Uzročnik kuge

Kuga (pestis) je akutna zarazna bolest koja se javlja kao hemoragična sepsa. U prošlosti je kuga bila strašna pošast za čovječanstvo. Poznate su tri pandemije kuge koje su odnijele milijune ljudskih života.

Prva pandemija dogodila se u 6. stoljeću poslije Krista. U njoj je od 531. do 580. godine umrlo oko 100 milijuna ljudi - polovica stanovništva Istočnog Rimskog Carstva ("Justinijanova" kuga).

Druga pandemija izbila je u 14. stoljeću. Počela je u Kini i zahvatila je mnoge zemlje Azije i Europe. U Aziji je od nje umrlo 40 milijuna ljudi, a u Europi je od 100 milijuna ljudi umrlo 25 milijuna. Ovako N. M. Karamzin opisuje ovu pandemiju u svojoj Povijesti ruske države: „Bolest su otkrivale žlijezde u mekim šupljinama tijela, osoba je iskašljavala krv i umirala drugog ili trećeg dana. Nemoguće je, kažu kroničari, zamisliti strašniji prizor... Od Pekinga do obala Eufrata i Ladoge, utroba zemlje bila je ispunjena milijunima leševa, a države su bile puste... U Gluhovu i Belozersku nije ostao niti jedan stanovnik... Ova okrutna kuga dolazila je i vraćala se nekoliko puta. U Smolensku je bjesnila tri puta, a konačno, 1387. godine, ostalo je samo pet ljudi, koji su, prema kronici, izašli i zatvorili grad, koji je bio ispunjen leševima.“

Treća pandemija kuge započela je 1894. i završila 1938., ubivši 13-15 milijuna ljudi.

Uzročnika kuge otkrio je 1894. godine francuski znanstvenik A. Yersin, u čiju je čast nazvana Yersinia pestis. Rod Yersinia pripada porodici Enterobacteriaceae i obuhvaća 11 vrsta, od kojih su tri patogene za ljude: Yersinia pestis, Yersinia pseudotuberculosis i Yersinia enterocolitica; patogenost ostalih još uvijek nije jasna.

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

Morfologija uzročnika kuge

Yersinia pestis je dugačka 1-2 μm i debela 0,3-0,7 μm. U razmazima s tijela pacijenta i s leševa ljudi i glodavaca koji su uginuli od kuge izgleda kao kratki jajoliki (jajoliki) štapić s bipolarnim bojenjem. U razmazima iz jušne kulture štapić se nalazi u lancu, u razmazima iz agar kultura - nasumično. Bipolarno bojenje je sačuvano u oba slučaja, ali je nešto slabije u razmazima iz agar kultura. Uzročnik kuge je gram-negativan, bolje se boji alkalnim i karbolnim bojama (Lefflerovo plavo), ne stvara spore i nema flagele. Sadržaj G + C u DNA je 45,8-46,0 mol % (za cijeli rod). Na temperaturi od 37 °C formira nježnu kapsulu proteinske prirode, koja se otkriva na vlažnim i blago kiselim hranjivim podlogama.

Biokemijska svojstva uzročnika kuge

Yersinia pestis je aerob, dobro raste na uobičajenim hranjivim podlogama. Optimalna temperatura za rast je 27-28 °C (raspon - od 0 do 45 °C), pH = 6,9-7,1. Bacil kuge karakteristično raste na tekućim i krutim hranjivim podlogama: na juhi se manifestira kao stvaranje rastresitog filma, iz kojeg se spuštaju niti u obliku ledenica, nalik stalaktitima, na dnu - rastresiti talog, juha ostaje prozirna. Razvoj kolonija na krutim podlogama prolazi kroz tri faze: nakon 10-12 sati pod mikroskopom, rast u obliku bezbojnih ploča (faza "razbijenog stakla"); nakon 18-24 sata - faza "čipkastih rupčića", kada se promatra pod mikroskopom, uočljiva je svijetla čipkasta zona, smještena oko izbočenog središnjeg dijela, žućkaste ili blago smeđe boje. Nakon 40-48 sati nastupa faza "odrasle kolonije" - smeđe ocrtano središte s izraženom perifernom zonom. Yersinia pseudotuberculosis i Yersinia enterocolitica nemaju stadij "razbijenog stakla". Na medijima s krvlju, kolonije Yersinia pestis su granularne sa slabo definiranom perifernom zonom. Kako bi se brzo postigao rast karakterističan za Yersinia pestis na medijima, preporučuje se dodavanje stimulansa rasta: natrijevog sulfita, krvi (ili njezinih pripravaka) ili lizata kulture sarcinije. Bacil kuge karakterizira izražen polimorfizam, posebno na medijima s povećanom koncentracijom NaCl, u starim kulturama, u organima raspadnutih leševa kuge.

Bacil kuge nema oksidazu, ne stvara indol i H2S, ima katalaznu aktivnost i fermentira glukozu, maltozu, galaktozu, manitol uz stvaranje kiseline bez plina.

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

Antigenski sastav uzročnika kuge

Do 18 sličnih somatskih antigena pronađeno je u Yersinia pestis, Yersinia pseudotuberculosis i Yersinia enterocolitica. Yersinia pestis karakterizira prisutnost kapsularnog antigena (frakcija I), T, VW antigena, proteina plazma koagulaze, fibrinolizina, proteina vanjske membrane i pH6 antigena. Međutim, za razliku od Yersinia pseudotuberculosis i Yersinia enterocolitica, Yersinia pestis je ujednačenija u smislu antigena; ne postoji serološka klasifikacija ove vrste.

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

Otpornost uzročnika kuge

U sputumu bacil kuge može preživjeti do 10 dana; na posteljini i odjeći zaprljanoj bolesnikovim izlučevinama preživljava tjednima (proteini i sluz ga štite od razornog djelovanja sušenja). U leševima ljudi i životinja koji su uginuli od kuge preživljava od rane jeseni do zime; niske temperature, smrzavanje i odmrzavanje ga ne ubijaju. Sunce, sušenje i visoke temperature pogubni su za Yersinia pestis. Zagrijavanje na 60 °C ubija za 1 sat, na temperaturi od 100 °C umire za nekoliko minuta; 70%-tni alkohol, 5%-tna otopina fenola, 5%-tna otopina lizola i neka druga kemijska dezinficijensa ubijaju za 5-10-20 minuta.

Čimbenici patogenosti uzročnika kuge

Yersinia pestis je najpatogenija i najagresivnija među bakterijama, stoga uzrokuje najtežu bolest. Kod svih životinja osjetljivih na nju, kao i kod ljudi, uzročnik kuge potiskuje zaštitnu funkciju fagocitnog sustava. Prodire u fagocite, potiskuje "oksidativni nalet" u njima i nesmetano se razmnožava. Nemogućnost fagocita da obavljaju svoju ubilačku funkciju u odnosu na Yersinia pestis glavni je razlog osjetljivosti na kugu. Visoka invazivnost, agresivnost, toksigenost, toksičnost, alergenost i sposobnost suzbijanja fagocitoze posljedica su prisutnosti cijelog arsenala patogenih čimbenika kod Y. pestis, koji su navedeni u nastavku.

Sposobnost stanica da apsorbiraju egzogene boje i hemin. Povezana je s funkcijom sustava za transport željeza i pruža Yersinia pestis sposobnost razmnožavanja u tjelesnim tkivima.

• Ovisnost rasta na temperaturi od 37 °C o prisutnosti Ca iona u mediju.
• Sinteza VW antigena. Antigen W se nalazi u vanjskoj membrani, a V u citoplazmi. Ovi antigeni osiguravaju reprodukciju Y. pestis unutar makrofaga.
• Sinteza "mišjeg" toksina. Toksin blokira proces prijenosa elektrona u mitohondrijima srca i jetre osjetljivih životinja, utječe na trombocite i krvne žile (trombocitopenija) te remeti njihove funkcije.
• Sinteza kapsule (frakcija I - Fral). Kapsula inhibira aktivnost makrofaga.
• Sinteza pesticida je specifična karakteristika vrste Yersinia pestis.
• Sinteza fibrinolizina.
• Sinteza plazma koagulaze. Oba ova proteina su lokalizirana u vanjskoj membrani i pružaju visoka invazivna svojstva Yersinia pestis.
• Sinteza endogenih purina.
• Sinteza toplinom inducibilnih proteina vanjske membrane - Yop proteina (vanjski proteini Yersinije). Proteini YopA, YopD, YopE, YopH, YopK, YopM, YopN potiskuju aktivnost fagocita.
• Sinteza neuraminidaze. Potiče adheziju (oslobađa receptore za Yersinia pestis).
• Sinteza adenilat ciklaze. Pretpostavlja se da potiskuje "oksidativni nalet", tj. blokira ubijajuće djelovanje makrofaga.
• Sinteza adhezijskih pilusa. Inhibiraju fagocitozu i osiguravaju prodiranje Yersinia pestis, kao unutarstaničnog parazita, u makrofage.
• Sinteza aminopeptidaza širokog spektra.
• Endotoksin (LPS) i druge komponente stanične stijenke s toksičnim i alergenim učincima.
• pHb-antigen. Sintetizira se na temperaturi od 37 °C i niskom pH, potiskuje fagocitozu i ima citotoksični učinak na makrofage.

Značajan dio faktora patogenosti Yersinia pestis kontroliraju geni koje nose sljedeće 3 klase plazmida, a koji se obično nalaze zajedno u svim patogenim sojevima:

• pYP (9,5 kb) - plazmid patogenosti. Nosi 3 gena:
  • pst - kodira sintezu pesticina;
  • pim - određuje imunitet na pesticide;
  • pla - određuje fibrinolitičku (aktivator plazminogena) i plazma-koagulaznu aktivnost.
• pYT (65 MD) je plazmid toksikogenosti. Nosi gene koji određuju sintezu "mišjeg" toksina (složenog proteina koji se sastoji od dva fragmenta, A i B, s mw 240 odnosno 120 kDa), te gene koji kontroliraju proteinske i lipoproteinske komponente kapsule. Njegova treća komponenta kontrolira kromosomske gene. Plazmid se prethodno zvao pFra.
• pYV (110 kb) - plazmid virulencije.

Određuje ovisnost rasta Y. pestis na 37 °C o prisutnosti Ca2+ iona u mediju, stoga ima i drugi naziv - Lcr plazmid (nizak odgovor na kalcij). Geni ovog posebno važnog plazmida također kodiraju sintezu V i W antigena i toplinski induciranih Yop proteina. Njihova sinteza provodi se pod složenom genetskom kontrolom na temperaturi od 37 °C i u odsutnosti Ca2+ u mediju. Sve vrste Yop proteina, osim YopM i YopN, hidroliziraju se zbog aktivnosti aktivatora plazminogena (pla gen pYP plazmida). Yop proteini uvelike određuju virulenciju Yersinia pestis. Protein YopE ima antifagocitne i citotoksične učinke. YopD osigurava prodiranje YopE u ciljnu stanicu; YopH ima antifagocitnu i protein tirozin fosfataznu aktivnost; protein YopN ima svojstva kalcijevog senzora; YopM se veže na atrombin u ljudskoj krvi.

[ 16 ], [ 17 ], [ 18 ]

Postinfektivni imunitet

Imunitet nakon infekcije je snažan i doživotan. Ponovljeni slučajevi kuge su izuzetno rijetki. Priroda imuniteta je stanična. Iako se antitijela pojavljuju i igraju određenu ulogu u stečenom imunitetu, on je posredovan uglavnom T-limfocitima i makrofagima. Kod ljudi koji su preboljeli kugu ili su cijepljeni, fagocitoza je potpuna. Ona određuje stečeni imunitet.

Epidemiologija kuge

Raspon toplokrvnih nositelja mikroba kuge izuzetno je opsežan i obuhvaća više od 200 vrsta iz 8 redova sisavaca. Glavni izvor kuge u prirodi su glodavci i lagomorfi. Prirodna infekcija utvrđena je kod više od 180 njihovih vrsta, od kojih je preko 40 dio faune Rusije i susjednih teritorija (unutar bivšeg SSSR-a). Od 60 vrsta buha za koje je u eksperimentalnim uvjetima utvrđena mogućnost prijenosa uzročnika kuge, 36 živi na ovom teritoriju.

Mikrob kuge se razmnožava u lumenu probavnog trakta buhe. U njegovom prednjem dijelu formira se čep („kužni blok“) koji sadrži veliki broj mikroba. Kada sisavac ugrize s obrnutim protokom krvi u ranu, dio mikroba se ispere s čepa, što dovodi do infekcije. Osim toga, izmet koji buha izlučuje tijekom hranjenja također može uzrokovati infekciju ako dospije u ranu.

Glavni (glavni) prijenosnici Y. pestis u Rusiji i Srednjoj Aziji su vjeverice, gerbili i svizci, a u nekim žarištima i pike i voluharice. S njima se povezuje postojanje sljedećih žarišta kuge.

• 5 žarišta u kojima je glavni nositelj mikroba kuge mala tekunica (sjeverozapadno kaspijska regija; međuriječje Terek-Sunža; žarišta Elbrusa; polupustinjska žarišta Volga-Ural i Trans-Ural).
• 5 žarišta u kojima su nositelji goferi i mrmoti (na Altaju - pike): Transbajkalsko, Gorno-Altajsko, Tuvsko i visokoplaninsko žarište Tien Shan i Pamir-Alaj.
• Volgo-Uralska, zakavkaska i srednjoazijska pustinjska područja, gdje su glavni prijenosnici gerbili.
• Visokoplaninska zakavkaska i gisarska žarišta s glavnim nosiocima - voluharicama.

Različite klasifikacije Yersinia pestis temelje se na različitim skupinama značajki - biokemijskim karakteristikama (glicerol-pozitivne i glicerol-negativne varijante), području rasprostranjenosti (oceanske i kontinentalne varijante), vrstama glavnih nositelja (varijante štakora i vjeverice). Prema jednoj od najčešćih klasifikacija, koju je 1951. godine predložio francuski istraživač kuge R. Devignat, ovisno o geografskoj rasprostranjenosti patogena i njegovim biokemijskim svojstvima, razlikuju se tri intraspecifična oblika (biovar) Yersinia pestis.

Prema klasifikaciji ruskih znanstvenika (Saratov, 1985.), vrsta Yersinia pestis podijeljena je u 5 podvrsta: Yersinia pestis subsp. pestis (glavna podvrsta; uključuje sva tri biovara klasifikacije R. Devignyja), Y. pestis subsp. altaica (altajska podvrsta), Yersinia pestis subsp. caucasica (kavkaska podvrsta), Y. pestis subsp. hissarica (gisarska podvrsta) i Yersinia pestis subsp. ulegeica (udegejska podvrsta).

Ljudi se zaraze ubodima buha, izravnim kontaktom sa zaraznim materijalom, kapljicama u zraku, a rijetko hranom (na primjer, jedenjem mesa deva zaraženih kugom). U razdoblju 1998.-1999. od kuge je diljem svijeta oboljelo 30 534 ljudi, od kojih je 2 234 umrlo.

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

Simptomi kuge

Ovisno o načinu infekcije, postoje bubonski, plućni, crijevni oblici kuge; rijetko septički i kožni (gnojni mjehurići na mjestu uboda buhe). Inkubacija kuge varira od nekoliko sati do 9 dana (kod osoba koje se podvrgavaju seroprofilaksi, do 12 dana). Uzročnik kuge prodire kroz najmanje oštećenje kože (ubod buhe), ponekad kroz sluznicu ili kapljicama u zraku, dospijeva u regionalne limfne čvorove, u kojima se počinje brzo razmnožavati. Bolest počinje iznenada: jaka glavobolja, visoka temperatura s drhtavicom, lice je hiperemično, zatim potamni, tamni krugovi ispod očiju ("crna smrt"). Bubon (povećani upaljeni limfni čvor) pojavljuje se drugog dana. Ponekad se kuga razvija tako brzo da pacijent umire prije nego što se bubon pojavi. Plućna kuga je posebno teška. Može se pojaviti kao komplikacija bubonske kuge i putem infekcije u zraku. Bolest se također vrlo brzo razvija: dodaju se drhtavica, visoka temperatura, a već u prvim satima bol u boku, kašalj, u početku suh, a zatim s krvavim ispljuvkom; dolazi do delirija, cijanoze, kolapsa i smrti. Bolesnik s plućnom kugom predstavlja iznimnu opasnost za druge, jer s ispljuvkom izlučuje ogromnu količinu uzročnika. U razvoju bolesti glavnu ulogu igra supresija aktivnosti fagocita: neutrofilnih leukocita i makrofaga. Neograničeno razmnožavanje i širenje uzročnika krvlju po tijelu potpuno potiskuje imunološki sustav i dovodi (u nedostatku učinkovitog liječenja) do smrti pacijenta.

Laboratorijska dijagnostika kuge

Koriste se bakteriološke, bakteriološke, serološke i biološke metode, kao i alergijski test s pestinom (za retrospektivnu dijagnostiku). Materijal za istraživanje je: punkcija iz bubona (ili njegovog iscjetka), sputum, krv i, u crijevnom obliku, stolica. Yersinia pestis identificira se na temelju morfologije, kulture, biokemijskih karakteristika, testa s fagom kuge i korištenjem biološkog testa.

Jednostavna i pouzdana metoda za određivanje antigena bacila kuge u proučavanom materijalu je primjena RPGA, posebno uz upotrebu eritrocitnog dijagnostikuma senzibiliziranog monoklonskim antitijelima na kapsularni antigen, te IFM. Iste reakcije mogu se koristiti za detekciju antitijela u serumu pacijenata.

Biološka dijagnostička metoda uključuje infekciju zamorca testnim materijalom (kada je jako kontaminiran pratećom mikroflorom) kutano, potkožno ili, rjeđe, intraperitonealno.

Pri radu s materijalom koji sadrži uzročnika kuge potrebno je strogo pridržavanje režima, stoga sva istraživanja provodi samo dobro obučeno osoblje u posebnim ustanovama protiv kuge.

Sprječavanje kuge

Stalno praćenje prirodnih žarišta kuge i organiziranje mjera za sprječavanje ljudskih bolesti u zemlji provodi posebna služba protiv kuge. Uključuje pet zavoda protiv kuge i desetke stanica i odjela protiv kuge.

Unatoč prisutnosti prirodnih žarišta, u Rusiji od 1930. godine nije zabilježen niti jedan slučaj kuge kod ljudi. Za specifičnu prevenciju kuge koristi se cijepljenje protiv kuge - živo atenuirano cjepivo iz soja EV. Primjenjuje se kožno, intradermalno ili potkožno. Osim toga, predloženo je suho tabletno cjepivo za oralnu primjenu. Imunitet nakon cijepljenja formira se 5.-6. dana nakon cijepljenja i traje 11-12 mjeseci. Za njegovu procjenu i retrospektivnu dijagnostiku kuge predložen je intradermalni alergijski test s pestinom. Reakcija se smatra pozitivnom ako se na mjestu primjene pestina nakon 24-48 sati formira pečat promjera najmanje 10 mm i pojavi se crvenilo. Alergijski test je pozitivan i kod osoba s imunitetom nakon infekcije.

Veliki doprinos proučavanju kuge i organizaciji borbe protiv nje dali su ruski znanstvenici: D. S. Samojlovič (prvi ne samo u Rusiji, već i u Europi koji je "lovio" mikrob kuge još u 18. stoljeću, a bio je i prvi koji je predložio cijepljenje protiv kuge), D. K. Zabolotny, N. P. Klodnitsky, I. A. Deminski (proučavanje prirodnih žarišta kuge, nositelja uzročnika u žarištima itd.) i drugi.