Сибирская язва

Данные по доле индустриальной сибирской язвы можно вывести исходя из объема и веса потенциально зараженного обрабатываемого или импортируемого материала, принимая во внимание качество защиты, такой как вакцинация персонала и усиленная вентиляция рабочего места. Эти взаимосвязи особенно существенны для тех, кто использует данные для многих стран, где сибирская язва встречается редко, эпизодически или данные о ней публикуются в неполном виде. Кроме того, такие страны запрещают сообщать о сибирской язве на местном или государственном уровнях.

Механизм передачи возбудителя.

Отсутствие заражения человека от человека объясняется особенностями механизма передачи, реализуемого среди животных или от животного человеку и невозможными среди людей особенностями первой фазы выделения возбудителя из зараженного организма. У больного животного перед смертью возбудитель выделяется с различными экскретами, кровь из трупа насыщена сибиреязвенными палочками, что приводит к высокой интенсивности заражения получаемых от животных продуктов. Самопроизвольное выделение сибиреязвенных палочек из кожного очага поражения у человека не наблюдается. Так как в серозно-геморрагическом экссудате карбункула в начале заболевания палочки не обнаруживаются, то для их выделения из крови требуется инструментальное вмешательство. Сибиреязвенные палочки отсутствуют и в выделениях больного при септической форме болезни.

Период заразительности источникаравен периоду заболевания животных, в течение которого они выделяют заразное начало с мочой, калом, кровянистыми выделениями из естественных отверстий. В течение 7 суток заразен невскрытый труп павшего от сибирской язвы животного. Полученное от больного животного сырье (шерсть, шкура, волосы) и изготовленные из него предметы представляют эпидемиологическую опасность в течение многих лет.

Пути заражения

Входными воротами при кожной(локализованной) форме является любой участок кожных или слизистых покровов. Обычно возбудитель внедряется в кожные покровы верхних конечностей (около половины всех случаев) и головы (20-30%), реже туловища (3-8%) и ног (1-2%). В основном поражаются открытые участки кожи. Уже через несколько часов после заражения начинается размножение возбудителя в месте ворот инфекции (в коже). При этом возбудители образуют капсулы и выделяют экзотоксин, который вызывает плотный отек и некроз. Из мест первичного размножения возбудители по лимфатическим сосудам достигают регионарных лимфатических узлов, при прорыве последних возможна генерализация заболевания. При кожной форме в месте первичного воспалительно-некротического очага вторичная бактериальная инфекция особой роли не играет. По истечении 2-14 дней в месте внедрения развивается сибиреязвенный карбункул.

При аэрогенном (пылевом) заражении споры фагоцитируются альвеолярными макрофагами, затем они попадают в медиастенальные лимфатические узлы, где происходит размножение и накопление возбудителя, некротизируются и лимфатические узлы средостения, что приводит к геморрагическому медиастениту и бактериемии, с последующей генерализацией процесса, заканчивающегося летальным исходом. В результате бактериемии возникает вторичная геморрагическая сибиреязвенная пневмония. Первичная аспирационная сибиреязвенная пневмония не развивается.

Для алиментарного заражения необходимы механические повреждения слизистой кишечника. При употреблении инфицированного (и недостаточно прогретого) мяса споры проникают в подслизистую оболочку и регионарные лимфатические узлы. Развивается кишечная форма сибирской язвы, при которой возбудители также проникают в кровь и заболевание генерализуется и переходит в септическую форму. Первичное сибиреязвенное поражение кишечника не развивается.

Таким образом, септическое течение может возникнуть при любой форме сибирской язвы. В патогенезе сибирской язвы большое значение имеет воздействие токсинов, образуемых возбудителем. Перенесенное заболевание оставляет после себя стойкий иммунитет, хотя и имеются описания повторных заболеваний через 10-20 лет после первого заболевания.

Инфицирующая доза

Инфекционная доза, которая для человека не установлена, и серьезность конечной инфекции явно зависят от нескольких факторов, таких как путь заражения, истощение и другие аспекты состояния здоровья инфицированного и, вероятно, от относительной вирулентности инфицирующего штамма. При оценке риска неизбежна зависимость от информации о тестах на животных. Опубликованные данные по инфицирующей и летальной дозе для животных переносятся и на человека (WatsonandKeir, 1994).

Кожная инфекция. Для начала кожной инфекции, по-видимому, не требуется большого количества спор, но споры должны проникнуть в субэпидермальные ткани через порез или ранку. Риск заражения значительно снижается при использовании на опасных работах соответствующей одежды и перчаток, перевязкой ран и другими гигиеническими мерами.

Легочная (ингаляционная) инфекция.Зарегистрированная LD50 у нечеловеческих приматов составляет от 2 500 до 760 000 спор(Meselsonet al ., 1994; WatsonandKeir, 1994). USDepartmentofDefence основывает свои стратегические планы, исходя из LD50 для человека, равной 8 000 – 10 000 спор (Meselsonet al ., 1994). Тем не менее единственными строго определенными данными по ингаляционной инфицирующей дозе для человека являются данные, полученные в ходе исследовании на фабриках по переработке козьей шерсти, приведенные ранее. В любом случае, для того, чтобы риск легочной сибирской язвы стал значительным, очевидно необходима существенная экспозиция. Внедавнихисследованиях (Turnbull et al., 1998) наибольшиеуровнивпробахвоздухаот 3 до 9 мповетруот disturbed dry сухойостаток the highest levels found in air sampled 3 to 9 m downwind from disturbed dry, dusty anthrax carcass sites in Namibia were 20 to 40 colony forming units of spores per cubic metre.

Это соответствует сдержанным оценкам о том, что обычному человеку, проявляющему умеренную активность, требуется около 2,5 мин., чтобы вдохнуть одну спору. Более того, установлено, что при размерах частиц более 5 µm они достигают альвеол легких с возрастающими трудностями. Следовательно, вероятность того, что вдыхаемые споры проникнут внутрь достаточно глубоко, чтобы индуцировать легочную форму сибирской язвы, сильно зависит от размеров частиц, к которым споры прикреплены.

Следовательно, риск заболевания легочной формой сибирской язвы вне промышленных условий чрезвычайно низок.

Оральный путь инфекции. Информации об инфекционной дозе через оральные ворота очень мало, однако то, что верно для кожных покровов, в большой степени справедливо и для орофарингеального и гастроинтестинального эпителия. Вероятность инфицирования, очевидно, значительно увеличивается, если не прямо зависит от того, есть ли пораженные участки эпителия, через которые споры могу проникнуть внутрь и дать начало инфекции.

При оценке риска необходимо также учитывать тот факт, что сибирская язва хорошо поддается лечению, если диагноз установлен на ранних стадиях болезни. Сведения о возможной экспозиции также являются важной составляющей для стабилизации положения.

Таким образом, можно выделить главные эпизоотологические критерии сибирской язвы.

1. Восприимчивые животные. Сибирской язвой болеют крупный рогатый скот, овцы, козы, лошади, олени, верблюды, буйволы, свиньи. Этот список пополнили представители многих видов диких животных: слоны, водяные и африканские буйволы, лесные бизоны, белохвостые олени, антилопы-куду, лошадиная антилопа, лесная антилопа (дукер), антилопа импала, антилопа канна, стенбоки, зебры Бурчелла, бегемоты, болотные козлы, страусы, хорьки, ослы. В 1996 году появилось сообщение о заболевании диких гиеновых собак (CoperJ.E.,1996). 36 видов африканских диких животных погибают от антракса.

2. Источники возбудителя инфекции и факторы его передачи. Наибольшую опасность представляют больные животные, выделяющие возбудитель во внешнюю среду. Огромную опасность представляют места гибели или захоронения павших от сибирской язвы животных, неубранные трупы, которые растаскивают хищники. Установлено, что наиболее высокая концентрация спор Bac. Anthracis отмечена вокруг трупа в радиусе до 5 метров (до 10⁵ спор на 1 г почвы). В фекалиях гиен также высокая концентрация возбудителя, т.к. они поедают трупы павших от антракс животных. Ниже концентрация спор в фекалиях грифов, которые питаются на более свежих трупах. У львов, гиен и шакалов обнаружен высокий титр антител к протективному сибиреязвенному антигену (LindequeP.M.,1996).

Занос сибирской язвыв благополучные страны чаще всего происходит с инфицированным мясом и мясными продуктами, а также с костной мукой. Такие случаи отмечены в Норвегии, Непале, Индонезии и т.д.

Подчеркивается роль насекомых (членистоногих) как переносчиков возбудителя антракс особенно на территории Индии и Канады.

3. Стационарность сибирской язвы. Это наиболее яркая эпизоотологическая особенность сибирской язвы. В ранее неблагополучных пунктах спустя многие десятилетия полного благополучия вновь возникали случаи сибирской язвы. Как правило, это связано со стихийными бедствиями (наводнениями, землетрясениями, оползнями, пыльными бурями и т.п.), а также с проведением различного вида земляных, строительных и мелиоративных работ. Отмечены вспышки антракса в Австралии и США на трассах перегона скота спустя не менее ста лет после первых зарегистрированных случаев. Ранее инфицированные пастбища многие десятилетия сохраняют опасность.

4. Сезонность болезни. Периодичность. Особой закономерности в проявлении сибирской язвы не просматривается, интервалы между крупными эпизоотиями составляют в разных регионах 3-5 лет и более.Сезонность просматривается довольно четко, но зависит от географии болезни, от климатических, а иногда и хозяйственных условий. Как правило, вспышки регистрируются чаще в теплое время года. Инцидентность повышается в условиях засухи.

5. Особенности процесса в современных условиях. Благодаря налаженному контролю за этой инфекцией, системе мероприятий с применением высокоэффективных средств профилактики эпизоотический процесс характеризуется лишь проявлением спорадических, единичных случаев. В ряде случаев благополучие достигается широкомасштабной вакцинацией животных. Однако сохраняются регионы, где наблюдаются эпизоотии антракс, особенно часто среди свободно живущих диких животных.

Благодаря наличию споровых форм, бактерия сибирской язвы всегда рассматривалась как объект разработок биологического оружия массового поражения. При наличии соответствующих погодных условий, 50 килограмм сибириязвенных спор, распыленных с самолета, могут покрыть территорию в 20 квадратных километров, при этом (благодаря маленьким размерам спор) будут поражены все жители независимо от того, находятся ли они в помещении или на улице. По расчетам ВОЗ, на каждые 5 млн. случаев пораженной таким образом популяции будет 250 тыс. заболевших и до 100 тыс. жертв. По оценкам американских военных достаточно лишь 100 килограмм спор для того, чтобы биотеррористы смогли убить до 3 млн. человек в г.Вашингтоне, округ Колумбия.
Иллюстрацией опасности сибирской язвы может послужить последний случай массового заражения легочной формой, который имел место в России в 1979 г., в Свердловске, где заболело 79 человек, 68 из которых погибли.

Ещё во время второй мировой войны остров Gruinardбыл местом первого научного испытания Bac.anthracis в качестве потенциального агента биологического оружия.

Испытания подтвердили, что жизнеспособные споры антракса можно с помощью взрыва рассеивать в виде облака, которое вызывало летальное поражение при вдыхании чувствительными млекопитающими. Более чем через 20 лет большое количество жизнеспособных высоковирулентных спор было обнаружено в почве. В 1986 году проведена деконтаминация почвы с предварительным сжиганием растительности. Формальдегид растворяли в морской воде. Наиболее эффективным оказалось использование 5%-го раствора формальдегида из расчета 50 литровкв.м. Через 2 месяца были взяты пробы почвы. В 9 местах обнаружены споры возбудителя. Эти участки были повторно обработаны формальдегидом посредством поверхностной ирригации. В октябре 1987 года споры антракса в этих местах не были обнаружены.

Диагноз и дифференциальный диагноз. Идентификация возбудителя.

Распознавание сибирской язвы основывается на данных эпидемиологического анамнеза (профессия больного, характер обрабатываемого материала, откуда доставлено сырье, контакт с больными животными и др.). Учитываются также характерные изменения кожи в области ворот инфекции (расположение на открытых участках кожи, наличие темного струпа, окруженного вторичными пустулами, отеком и гиперемией, анестезия язвы). Следует учитывать, что у привитых все изменения кожи могут быть выражены слабо и напоминать стафилококковые заболевания (фурункул и другие). Лабораторным подтверждением диагноза служит выделение культуры сибиреязвенной палочки и ее идентификация. Для исследования берут содержимое пустулы, везикулы, тканевой выпот из-под струпа. При подозрении на легочную форму берут кровь, мокроту, испражнения. При кожных формах гемокультура выделяется редко. Взятие и пересылку материала проводят с соблюдением всех правил работы с особо опасными инфекциями. Для исследования материала (шкуры, шерсть) применяют реакцию термопреципитации (реакция Асколи). Для обнаружения возбудителя используют также иммунофлуоресцентный метод. В качестве вспомогательного метода можно использовать кожно-аллергическую пробу со специфическим аллергеном - антраксином. Препарат вводят внутрикожно (0,1 мл). Результат учитывают через 24 и 48 ч. Положительной считается реакция при наличии гиперемии и инфильтрата свыше 10 мм в диаметре при условии, что реакция не исчезла через 48 ч.

Разработан быстрый метод для обнаружения протективного антигена в крови, сыворотке и других жидкостях организма у инфицированных животных и человека с использованием иммунохроматографической мембраны. Антиген улавливается моноклональными антителами, связанными с нитроцеллюлозной мембраной, а вторые моноклональные антитела, специфичные к различным эпитопам, связанные с частицами коллоидного золота, являются реагентами для его детекции. Для проведения реакции требуется 10 минут, наименьшее количество антигена, обнаруживаемого за одну стадию, равняется 25 нгмл. При оценке панели положительных и отрицательных сывороток подтверждена высокая чувствительность метода и его 100% специфичность при концентрации мишени 25 нгмл. По чувствительности этот метод сопоставим с методом ELISA при использовании одинаковых реагентов, но последний требует для проведения 4 часа.

Дифференцировать необходимо от фурункула, карбункула, рожи, в частности от буллезной формы. Легочную (ингаляционную) форму сибирской язвы дифференцируют от легочной формы чумы, туляремии, мелиоидоза, легионеллеза и тяжелых пневмоний другой этиологии.

Следует отметить, что широкое применение в ветеринарии антибиотиков, инактивированных и живых вакцин привело к реверсии и длительной персистенции вакцинных штаммов в организме животных, загрязнению окружающей среды живыми микроорганизмами с измененными свойствами, циркуляции атипичных штаммов.

Разработан диагностический набор для постановки иммуноферментного твердофазного «сэндвич»-анализа, позволяющего идентифицировать возбудителя сибирской язвы и дифференцировать его от родственных видов спорообразующих бацилл. Метод превосходит по чувствительности прямой иммуноферментный в 50-100 раз, реакцию торможения непрямой гемагглютинации – в 100-200 раз, реакцию диффузионной преципитации – в 500-1000 раз (Николайчук Л.Ф.,1998)

В настоящее время наиболее надежными тестами для идентификации возбудителя сибирской язвы являются тесты на чувствительность к гамма фагу, обнаружение галактозоN-ацетилглюкозамин полисахарида и поли-Д-глютаминовой кислоты, наличие генов токсина и капсулы, определяемых ПЦР. Наименее надежными являются методы, основанные на утилизации субстрата. Посредством ПЦР-ELISA модификации и маркировки мишеневой ДНК дигексигенином можно обнаружить 4 споры Bac.anthracis в 100 граммов почвы. Однако возможны и ложноположительные реакции, особенно с пробами из микробиологически активных слоев почвы.

При анализе проб почвы и других образцов, содержащих ингибиторы, предварительно до проведения ПЦР необходимо провести их интенсивную обработку для удаления ингибиторов.

Для практических работников не вызывает затруднений идентификация вирулентных капсульных штаммов: они однотипны независимо от источника выделения, характеризуются лишь небольшими отличиями. Проблему представляет идентификация полевых бескапсульных штаммов, обладающих слабой вирулентностью для мышей, морских свинок, а также дифференциация их от Bac.cereus, патогенных для людей и лабораторных животных. С этой целю используются методы молекулярной биологии – ПЦР, геномной дактилоскопии, рестрикционного анализа. Следует обратить внимание на американскую стратегию: предполагается снабдить практические лаборатории всеми необходимыми компонентами для генотипирования в короткий срок в полевых условиях выделенных штаммов и быстрой расшифровки эпизоотии. (Бакулов И.А.,2001)

Клинические формы сибирской язвы

Сибирская язва – инфекционная болезнь с острым началом, которая характеризуется несколькими клиническими формами: кожной (локализованная форма), легочной и кишечной (системные формы). В естественных условиях более распространена кожная форма, легочная форма до недавних случаев биотерроризма представляла скорее исторический интерес. Болеют чаще взрослые, чем дети и мужчины, чем женщины.