Возбудитель чумы Кафедра микробиологии и вирусологии Ив ГМА

Возбудитель чумы Кафедра микробиологии и вирусологии Ив. ГМА д. б. н. Кузнецов О. Ю. 2016 ©

Yersinia pestis

Чума (лат. pestis — зараза) — острое природно-очаговое инфекционное заболевание группы карантинных инфекций, протекающее с исключительно тяжёлым общим состоянием, лихорадкой, поражением лимфоузлов, лёгких и других внутренних органов, часто с развитием сепсиса. Заболевание характеризуется высокой летальностью и крайне высокой заразностью.

В истории человечества нет другой такой инфекционной болезни, которая приводила бы к столь колоссальным опустошениям и смертности среди населения, как чума. Известно три пандемии чумы. Первая, «юстинианова чума» , свирепствовала в Египте и Восточно. Римской империи в 527 -565 гг. Вторая, названная «великой» , или «чёрной» смертью, в 1345 -1350 гг. охватила Крым, Средиземноморье и Западную Европу; Третья пандемия началась в 1895 г. в Гонконге, затем распространилась на Индию, где умерли свыше 12 млн человек.

Картина «Триумф смерти» . Питер Брейгель.

Возбудитель чумы (Yersinia pestis) открыты в 1894 г. одновременно двумя учёными: французом Александром Йерсеном и японцем Китазато Сибасабуро.

vвид Yersinia pestis vрод Yersinia v семейство Enterobacteriaceae vотдел Gracilicutes

На фото возбудители чумы. Интенсивность окраски анилиновыми красителями наибольшая на полюсах бактерий.

Морфология Неподвижная мелкая (1 -3 х 0, 5 -0, 7 мкм) прямая или овоидная, бочкообразная Гр - палочка, отличающаяся полиморфизмом; Имеет биполярное окрашивание при окраске анилиновыми красителями; Спор не образует; Окраска по Граму При температуре 37°С образует нежную капсулу. Окраска метиленовым синим

Морфология Палочки: Гр «-» Овоидной формы Форма «английской булавки» Образуют капсулу Неподвижны, спор не образуют С биполярной окраской Имеют фимбрии

Культуральные свойства: Аэробы, ауксотрофы, психрофилы, хемогетероорганотрофы Неприхотливы, растут на ППС, но плохо На плотной среде колонии R-формы (вирулентные): • 1 день стадия «битого стекла» • 2 день стадия «кружевных платочков» • Далее стадия «ромашки» S-форма колоний, авирулентная (10 -12 ч) T= 0 -43 C Опт. T= 25 -37 p. H нейтральная

1. На жидких средах растут в виде пленки, от которой спускаются нити, напоминающие сталактиты, на дне хлопьевидный осадок. Специальные среды: o среда Туманского-Ленской; o кровяной агар – рост с отрицательным гемолизом.

Биохимические свойства Оксидазоотрицателен, Каталазоположителен; Мочевину не разлагает; Индол, сероводород не образует. Обладает плазмокоагулазой и фибринолизином. Ферментирует до кислоты без газа глюкозу, эскулин, арабинозу, мальтозу, фруктозу.

Антигенная структура О-АГ- ЛПС, вызывает деструкцию тканей; Капсульный АГ- обладает сильной иммуногенностью и препятствует фагоцитозу; W-АГ Антифагоцитарные свойства V-АГ F 2 фракцияэкзотоксин белковой природы.

Факторы патогенности Капсула, Эндо и экзотоксин( «мышиный токсин) АГ вирулентности Ферменты агрессии и инвазии Пили Пестицин

Резистентность При понижении температуры увеличиваются сроки выживания бактерии. При -22 ºС – 4 мес. в замороженных трупах и блохах – до 1 г. При 50 ºС – гибель в течение 10 мин, при 100 ºС – в течение 1 мин. Чувствителен к 0, 1 % сулеме, к 3 -5% лизола и фенола, УФО

Резистентность Чумной микроб обладает устойчивостью к воздействию внешней среды. В гное бубона он сохраняется 20 -30 дней, в трупах людей, грызунов до 60 дней. Хорошо переносит низкие температуры, замораживание. Но высоко чувствителен к повышенной температуре, реакции среды, особенно кислой, химически и физическим воздействиям, солнечной радиации, действию атмосферного кислорода и др. Погибает при температуре 100 °С – через 1 мин.

Эпидемиология Чума – природно-очаговое заболевание. Носителями могут быть сурки, суслики, песчанки, полевки, крысы и др (около 300 видов животных). В природных очагах инфекция передается от грызуна к грызуну через блох. Заражение происходит трансмиссивным путем. Во время укуса инфицированная блоха «срыгивает» в ранку содержимое преджелудка с находящимися в нем возбудителями чумы, которые образуют студенистую массу - «чумной блок» , препятствующую продвижению крови в желудок. Блоха xenopsylla cheopis — основной переносчик чумы

Эпидемиология Заражение человека происходит: • трансмиссивным, • контактным (при снятии шкур и разделке мяса зараженных животных), • алиментарным • воздушно-капельным путями.

Источник: грызуны( суслики, сурки, тарбаганы, песчанки, полевки, крыси, мыши. Выделяют: 1. первичные очаги – природные ( «дикая чума» ), циркуляция возбудителя между дикими животными и кровососущими членистоногими; 2. вторичные очаги – синантропные ( «городская» , «портовая» , «крысиная» , «корабельная» чума), источником возбудителя являются домашние мыши и крысы;

Специфический переносчик – блохи. Пути передачи: 1. Трансмиссивный 2. Контактный 3. Алиментарный 4. Аэрогенный

Момент укуса блохи Блоха на коже человека

Вид голени при укусах блох

Клиника Входные ворота: кожа и слизистые оболочки. Стадии развития: q Лимфогенный занос; q Бактериемия; q Генерализованная септицемия.

Клиника 1. 2. 3. 4. 5. 6. Инкубационный период до 9 -10 суток Подъем температуры (внезапный) Тяжелая интоксикация Налет на языке «натертый мелом язык» Невнятная речь Бубоны- конгломерат увеличенных л/у, резко болезненных.

Клинические формы чумы 1. Кожная форма – появление некротической язвы у входных ворот; 2. Бубонная форма – гемморагическое вспаление регионарного узла; 3. Первично-септическая форма – бурное начало, озноб, лихорадка, сильнейшая головная боль, кома, септицемия → токсический шок с повреждением кровеносных сосудов, гемморагии на коже чернееют → «черная смерть» ; 4. Вторично-септическая форма – осложнение других форм, тяжелое течение, диагностика при жизни затруднена. Септикопиемия → вторичные очаги во внутренних органах, гемморагические кровоизлияния в них. 5. Первично-легочная форма – наиболее тяжелая и эпидемиологически очень опасная. Пневмония с геморрагическими изменениями в легких, изменения в ССС, отек легких, смерть; 6. Вторично-легочная форма – осложнение других форм; 7. Кишечная форма – кровяной стул на фонеосновных проявлений (при алиментарном пути передачи); 8. Чума вакцинированных – легкая форма при адекватной АБ терапии.

Формы заболевания чумой Локальные формы заболевания • Кожная форма На месте укуса блохи или контакта с инфицированным животным на кожных покровах появляется папула, которая быстро изъязвляется. Далее появляется черный струп и рубец. Чаще всего кожные проявления являются первыми признаками более грозных проявлений чумы.

Бубонная форма

Бубонная форма - самая частая форма проявления заболевания • Увеличение лимфоузлов проявляется вблизи места укуса насекомого (паховые, подмышечные, шейные). Ч • аще воспаляется один лимфоузел, реже – несколько. • При воспалении сразу нескольких лимфоузлов образуется болезненный бубон. • Вначале лимфоузел твердой консистенции, болезненный при пальпации. • Постепенно он размягчается, приобретая тестообразную консистенцию. • Далее лимфоузел либо рассасывается, либо изъязвляется и склерозируется. • Из пораженного лимфатического узла инфекция может попасть в кровяное русло, с последующим развитием бактериального сепсиса. • Острая фаза бубонной формы чумы длится около недели.

Распространенные (генерализованные) формы При попадании возбудителя в кровяное русло развиваются распространенные (генерализованные) формы чумы. • Первично-септическая форма Если инфекция, минуя лимфоузлы, сразу попадает в кровь, то развивается первично-септическая форма заболевания. Молниеносно развивается интоксикация. При массивном размножении возбудителей в организме больного вырабатывается огромное число медиаторов воспаления. Это приводит к развитию синдрома диссеминированного внутрисосудистого свертывания (ДВС-синдром), при котором поражаются все внутренние органы. Особую опасность для организма представляют кровоизлияния в мышцу сердца и надпочечники. Развившийся инфекционно-токсический шок становится причиной гибели больного.

Вторично-септическая форма заболевания При распространении инфекции за пределы пораженных лимфоузлов и попадании возбудителей заболевания в кровяное русло развивается инфекционный сепсис, что проявляется резким ухудшением состояния больного, усилением симптомов интоксикации и развитием ДВСсиндрома. Развившийся инфекционнотоксический шок становится причиной гибели больного.

Внешнедиссеминированные формы заболевания Первично-легочная форма • Легочная форма чумы является самой тяжелой и опасной формой заболевания. • Инфекция проникает в альвеолы воздушно-капельным путем. • Поражение легочной ткани сопровождается кашлем и одышкой. • Повышение температуры тела протекает с сильными ознобами. • Мокрота вначале заболевания густая и прозрачная (стекловидная), потом становится жидкой и пенистой, с примесью крови. • Скудные данные физикальных исследований не соответствуют тяжести заболевания. • Развивается ДВС-синдром. Поражаются внутренние органы. Особую опасность для организма представляют кровоизлияния в сердечную мышцу и надпочечники. Смерть больного наступает от инфекционно-токсического шока. При поражении легких больные становятся высокозаразными. Они формируют вокруг себя очаг особо опасного инфекционного заболевания!!!

Вторично-легочная форма • Является крайне опасной и тяжелой формой заболевания. • Возбудители проникают в легочную ткань из пораженных лимфоузлов или с током крови при бактериальном сепсисе. • Клиника и исход заболевания, как при первично-легочной форме. Кишечная форма • Существование данной формы заболевания считается спорным. • Предполагается, что заражение возникает с употреблением инфицированных продуктов.

Микробиологическая диагностика Все исследования проводятся в специальных лабораториях, в защитных костюмах!!! Материал для исследования: отделяемое из язв, пунктаты лимфоузлов, кровь, мокрота, ликвор, фекалии, слизь из зева, трупный материал. Бактериоскопический метод – окраска по Граму; Бактериологический метод – посев и идентификация по морфологическим, б/х, культуральным, АГ-ым сввам и факторам патогенности; Ускоренный бактериологический метод – с использованием чумного бактериофага;

Бактериоскопия • Возбудителем чумы (Yersinia pestis) является палочковидная биполярная коккобацилла. • Анализ на обнаружение чумной палочки методом прямой бактериоскопии является наиболее простым и быстрым способом. • Время ожидания результата составляет не более 2 -х часов. На фото возбудители чумы Yersinia pestis. Флюоросцентная микроскопия.

Посевы биологического материала • Культура возбудителя чумы выделяется в специализированных режимных лабораториях, предназначенных для работы с особо опасными инфекциями. • Время роста культуры возбудителя составляет двое суток. • Далее проводится тест на чувствительность к антибиотикам.

Микробиологическая диагностика Экспресс-диагностика – ИФА, РИФ, РНГА. Генодиагностика – ПЦР; Биологический метод – заражение морских свинок; Серологический метод – ретроспективный анализ плазмы.

Лечение 1. Больные чумой подлежат строгой изоляции и обязательной госпитализации. 2. Лечение в настоящее время сводится к применению антибиотиков (тетрациклин, левомицетин, рифампицин и др. ), сульфаниламидов и лечебной противочумной сыворотки

Профилактика Специфическая: o Живая аттенуированная вакцина из штамма EV (Жерара-Робика); o Химическая вакцина (редко); o Противочумный иммуноглобулин или сыворотка (серотерапия + АБ терапия). Неспецифическая: o Выявление очагов чумы – дезинфекция, дератизация, дезинсекция; o Выявление и лечение больных; o Карантин и обсервация; o Работа в противочумных костюмах; o Выполнение международных конвенций по профилактике чумы.

Противоэпидемические мероприятия Выявление больного чумой является сигналом к незамедлительному проведению противоэпидемических мероприятий, которые включают в себя: • проведение карантинных мероприятий; • немедленная изоляция больного и проведение профилактического антибактериального лечения обслуживающего персонала; • дезинфекция в очаге возникновения заболевания; • вакцинация лиц, контактирующих с больным.

Иммунитет • После перенесенного заболевания вырабатывается стойкий продолжительный иммунитет. • Длительность и напряженность не абсолютная. • Отмечены случаи повторных заболеваний. • Активность обеспечивается на клеточном уровне посредством иммуных макрофагов.

Чума является особо опасной инфекцией и даже применении всех необходимых лекарственных препаратов и манипуляций болезнь зачастую заканчивается смертью больного. Возбудители чумы постоянно циркулирует в природе и не поддается полному уничтожению и контролю. Симптомы чумы разнообразны и зависят от формы заболевания. Бубонная форма чумы является самой распространенной.

Есть упоение в бою, И бездны мрачной на краю, И в разъяренном океане, Средь грозных волн и бурной тьмы, И в аравийском урагане, И в дуновении Чумы. Итак, — хвала тебе, Чума, Нам не страшна могилы тьма, Нас не смутит твое призванье! Бокалы пеним дружно мы И девы-розы пьем дыханье, — Быть может. . . полное Чумы! А. С. Пушкин «Пир во время чумы»

СИБИРСКАЯ ЯЗВА

Сибирская язва (карбункул злокачественный, антракс) — особо опасная инфекционная болезнь сельскохозяйственных и диких животных всех видов, а также человека. Болезнь протекает молниеносно, сверхостро, остро и подостро (у овец и крупного рогатого скота), остро, подостро и ангинозно (у свиней), преимущественно в карбункулёзной форме — у человека.

Bacillus anthracis Возбудитель заболевания был почти одновременно описан в 1849— 1850 гг. сразу тремя исследователями: А. Поллендером, Ф. Брауэллем и К. Давеном. В 1876 г. Р. Кох выделил его в чистой культуре.

Таксономия v вид Bacillus anthracis, v род Bacillus, v семейство Bacillaceae, v отдел Fermicutes

Морфология Палочки: Гр «+» С закругленным и краями у живых Крупные 3 -5 мкм, 1 -2 мкм И с обрубленными и слегка вогнутыми краями у убитых – «бамбуковая трость» Неподвижные – жгутиков не имеют

Морфология Спорообразующие – споры располагаются центрально, овальной формы, размеры не превышают поперечник клетки. Неподвижные Располагаются цепочками – стрептобациллы, окружены общей полипептидной капсулой

Культуральные свойства 1. 2. 3. 4. Факультативный анаэроб Не прихотливы к питательным средам Оптимальная температура 35 -37 p. H 7, 2 -7, 6

Культуральные и б/х свойства q. На плотных средах – R формы( вирулентные), крупные с неровными краями, шероховатые, серовато-белые колонии. «Львиная грива» или «Голова медузы» . q. На жидких средах – осадок, придонный рост, напоминающий кусочек ваты.

q. На средах с пенициллином происходит разрушение клеточной стенки, образуют протопласты-шары в виде цепочки – феномен «жемчужного ожерелья» , важный диагностический признак! q. Посев уколом в МПЖ рост в виде «перевернутой елочки» Биохимически высокоактивна: ферментирует с образованием кислоты глюкозу, сахарозу, трегалозу. Образует сероводород.

Антигенная структура Соматические • полисахарид клеточной стенки Белковый капсульный • полипептид глутаминовой кислоты Протективные D- • АГ комплекс, обладающий высокой иммуногенностью

B. anthracis высокоинвазивный микроб Капсула • Адгезия • Антифагоцитарное действие Ферментыпротеазы • Инвазия • Переваривают межклеточное в-во Экзотоксин • Воспаление • Отек • Некроз ткани

Резистентность Споры чрезвычайно устойчивы и сохраняются: Ø в воде – до 10 лет; Ø в почве – до 30 лет и более; Ø выдерживают кипячение в течение 5 -10 мин; Ø автоклавирование – 40 мин; Ø погибают через 2 ч под действием 1% р-ра формалина и 10% раствора едкого натра.

Резистентность Вегетативные формы неустойчивы к факторам окружающей среды: Øкипячение – мгновенная гибель; Øпри 60 ºС – через 15 мин; Øв невскрытых трупах – через 2 -7 суток. Чувствительны к пенициллину и другим АБ.

Эпидемиология • Источник инфекции – травоядные животные (крупный рогатый скот: козы, овцы, лошади, свиньи, олени и т. д. ). • Пути передачи многочисленны, но основным для человека является – контактный путь передачи. • Также: алиментарный, аэрогенный, трансмиссивный. • Болезнь широко распространена в странах Африки, Азии, Южной и Центральной Америки.

Клиника Входными воротами для возбудителя являются кожа, слизистые оболочки ЖКТ и дыхательных путей. В зависимости от проникновения различают: • Наружную (кожную) форму • Внутреннюю (легочную, кишечную, септическую)форму.

Клиника При кожной форме поражается чаще кожа открытых частей тела, особенно с предшествующими микротравмами. На месте входных ворот образуется сибиреязвенный карбункул.

Клиника ЛЕГОЧНАЯ ФОРМА «болезнь сортировщиков шерсти» или «болезнь тряпичников» Споры попадают непосредственно в альвеолы и альвеолярные ходы альвеолярными макрофагами и переносятся ими в лимфоузлы средостения, где и прорастают.

Микробиологическая диагностика Материал: кровь, моча, мокрота, испражнения, отделяемое сибиреязвенного карбункула, а также объекты внешней среды, пищевые продукты, сырье животного происхождения. Окрашивание мазков по: 1. Граму; 2. Романовскому-Гимзе (для обнаружения капсул); 3. Ауэске (для обнаружения спор).

Микробиологическая диагностика 1. Экспресс-диагностика – РИФ, ИФА, РНГА, ПЦР, реакция термопреципитации Асколи. 2. Биологическая проба – введение исследуемого материала мышам, кроликам, морским свинкам 3. Аллергический метод - внутрикожно вводят 0, 1 мл антраксина, при положительной реакции через 24 ч появляются гиперемия и инфильтрат диаметром 10 мм и более.

Лечение и профилактика 1. Антибактериальная терапия: пенициллин, тетрациклин, цефалоспорины, фторхинолоны; 2. Дезинтоксикационная терапия; 3. Иммунопрофилактика сибирской язвы: живая сибиреязвенная вакцина СТИ(из некапсулированного штамма В. anthracis, или протективного Аг, преципитированного гидроокисью алюминия); 4. Сибиреязвенный Ig (экстренная профилактика).

Иммунитет v Стойкий перекрестный клеточно-гуморальный иммунитет; v Омечены отдельные случаи повторных заболеваний.