Мікробіологія сибірки

Підручник складається із семи частин. Частина перша – «Загальна мікробіологія» – містить відомості про морфологію та фізіологію бактерій. Частина друга присвячена генетиці бактерій. У частині третій – «Мікрофлора біосфери» – розглядається мікрофлора навколишнього середовища, її роль у кругообігу речовин у природі, а також мікрофлора людини та її значення. Частина четверта – «Вчення про інфекцію» – присвячена патогенним властивостям мікроорганізмів, їх ролі в інфекційному процесі, а також містить відомості про антибіотики та механізми їх дії. Частина п'ята - "Вчення про імунітет" - містить сучасні уявлення про імунітет. У шостій частині – «Віруси та захворювання, які вони викликають» – представлені відомості про основні біологічні властивості вірусів і про ті захворювання, які вони викликають. Частина сьома – «Приватна медична мікробіологія» – містить відомості про морфологію, фізіологію, патогенні властивості збудників багатьох інфекційних захворювань, а також про сучасні методи їх діагностики, специфічну профілактику та терапію.

Підручник призначений для студентів, аспірантів та викладачів вищих медичних навчальних закладів, університетів, мікробіологів усіх спеціальностей та практичних лікарів.

5-те видання, виправлене та доповнене

Медична мікробіологія, імунологія та вірусологія

Мікробіологія сибірки

Сибірка є гострим інфекційним захворюванням людини і тварин (домашніх і диких).

B. anthracis(рідBacillus) відноситься до сімействаBacillaceae(класBacilli). Це велика паличка довжиною 5-8, іноді до 10 мкм, діаметром 1,0-1,5 мкм. Кінці у живих паличок трохи закруглені, у вбитих вони ніби обрубані і трохиувігнуті. Палички в мазках розташовуються парами і дуже часто – ланцюжками, особливо довгими на живильних середовищах, нагадуючи бамбукову тростину. Сибірка виразкова паличка добре фарбується всіма аніліновими барвниками, грампозитивна. Жгутиков не має, утворює суперечки, але тільки поза організмом людини або тварини за наявності кисню та певної вологості. Температурний оптимум для спороутворення 30 - 35 ° C (нижче 12 ° C і вище 43 ° C спороутворення не відбувається). Спори розташовуються центрально, їх діаметр не перевищує діаметр бактеріальної клітини. Освіта суперечка відбувається у тих випадках, коли бактерії відчувають дефіцит або джерел енергії, або амінокислот або основ. Оскільки в крові та тканинах ці джерела живлення бактерій є, спороутворення в організмі не відбувається. Збудник сибірки утворює капсулу, але тільки в організмі тварини або людини (див. рис. 97.2), на живильних середовищах вона спостерігається рідко (на середовищах, що містять кров або сироватку). Капсулоутворення патогенних бактерій – захисний механізм. Воно індукується факторами, що містяться в крові та тканинах, тому капсули утворюються, коли бактерії знаходяться в організмі або при вирощуванні на середовищах із кров'ю, плазмою чи сироваткою. Зміст Г+Ц у ДНК варіює в межах 32 – 62 мол % (для роду в цілому).

Збудник сибірки - аероб або факультативний анаероб. Температурний оптимум зростання 37 – 38 °C, рН середовища 7,2 – 7,6. До живильних середовищ невибагливий. На щільних середовищах утворює характерні великі матові шорсткі колонії R-форми. Структура колоній, завдяки ланцюжковому розташуванню паличок, які утворюють нитки, що відходять від центру, має схожість із локонами або левовою гривою (рис. 98). На агарі, що міститьпеніцилін (0,05 – 0,5 ОД/мл), через 3 години зростання бацили розпадаються на окремі кульки, що розташовуються у вигляді ланцюжка, утворюючи феномен «перлинного намисто». У бульйоні паличка, що знаходиться в R-формі, росте на дні, утворюючи осад у вигляді грудочки вати, бульйон при цьому залишається прозорим.B. anthracisвірулентна в R-формі, при переході в S-форму вона втрачає свою вірулентність. Такі палички на щільному середовищі утворюють круглі гладкі колонії з рівними краями, а бульйоні – рівномірне помутніння. При цьому палички втрачають здатність розташовуватися в мазках ланцюжками і набувають вигляду коккобактерій, що розташовуються скупченнями.

B. anthracis досить активна в біохімічному відношенні: ферментує з утворенням кислоти без газу глюкозу, сахарозу, мальтозу, трегалозу, утворює H2S, згортає молоко і пептонізує його, каталазопозитивна, має нітратредуктазу. При посіві уколом у стовпчик 10 - 12%-ного м'ясо-пептонного желатину викликає пошарове розрідження його (зростання у вигляді ялинки, перекинутої вниз вершиною).

На відмінуB. anthracisвід інших видівBacillusвикористовують комплекс ознак (табл. 31).

Антигенна будова. Збудник сибірки має соматичні антигени і капсульний антиген білкової природи (складається з D-глутамінової кислоти), утворений головним чином в організмі тварини і людини. Соматичний антиген полісахаридної природи термостабільний, тривалий час зберігається у зовнішньому середовищі та в трупах тварин. На його виявленні засновано діагностичну реакцію термопреципітації Асколі. Сибірчаста паличка має також антигени, загальні для родуBacillus.

Фактори патогенності. Найважливішим фактором вірулентності сибірки є капсула. Втрата капсули призводить до втративірулентності. Капсула оберігаєB. anthracisвід фагоцитозу. Іншим важливим фактором вірулентності, який відповідальний за смерть тварин, є складний комплекс токсину, що містить 3 різних компоненти: фактор I, що складається з білка та вуглеводу; і два фактори суто білкової природи (чинники II та III). Синтез складного токсину контролюється плазмідою pX01 з м. м. 110 – 114 МД. У складі плазміди pX01 є три гени, що визначають синтез основних компонентів екзотоксину:

ген cya - фактора набряклості (ОФ);

ген pag – протективного антигену (ПА);

ген lef - летального фактора (ЛФ).

Продуктом гена cya (ОФ) є аденілатциклаза, що каталізує накопичення в клітинах еукаріотів цАМФ. Чинник набряклості викликає підвищення проникності судин.

Протективний антиген індукує синтез захисних антитіл (проте найбільш імуногенним є комплекс усіх трьох компонентів знешкодженого токсину), летальний фактор викликає смерть тварин. Усі три компоненти токсину діють синергідно.

Синтез капсули сибіркової палички контролюється також плазмідою pX02 c м. м. 60 МД.

У зв'язку зі складною структурою комплексу генів, що контролюють патогенністьB.anthracis, уточнюється локалізація генів у геномі бактерії із застосуванням різних методів генотипування, у тому числі порівняльного аналізу MLVA та хромосомних VNTR (див. с. 27).

Диференціальні ознакиB. anthracisта деяких інших видів родуBacillus

РезистентністьB. anthracis. У вегетативної формі збудник має такий же ступінь стійкості до впливу факторів зовнішнього середовища та хімічних речовин, як і інші безспорові бактерії. Суперечки бактерії дуже стійкі, зберігаються у ґрунтідесятиліттями, у воді – роками, витримують кип'ятіння протягом 45–60 хв, автоклавування (110 °C) – 5 хв, сухий жар (140 °C) – до 3 год, довго зберігаються у шкурах тварин та засоленому м'ясі.

Особливості епідеміології. Основним джерелом сибірки є хворі травоїдні тварини. Вони протягом усього періоду хвороби виділяють збудника з сечею, випорожненнями та слиною у ґрунт, інфікуючи її, тому ґрунт, особливо багатий на органічні речовини, стає додатковим резервуаром збудника. Зараження тварин відбувається головним чином аліментарним шляхом (через корм та питну воду, заражені спорами), рідше – трансмісивним – через укуси мух, кліщів, ґедзів, які переносять збудника від хворих тварин, трупів та з інфікованих об'єктів зовнішнього середовища; дуже рідко – повітряним шляхом. При безпосередньому контакті від хворої тварини до здорового збудник не передається.

Зараження людини сибіркою відбувається при безпосередньому контакті з трупами тварин, при обробці туш вимушено вбитих тварин, при догляді за хворими тваринами, при вживанні м'яса або м'ясних продуктів, отриманих від хворих тварин, при контакті з вовною, шкірами, шкірою, щетиною, зараженими збудником чи його суперечками. Зараження здорової людини від хворої відбувається вкрай рідко.

Вхідними воротами інфекції є шкіра та слизові оболонки кишечника та дихальних шляхів. Відповідно до вхідних воріт захворювання людини сибіркою протікає у вигляді шкірної (найчастіше, до 98% всіх випадків захворювання), кишкової або легеневої форм. Інкубаційний період варіює від кількох годин до 6 – 8 днів, найчастіше – 2 – 3 дні. Шкірна форма проявляється у вигляді сибіркового карбункула, який локалізується зазвичайна відкритих частинах тіла (обличчя, шия, верхні кінцівки), рідше – на ділянках тіла, закритих одягом. Карбункул - своєрідне вогнище геморагічного некрозу, на верхівці якого утворюється бульбашка з серозно-кров'янистим вмістом або щільний чорно-бурого кольору струп. Шкіра і підшкірна клітковина карбункула і навколо нього набряклі, просочені серозно-кров'янистим ексудатом, але нагноєння та абсцесів зазвичай не спостерігається. У запалених тканинах та ексудаті – велика кількість бацил, оточених капсулою.

При кишковій формі спостерігається загальна інтоксикація з катаральними та геморагічними проявами з боку шлунково-кишкового тракту (нудота, блювання з домішкою крові, кров'яний пронос, біль у животі та попереку). Хвороба триває 2 – 4 дні і найчастіше закінчується смертю.

Легенева форма сибірки зустрічається виключно рідко і протікає за типом бронхо-пневмонії з глибокою загальною інтоксикацією, болем у грудях, загальним нездужанням, високою температурою, кашлем з виділенням мокротиння, спочатку слизової, потім кров'янистої. Смерть настає на 2-3-й день. Як правило, всі форми сибірки супроводжуються високою температурою (39 – 40 °C). Найбільш важко протікає сибірка у септичній формі, яка може бути як первинною, так і наслідком ускладнення іншої форми хвороби. Вона характеризується великою кількістю геморагічних проявів та наявністю великої кількості збудника в крові, лікворі та в ряді органів хворої людини. Захворювання на сибірку серед людей носять спорадичний характер.

Постінфекційний імунітет пов'язаний з появою антитоксинів та антимікробних (протективних) антитіл.

Лабораторна діагностика. Матеріалом для дослідження служать: при шкірній формі - вміст бульбашок, що відокремлюється карбункула або виразки; прикишкової – випорожнення та сеча; при легеневій – мокротиння; при септичній – кров. Дослідженню можуть піддаватися різні об'єкти довкілля (ґрунт, вода), харчові продукти, сировина тваринного походження та інший матеріал. Для виявлення збудника використовують бактеріоскопічний метод: виявлення грампозитивних паличок, оточених капсулою (у матеріалі від тварин або людини) або які містять спори (об'єкти зовнішнього середовища). Основний метод діагностики – бактеріологічний – виділення чистої культури та її ідентифікація з обов'язковою перевіркою на патогенність для лабораторних тварин. У випадках, коли досліджуваний матеріал сильно забруднений супутньою, особливо гнильною мікрофлорою, використовують біологічну пробу: підшкірно заражають білих мишей або морських свинок. За наявностіB. anthracisмиші і морські свинки гинуть через 24 - 26 год, кролики - через 2 - 3 діб, при явищах загального сепсису; селезінка різко збільшена, у місці введення матеріалу – інфільтрат. У препаратах мазках з крові та органів – капсульні палички.

Серед серологічних реакцій з діагностичною метою застосовується головним чином реакція термопреципітації Асколі. Її використовують у тих випадках, коли важко розраховувати на виділення чистої культури збудника (зокрема, при дослідженні вовни, шкір, щетини та інших предметів). Реакція Асколі заснована на виявленні термостабільних антигенів збудника, які зберігаються набагато довше, ніж життєздатні вегетативні клітини та суперечки сибірки. Для ретроспективної діагностики сибірки використовують алергічну пробу з антраксином.

Лікування хворих на сибірку носить комплексний характер. Воно спрямоване на знешкодження токсину і проти збудника: застосовують протисибірковийімуноглобулін та антибіотики (пеніциліни, тетрацикліни, еритроміцин та ін.).

Специфічна профілактика. Вперше вакцина проти сибірки була отримана Л. Пастером в 1881 р., в нашій країні - Л. С. Ценковським в 1883 р. з ослаблених штамівB. anthracis. В даний час в Україні для профілактики сибірки у людей і тварин застосовують живу спорову безкапсульну вакцину СТІ, яка готується з авірулентного штаму сибірки. Вакцина високоефективна. Щеплення проводять одноразово нашкірно або внутрішньошкірно тим особам, у яких через їхню професію існує можливість зараження сибіркою. Ревакцинацію проводять за рік.