporučení mírně upravena. Léčba by měla být zahájena ciprofloxacinem nebo doxycyklinem (ve výše uvedených dávkách) v kombinaci s jedním nebo dvěma dalšími antibiotiky (rifampicin, vankomycin, penicilin, ampicilin, chloramfenikol, tienam, klindamycin, klarithromycin). Stejné léky se používají k léčbě a prevenci antraxu u dětí (v dávkách odpovídajících věku) a těhotných žen. Antibiotika by měla být předepsána co nejdříve a v léčbě pokračovat až 60 dní. Pokud se stav pacienta parenterální léčbou zlepší, je racionální přejít na perorální podávání léků.

Použití cefalosporinů a kotrimoxazolu se nedoporučuje.

Pro účely patogenetické terapie se doporučuje použití infuzní terapie, vazoaktivních léků v případě šoku a respirační podpory v případě hypoxémie.

[ 26 ]

Neštovice Naturalpap

Obvykle se podává symptomatická léčba. Existují určité pozitivní zkušenosti s antivirovým lékem cidofovir u lidoopů.

Mor

Léčba by měla být zahájena okamžitě. U septických a plicních forem by měla být léčba zahájena během prvních 24 hodin. Doporučuje se předepsat streptomycin v dávce 1 g každých 12 hodin intramuskulárně po dobu 10 dnů. Gentamicin v dávce 5 mg/kg intramuskulárně nebo intravenózně jednou denně nebo 2 mg/kg při první aplikaci, poté 1,7 mg/kg intramuskulárně nebo intravenózně každých 8 hodin. Alternativním lékem je doxycyklin v dávce 100 mg intravenózně 2krát denně, ciprofloxacin 400 mg intravenózně každých 12 hodin nebo chloramfenikol (levomycetin) v dávce 25 mg/kg intravenózně každých 6 hodin. U meningeální formy je chloramfenikol považován za lék volby kvůli jeho vysoké penetraci do subarachnoidálního prostoru. Beta-laktamová antibiotika se k léčbě moru nepoužívají.

Jak předcházet obzvláště nebezpečným infekcím?

Navzdory relativní dostupnosti biologických zbraní je jejich masová výroba stále omezena skutečností, že vyžadují živé mikroorganismy a bílkovinné látky, které jsou citlivé na faktory prostředí (sušení, sluneční záření, zahřívání).

Antrax

Hlavními preventivními opatřeními jsou protiepidemická kontrola v chovech skotu, očkování zvířat, veterinární lékaři, pracovníci textilních (vlnářských) podniků, zavedení omezení používání vlny v průmyslu a běžném životě. V případě očekávaného kontaktu se k chemoprofylaxi používá ciprofloxacin. Alternativními léky jsou doxycyklin a amoxicilin. Na základě praktických zkušeností odborníci z USA doporučují profylaxi ciprofloxacinem po dobu 60 dnů po pravděpodobném kontaktu.

Dalším způsobem prevence je očkování vstřebanou vakcínou. Experimenty ukázaly, že u primátů byla kombinace očkování a antibiotické chemoprofylaxe účinnější než očkování a chemoprofylaxe samostatně.

Neštovice

Hlavní formou prevence je očkování. Vzhledem k absenci spontánní morbidity je však očkování proti neštovicím od poloviny 70. let 20. století z očkovacího kalendáře vyloučeno.

Pokud je zjištěn zdroj infekce, je nutné okamžitě očkovat své okolí. Speciální respirátory schopné zachytit virové částice jsou považovány za ochranu před aerosolovou infekcí. Izolace nemocných osob je považována za důležité opatření.

Mor

Hlavním úkolem prevence je kontrola hlodavců, používání repelentů k hubení blech. Očkování se nedoporučuje cestujícím do endemických oblastí (nechrání před aerosolovou infekcí). V případě zvýšeného rizika onemocnění se doporučuje užívat doxycyklin 100 mg nebo ciprofloxacin 500 mg každých 12 hodin po celou dobu kontaktu.

Předpověď obzvláště nebezpečných infekcí

[ 27 ], [ 28 ]

Antrax

Kožní forma onemocnění se vyskytuje v 95 % případů; bez léčby je úmrtnost u této formy asi 20 %. U střevní formy je úmrtnost výrazně vyšší kvůli složitosti diagnostiky a opožděnému zahájení léčby. Inhalační forma je považována za smrtelnou, pokud není léčba zahájena před objevením se klinických příznaků.

[ 29 ]

Neštovice

Při použití jako biologické zbraně je úmrtnost neočkovaných jedinců 20–40 %.

Mor

Úmrtnost na bubonický mor bez léčby dosahuje 60 %, na plicní mor 90 %. Při včasné léčbě se úmrtnost snižuje na 5 %.

Možnost ochrany před porážkou

Osoby distribuující biologické zbraně ve formě aerosolu musí mít odolnost vůči této nemoci, čehož se dosahuje očkováním nebo profylaktickým užíváním léků. Na rozdíl od chemických zbraní patogeny obzvláště nebezpečných infekcí obvykle nejsou schopny proniknout do těla přes neporušenou kůži.

Jednoduchost a nenápadnost výroby

Technologie a zařízení pro výrobu biologických zbraní se významně neliší od výroby piva, vína, antibiotik, vakcín. Snadná distribuce.

Biologické zbraně lze snadno šířit pomocí zemědělských zavlažovacích zařízení, určitých meteorologických podmínek, ventilačních systémů a dalších faktorů.

Podle odhadů OSN je možné při použití 50 kg drogy ve městě s 500 tisíci obyvateli vytvořit 2 km široký pás ničení s počtem postižených osob, v závislosti na patogenu, od 30 do 125 tisíc.

Široká veřejná rezonance

Neštovice, mor a antrax jsou v historii dobře známé nemoci, které způsobují paniku a teror mezi civilisty. Nedávné použití spor antraxu ve Spojených státech nám opět připomnělo potenciální nebezpečí biologických zbraní a vyvolalo rozsáhlé veřejné pobouření a pocit nejistoty.

[ 30 ], [ 31 ]

Dostupnost informací

Až donedávna bylo téměř nemožné získat informace o výrobě biologických zbraní. Nyní je díky celosvětové síti možné získat podrobné informace o výrobě biologických zbraní.

[ 32 ], [ 33 ], [ 34 ]

Antrax

K infekci obvykle dochází při práci se zvířecími chlupy, vařením kostí a činěním kůže. Na začátku 20. století bylo ročně popsáno asi 500 případů onemocnění, které se vyskytovaly v kožní formě. V roce 2001 byly ve Spojených státech v důsledku použití biologických zbraní k teroristickým účelům zasílány spory antraxu v obálkách s dopisy a bylo vdechnuto 11 lidí. V roce 1979 došlo k nehodě ve Sverdlovsku k uvolnění spor, které zřejmě zabily 66 lidí a velké množství zvířat. Oblast zasažená větrem se u lidí rozkládala na 4 km a u zvířat na 50 km.

Neštovice

K propuknutí nemoci dochází z neznámých důvodů. V roce 1970 došlo k propuknutí nákazy v nemocnici v německém Meschede, pravděpodobně v důsledku šíření virů aerosolem. V roce 1972 došlo v Jugoslávii k importovanému případu nákazy, od pacienta se nakazilo 11 lidí, celkem 175 lidí onemocnělo.

Mor

Existují tři známé pandemie moru. Ve středověku nejzávažnější (druhá) pandemie zabila třetinu obyvatel evropských zemí. Poslední pandemie se odehrála v roce 1898. V roce 1994 bylo v Indii zaznamenáno vypuknutí plicního moru. Na západním pobřeží Spojených států je každoročně pozorováno několik případů dýmějového moru. Lidé se nepodílejí na životním cyklu morových patogenů. Onemocnění se obvykle vyskytuje v oblastech s velkým počtem nakažených divokých hlodavců (krysy, myši, veverky), kteří jsou přirozeným rezervoárem. Bylo popsáno několik případů nákazy plicním morem blízkým kontaktem s nakaženými kočkami. Onemocnění se může přenášet z člověka na člověka.

Infekce se na člověka přenáší z hlodavců kousnutím nakažených blech a z člověka na člověka vzdušnými kapénkami kontaktem s kašlajícím pacientem s plicní formou moru.