Патоген куге

Куга (pestis) је акутна заразна болест која се јавља као хеморагијска септикемија. У прошлости је куга била страшна пошаст за човечанство. Познате су три пандемије куге, које су однеле милионе људских живота.

Прва пандемија догодила се у 6. веку нове ере. У њој је од 531. до 580. године погинуло око 100 милиона људи - половина становништва Источног римског царства („Јустинијанова“ куга).

Друга пандемија је избила у 14. веку. Почела је у Кини и захватила је многе земље Азије и Европе. У Азији је од ње умрло 40 милиона људи, а у Европи је од 100 милиона људи умрло 25 милиона. Овако Н. М. Карамзин описује ову пандемију у својој Историји руске државе: „Болест су откривале жлезде у меким шупљинама тела, човек је искашљавао крв и умирао другог или трећег дана. Немогуће је, кажу летописци, замислити страшнији призор... Од Пекинга до обала Еуфрата и Ладоге, утроба земље била је испуњена милионима лешева, а државе су биле пусте... У Глухову и Белозерску није остао ниједан становник... Ова окрутна куга је долазила и враћала се неколико пута. У Смоленску је беснела три пута, и коначно, 1387. године, остало је само пет људи, који су, према летопису, изашли и затворили град, који је био испуњен лешевима.“

Трећа пандемија куге почела је 1894. године и завршила се 1938. године, усмртивши 13–15 милиона људи.

Узрочника куге открио је 1894. године француски научник А. Јерсен, у чију част је названа Yersinia pestis. Род Yersinia припада породици Enterobacteriaceae и обухвата 11 врста, од којих су три патогене за људе: Yersinia pestis, Yersinia pseudotuberculosis и Yersinia enterocolitica; патогеност осталих је још увек нејасна.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ]

Морфологија узрочника куге

Јерсинија пестис је дугачка 1-2 μм и дебљине 0,3-0,7 μм. У брисевима са тела пацијента и са лешева људи и глодара који су угинули од куге, изгледа као кратки јајоласти (јајетасти) штапић са биполарним бојењем. У брисевима из бујонске културе, штапић се налази у ланцу, у брисевима из агар култура - насумично. Биполарно бојење је очувано у оба случаја, али је нешто слабије у брисевима из агар култура. Узрочник куге је грам-негативан, боље се боји алкалним и карболним бојама (Лефлерово плаво), не формира споре и нема флагеле. Садржај G + C у ДНК је 45,8-46,0 мол % (за цео род). На температури од 37°C формира нежну капсулу протеинске природе, која се открива на влажним и благо киселим хранљивим подлогама.

Биохемијска својства узрочника куге

Јерсинија пестис је аероб, добро расте на обичним хранљивим подлогама. Оптимална температура за раст је 27-28 °C (опсег - од 0 до 45 °C), pH = 6,9-7,1. Бацил куге карактеристично расте на течним и чврстим хранљивим подлогама: на бујону се манифестује као формирање растреситог филма, са којег се спуштају нити у облику леденица, подсећајући на сталактите, на дну - растресит талог, бујон остаје провидан. Развој колонија на чврстим подлогама пролази кроз три фазе: након 10-12 сати под микроскопом, раст у облику безбојних плоча (фаза „разбијеног стакла“); након 18-24 сата - фаза „чипканих марамица“, када се посматра под микроскопом, приметна је светла зона чипке, смештена око испупченог централног дела, жућкасте или благо смеђе боје. Након 40-48 сати, наступа фаза „одрасла колонија“ - смеђе оцртан центар са израженом периферном зоном. Јерсинија псеудотуберкулоза и Јерсинија ентероколица немају стадијум „разбијеног стакла“. На медијумима са крвљу, колоније Јерсиније пестис су грануларне са слабо дефинисаном периферном зоном. Да би се брзо добио раст карактеристичан за Јерсинију пестис на медијумима, препоручује се додавање стимуланса раста: натријум сулфита, крви (или њених препарата) или лизата културе сарциније. Бацил куге карактерише изражен полиморфизам, посебно на медијумима са повећаном концентрацијом NaCl, у старим културама, у органима разложених лешева куге.

Бацил куге нема оксидазу, не формира индол и H2S, има каталазну активност и ферментише глукозу, малтозу, галактозу, манитол уз формирање киселине без гаса.

[ 6 ], [ 7 ], [ 8 ], [ 9 ], [ 10 ]

Антигени састав узрочника куге

До 18 сличних соматских антигена пронађено је код Yersinia pestis, Yersinia pseudotuberculosis и Yersinia enterocolitica. Yersinia pestis карактерише присуство капсуларног антигена (фракција I), Т, VW антигена, протеина плазма коагулазе, фибринолизина, протеина спољашње мембране и pH6 антигена. Међутим, за разлику од Yersinia pseudotuberculosis и Yersinia enterocolitica, Yersinia pestis је уједначенија у погледу антигена; не постоји серолошка класификација ове врсте.

[ 11 ], [ 12 ], [ 13 ], [ 14 ], [ 15 ]

Отпорност узрочника куге

У спутуму, бацил куге може преживети до 10 дана; на лану и одећи запрљаној излучевинама болесника преживљава недељама (протеини и слуз га штите од разарајућег дејства сушења). У лешевима људи и животиња који су угинули од куге преживљава од ране јесени до зиме; ниске температуре, смрзавање и одмрзавање га не убијају. Сунце, сушење и високе температуре су погубни за Yersinia pestis. Загревање на 60 °C убија за 1 сат, на температури од 100 °C умире за неколико минута; 70% алкохол, 5% раствор фенола, 5% раствор лизола и нека друга хемијска дезинфекциона средства убијају за 5-10-20 минута.

Фактори патогености узрочника куге

Јерсинија пестис је најпатогенија и најагресивнија међу бактеријама, стога изазива најтежу болест. Код свих животиња осетљивих на њу, као и код људи, узрочник куге сузбија заштитну функцију фагоцитног система. Продире у фагоците, сузбија „оксидативни налет“ у њима и несметано се размножава. Немогућност фагоцита да обављају своју убилачку функцију у односу на Јерсинију пестис је главни разлог подложности куги. Висока инвазивност, агресивност, токсикеност, токсичност, алергеност и способност сузбијања фагоцитозе последица су присуства читавог арсенала фактора патогености код Y. pestis, који су наведени у наставку.

Способност ћелија да апсорбују егзогене боје и хемин. Повезана је са функцијом система за транспорт гвожђа и пружа Yersinia pestis могућност размножавања у ткивима тела.

• Зависност раста на температури од 37 °C од присуства Ca јона у медијуму.
• Синтеза VW антигена. Антиген W се налази у спољашњој мембрани, а V у цитоплазми. Ови антигени обезбеђују репродукцију Y. pestis унутар макрофага.
• Синтеза „мишјег“ токсина. Токсин блокира процес преноса електрона у митохондријама срца и јетре осетљивих животиња, утиче на тромбоците и крвне судове (тромбоцитопенија) и ремети њихове функције.
• Синтеза капсуле (фракција I - Фрал). Капсула инхибира активност макрофага.
• Синтеза пестицида је специфична карактеристика Yersinia pestis за врсту.
• Синтеза фибринолизина.
• Синтеза плазма коагулазе. Оба ова протеина су локализована у спољашњој мембрани и пружају висока инвазивна својства Yersinia pestis.
• Синтеза ендогених пурина.
• Синтеза топлотно индуцибилних протеина спољашње мембране - Јоп протеини (спољни протеини Јерсиније). Протеини ЈопА, ЈопД, ЈопЕ, ЈопХ, ЈопК, ЈопМ, ЈопН сузбијају активност фагоцита.
• Синтеза неураминидазе. Промовише адхезију (ослобађа рецепторе за Yersinia pestis).
• Синтеза аденилат циклазе. Претпоставља се да сузбија „оксидативни прасак“, односно блокира убилачко дејство макрофага.
• Синтеза адхезионих пилуса. Они инхибирају фагоцитозу и обезбеђују продор Yersinia pestis, као интрацелуларног паразита, у макрофаге.
• Синтеза аминопептидаза широког спектра.
• Ендотоксин (ЛПС) и друге компоненте ћелијског зида са токсичним и алергеним ефектима.
• pHb-антиген. Синтетише се на температури од 37 °C и ниском pH, сузбија фагоцитозу и има цитотоксични ефекат на макрофаге.

Значајан део фактора патогености Yersinia pestis контролишу гени које носе следеће 3 класе плазмида, који се обично налазе заједно у свим патогеним сојевима:

• pYP (9,5 kb) - плазмид патогености. Носи 3 гена:
  • pst - кодира синтезу пестицина;
  • пим - одређује имунитет на пестициде;
  • пла - одређује фибринолитичку (активатор плазминогена) и плазма-коагулазну активност.
• pYT (65 MD) је плазмид токсигености. Он носи гене који одређују синтезу „мишјег“ токсина (сложеног протеина који се састоји од два фрагмента, А и Б, са mw 240 и 120 kDa, респективно), и гене који контролишу протеинске и липопротеинске компоненте капсуле. Његова трећа компонента контролише хромозомске гене. Плазмид се раније звао pFra.
• пИВ (110 кб) - плазмид вируленције.

Он одређује зависност раста Y. pestis на 37 °C од присуства Ca2+ јона у медијуму, стога има и други назив - Lcr плазмид (низак одговор на калцијум). Гени овог посебно важног плазмида такође кодирају синтезу V и W антигена и Yop протеина индукованих топлотом. Њихова синтеза се врши под сложеном генетском контролом на температури од 37 °C и у одсуству Ca2+ у медијуму. Све врсте Yop протеина, осим YopM и YopN, хидролизују се због активности активатора плазминогена (pla ген pYP плазмида). Yop протеини у великој мери одређују вируленцију Yersinia pestis. YopE протеин има антифагоцитне и цитотоксичне ефекте. YopD обезбеђује продор YopE у циљну ћелију; YopH има антифагоцитну и протеин тирозин фосфатазну активност; YopN протеин има својства сензора калцијума; YopM се везује за атромбин у људској крви.

[ 16 ], [ 17 ], [ 18 ]

Пост-инфективни имунитет

Постинфекциони имунитет је јак и доживотан. Поновљени случајеви куге су изузетно ретки. Природа имунитета је ћелијска. Иако се антитела јављају и играју одређену улогу у стеченом имунитету, он је углавном посредован Т-лимфоцитима и макрофагима. Код људи који су преболели кугу или су вакцинисани, фагоцитоза је потпуна. Она је оно што одређује стечени имунитет.

Епидемиологија куге

Асортиман топлокрвних носилаца микроба куге је изузетно широк и обухвата више од 200 врста из 8 редова сисара. Главни извор куге у природи су глодари и лагоморфи. Природна инфекција је утврђена код више од 180 њихових врста, од којих је преко 40 део фауне Русије и суседних територија (унутар бившег СССР-а). Од 60 врста бува за које је у експерименталним условима утврђена могућност преношења узрочника куге, 36 живи на овој територији.

Микроб куге се размножава у лумену дигестивног тракта буве. У његовом предњем делу се формира чеп („кужни блок“), који садржи велики број микроба. Када сисар угризе са обрнутим током крви у рану, део микроба се испире са чепа, што доводи до инфекције. Поред тога, излучевине које бува лучи током храњења такође могу изазвати инфекцију ако доспеју у рану.

Главни (главни) преносиоци Y. pestis у Русији и Централној Азији су земљане веверице, гербили и мрмоти, а у неким жариштима и пике и волухарице. Постојање следећих жаришта куге је повезано са њима.

• 5 жаришта у којима је главни носилац микроба куге мала земљана веверица (Северозападни Каспијски регион; међуречје Терека и Сунже; жаришта Елбруса; полупустињска жаришта Волге и Урала и Трансурала).
• 5 жаришта у којима су носиоци гофери и мрмоти (на Алтају - пике): Трансбајкалско, Горно-Алтајско, Тувско и високопланинско Тјен Шанско и Памир-Алајско жариште.
• Волго-Уралска, Закавкаска и Централноазијска пустињска подручја, где су главни преносиоци гербили.
• Високопланински транскавкаски и гисарски жаришта са главним носиоцима - волухарицама.

Различите класификације Yersinia pestis заснивају се на различитим групама особина - биохемијским карактеристикама (глицерол-позитивне и глицерол-негативне варијанте), подручју распрострањености (океанске и континенталне варијанте), врстама главних преносилаца (варијанте пацова и земљане веверице). Према једној од најчешћих класификација, коју је 1951. године предложио француски истраживач куге Р. Девињат, у зависности од географске распрострањености патогена и његових биохемијских својстава, разликују се три интраспецифична облика (биовар) Yersinia pestis.

Према класификацији руских научника (Саратов, 1985), врста Yersinia pestis је подељена на 5 подврста: Yersinia pestis subsp. pestis (главна подврста; обухвата сва три биовара класификације Р. Девињија), Y. pestis subsp. altaica (алтајска подврста), Yersinia pestis subsp. caucasica (кавкаска подврста), Y. pestis subsp. hissarica (гисарска подврста) и Yersinia pestis subsp. ulegeica (удегејска подврста).

Људи се заразе уједом бува, директним контактом са заразним материјалом, капљицама у ваздуху, а ретко и храном (на пример, једући месо камила заражених кугом). У периоду 1998-1999. године, 30.534 људи широм света је патило од куге, од којих је 2.234 умрло.

[ 19 ], [ 20 ], [ 21 ], [ 22 ]

Симптоми куге

У зависности од начина инфекције, постоје бубонски, плућни, цревни облици куге; ретко, септички и кожни (гнојни пликови на месту уједа буве). Период инкубације куге варира од неколико сати до 9 дана (код особа које се подвргавају серопрофилакси, до 12 дана). Узрочник куге продире кроз најмање оштећење коже (ујед буве), понекад кроз слузокожу или ваздушним капљицама, доспева до регионалних лимфних чворова, у којима почиње брзо да се размножава. Болест почиње изненада: јака главобоља, висока температура са грозницом, лице је хиперемично, затим тамни, тамни кругови испод очију („црна смрт“). Бубон (увећани упаљени лимфни чвор) појављује се другог дана. Понекад се куга развија тако брзо да пацијент умире пре него што се бубон појави. Пнеумонична куга је посебно тешка. Може се јавити као компликација бубонске куге, и путем инфекције ваздушним путем. Болест се такође развија веома брзо: додају се грозница, висока температура, а већ у првим сатима бол у боку, кашаљ, у почетку сув, а затим са крвавим спутумом; долази до делиријума, цијанозе, колапса и смрти. Пацијент са плућном кугом представља изузетну опасност за друге, јер излучује огромну количину патогена са спутумом. У развоју болести главну улогу игра сузбијање активности фагоцита: неутрофилних леукоцита и макрофага. Неограничено размножавање и ширење патогена крвљу по целом телу потпуно сузбија имуни систем и доводи (у одсуству ефикасног лечења) до смрти пацијента.

Лабораторијска дијагностика куге

Користе се бактериолошке, бактериолошке, серолошке и биолошке методе, као и алергијски тест са пестином (за ретроспективну дијагностику). Материјал за проучавање је: пункција из бубона (или његовог исцедка), спутум, крв и, у цревном облику, фецес. Јерсинија пестис се идентификује на основу морфологије, културних, биохемијских карактеристика, теста са кужним фагом и употребом биолошког теста.

Једноставна и поуздана метода за одређивање антигена кужног бацила у материјалу који се испитује је употреба РПГА, посебно уз употребу еритроцитног дијагностикума сензибилизованог моноклонским антителима на капсуларни антиген, и ИФМ. Исте реакције могу се користити за детекцију антитела у серуму пацијената.

Биолошка дијагностичка метода подразумева инфекцију заморца тест материјалом (када је јако контаминиран пратећом микрофлором) кожно, поткожно или, ређе, интраперитонеално.

При раду са материјалом који садржи узрочника куге, потребно је строго поштовање режима, стога све студије спроводе само добро обучено особље у специјалним установама против куге.

Превенција куге

Стално праћење природних жаришта куге и организовање мера за спречавање људских болести у земљи спроводи посебна служба против куге. Она обухвата пет завода за борбу против куге и десетине станица и одељења за борбу против куге.

Упркос присуству природних жаришта, у Русији није било ниједног случаја куге код људи од 1930. године. За специфичну превенцију куге користи се вакцинација против куге - жива атенуирана вакцина из соја EV. Примењује се кутано, интрадермално или субкутано. Поред тога, предложена је и сува таблетна вакцина за оралну употребу. Поствакцинални имунитет се формира до 5-6. дана након вакцинације и траје 11-12 месеци. За његову процену и ретроспективну дијагностику куге предложен је интрадермални алергијски тест са пестином. Реакција се сматра позитивном ако се на месту примене пестина након 24-48 сати формира заптивач пречника најмање 10 мм и појави се црвенило. Алергијски тест је позитиван и код особа са постинфекционим имунитетом.

Велики допринос проучавању куге и организацији борбе против ње дали су руски научници: Д. С. Самојлович (први не само у Русији, већ и у Европи који је „ловио“ микроб куге још у 18. веку, он је такође био први који је предложио вакцинацију против куге), Д. К. Заболотни, Н. П. Клодницки, И. А. Демински (проучавање природних жаришта куге, носилаца узрочника у жариштима итд.) и други.