Занятие №22

ГБОУ ВПО “Уральская государственная медицинская академия” Министерства здравоохранения Российской Федерации Кафедра микробиологии, вирусологии и иммунологии

Методические указания №22 к практическим занятиям для студентов

ООП специальности 060101.65 Лечебное дело Дисциплина С2.Б.10 Микробиология, вирусология

1.Тема: Возбудители зоонозных инфекций: чумы, туляремии, бруцеллеза,

сибирской язвы

2.Цели занятия: Изучить со студентами свойства возбудителей чумы, туляремии, бруцеллеза, сибирской язвы, факторы патогенности возбудителей, патогенез, методы диагностики, профилактики и лечения вызываемых ими заболеваний.

3.Задачи занятия:

3.1.Изучение свойств возбудителя чумы.

3.2.Изучение методов диагностики, профилактики и лечения чумы.

3.3.Изучение свойств возбудителя туляремии.

3.4.Изучение методов диагностики, профилактики и лечения туляремии.

3.5.Изучение свойств возбудителя бруцеллеза.

3.6.Изучение методов диагностики, профилактики и лечения бруцеллеза.

3.7.Изучение свойств возбудителя сибирской язвы.

3.8.Изучение методов диагностики, профилактики и лечения сибирской язвы.

3.9.Выполнение самостоятельной работы.

3

6.1.Ответить на вопросы преподавателя.

6.2.Принять участие в обсуждении изучаемых вопросов.

6.3.Выполнить самостоятельную работу.

Теоретическая справка

I. Возбудитель чумы (Y. pestis)

Чума – острое особо опасное инфекционное природно-очаговое заболевание, характеризующееся интоксикацией, лихорадкой, поражением лимфатических узлов с образованием бубонов.

Чума способна вызывать пандемии. Первая пандемия (527-565 гг., “юстинианова чума”) началась в Египте и Эфиопии и привела к высокой смертности среди населения Восточной Римской империи. Вторая пандемия чумы в XIV-XV веках получила название “великой” или “чёрной” смерти и унесла около 60 млн. жизней. Третья пандемия началась в Гонконге в 1894 г. и за 20 лет привела к смерти 10 млн. человек.

Возбудитель чумы (Y. pestis) обнаружили Г.Н. Минх (1878), А. Иерсен и Ш. Китазато (1894). Возбудитель назван в честь французского бактериолога А. Иерсена, выделившего чистую культуру возбудителя.

Таксономия. Семейство – Enterobacteriaceae. Род – Yersinia. Вид - Yersinia

pestis.

Морфологические и тинкториальные свойства. Y. pestis - овоидная палочка размером 1-2x0,3-0,7 мкм. Грамотрицательная. Окрашивается биполярно. Неподвижная. Спор не образует. Имеет нежную капсулу.

Культуральные свойства. Факультативный анаэроб. Температурный оптимум 28-30°С; оптимум рН 6,9-7,2. Бактерии нетребовательны к питательным средам. В бульоне образуют нежную плёнку на поверхности со спускающимися вниз нитями (сталактитами) и хлопьевидный осадок, среда остаётся прозрачной. На плотных средах через 10-12 часов вырастают бесцветные колонии с неровными краями (“битое стекло”). Через 18-24 часа формируются нежные плоские колонии с фестончатыми краями и приподнятым центром (“кружевные платочки”). Через 4048 часов образуются крупные колонии с бурым зернистым центром и неровными краями (“ромашки”).

Биохимические свойства. Ферментирует углеводы. Протеолитические свойства выражены слабо.

Пигментообразование. Вирулентные штаммы Y. pestis образуют тёмный пигмент и обесцвечивают метиленовый синий.

Антигенная структура и факторы патогенности.

Чумная палочка содержит О-антиген (эндотоксин), похожий на антиген многих грамотрицательных бактерий.

Фракция 1 (F1-антиген) представлена поверхностным гликопротеиновым антигеном (капсульным антигеном). Она защищает бактерии от фагоцитоза.

Активатор плазминогена - протеаза, вызывающая лизис фибриновых сгустков, препятствующих диссеминации возбудителя.

V/W (Vi)-антиген состоит из белка (V-фракции) и липопротеина (W- фракции). Обладает антифагоцитарными свойствами и способствует внутриклеточному размножению бактерий.

4

Мышиный токсин - белковоподобное вещество, вызывает шок и смерть мышей и крыс.

Ферменты патогенности. Возбудитель чумы продуцирует гиалуронидазу, фибринолизин, коагулазу, протеинкиназу, лецитиназу, гемолизин, пестицины 1 и 2.

Факторы патогенности детерминированы как хромосомными, так и плазмидными генами.

Плазмиды:

-pYP (pPst) – плазмида патогенности (синтез пестицина, фибринолизина, плазмокоагулазы, иммунитет к пестицину);

-pYT (pFra) – плазмида токсигенности (синтез мышиного токсина и капсулы);

-pYV (pCad) – плазмида вирулентности (зависимость роста от температуры). Устойчивость. В мокроте возбудитель чумы может сохраняться до 10 суток,

на одежде и белье - несколько недель. Возбудитель быстро погибает при высыхании и высоких температурах, при 60°С погибает за 1 час, при кипячении - за несколько минут. Прямой солнечный свет убивает возбудителя за 2-3 часа. Низкие температуры переносит хорошо. Сохраняются в зараженных блохах при температуре 0-15°С до 396 дней. Бактерии чувствительны к действию дезинфектантов.

Патогенез поражений:

1.Внедрение возбудителя в организм в месте укуса блохи, поглощение фагоцитами.

2.Лимфогенный перенос от места проникновения до лимфатических узлов.

3.Распространение бактерий из лимфатических узлов в кровоток (бактериемия).

4.Развитие генерализованной септицемии.

Эпидемиология. Чума – природно-очаговое зоонозное заболевание. К настоящему времени природные очаги чумы выявлены на всех материках. Природные очаги имеются в Закавказье, пустынных районах Средней Азии, на юге Казахстана, на Тянь-Шане, на юге Горного Алтая, в Туве, в Забайкалье, Поволжье, на Южном Урале.

Основной природный резервуар и основные носители – грызуны (сурки, суслики, полевки, крысы), у которых чума протекает в хронической латентной форме. Грызуны являются источником инфекции. Переносчики возбудителя инфекции – блохи. Пути передачи инфекции – трансмиссивный (через укусы блох), контактный (при снятии шкурок с инфицированных грызунов), алиментарный (при употреблении обсемененных возбудителем продуктов) и аэрогенный (воздушнокапельный при общении с больным легочной формой чумы). Восприимчивость человека к чуме очень высокая. Инфицирующая доза для человека составляет одну бактериальную клетку.

Патогенез. В передаче чумы человеку от грызунов основная роль принадлежит блохам. Бактерии, размножающиеся в кишечнике блохи, образуют в преджелудке блохи “пробку” (чумной блок), препятствующую поступлению крови в её организм. При укусе человека блоха отрыгивает пробку, в результате чего возбудитель попадает в лимфатические сосуды кожи, а оттуда - в региональные лимфатические узлы человека.

5

Лимфоузлы уплотняются и значительно увеличиваются, образуя так называемые бубоны (бубон – увеличенный воспаленный лимфоузел). При тяжелой форме бубонной чумы лимфатические узлы утрачивают барьерную функцию, а размножившийся в них возбудитель проникает в общий кровоток. Развившаяся септицемия может привести к поражению любого органа. Смертность при бубонной форме чумы достигает 75%, при лёгочной и кишечной формах – до 100%.

Клиника. В зависимости от способа заражения чума у людей протекает в виде следующих форм:

1.Преимущественно локальные формы (кожная, кожно-бубонная, бубонная).

2.Генерализованные формы (септическая, легочная, кишечная). Продолжительность инкубационного периода составляет 1-6 суток.

Заболевание характеризуется острым началом - внезапным подъёмом температуры тела, головной болью и чувством разбитости. Продромальный период отсутствует. Характерно образование налёта на языке (“натёртый мелом язык”), а также его отёк. Кожа горячая, сухая, но иногда покрывается липким потом. Тяжелая интоксикация приводит к развитию у одних больных бессонницы, у других - возбуждения, бреда, нарушения координации движения. Часто наблюдается тошнота, рвота, чувство страха, цианоз и заостренность черт лица, выражение невыносимого страдания и ужаса (facies pestica). В тяжёлых случаях возникают галлюцинации. В регионарных лимфоузлах формируется резко болезненный бубон. Различают первичные (связанные с местом входных ворот инфекции) и вторичные бубоны (возникающие лимфогенно).

При кожной форме на месте внедрения возбудителя возникает гиперемия и некоторое уплотнение кожи - папула. Покрасневший участок очень болезненный. Затем папула превращается в везикулу. В последующем образуется очень болезненный карбункул, который переходит в язву. Заживление язвы происходит крайне медленно, и на ее месте образуется стойкий рубец. При дальнейшем развитии процесса вовлекается региональный лимфатический узел, и заболевание переходит в кожно-бубонную форму.

При кожно-бубонной форме чумы из места внедрения возбудитель с током лимфы заносится в региональный лимфоузел, в котором очень быстро развивается воспалительная реакция. Формирующийся первичный бубон отличается сильной болезненностью. Вместе с первичным аффектом он составляет первичный чумной комплекс.

При бубонной форме чумы на месте входных ворот возбудителя видимых изменений не отмечается, а реакция наблюдается в региональных лимфоузлах. Наиболее частыми по локализации являются бедренные и паховые бубоны. Бубон увеличивается до размеров куриного яйца. Летальность при бубонной форме чумы колеблется от 30 до 100%, при лечении антибиотиками больные погибают редко.

Септическая форма чумы. Возникновение этой формы у людей связывают с высокой вирулентностью чумного микроба, массивной заражающей дозой или низкой сопротивляемостью организма. При этом возбудитель быстро проникает в кровь. Заболевание начинается внезапным подъемом температуры, длится 2-4 дня и заканчивается летальным исходом.

Легочная форма чумы у людей развивается при воздушно-капельном механизме передачи. Входными воротами служат органы дыхания. Начало болезни

6

обычно бывает внезапным. У больного появляются озноб, сильные головные боли, боли в пояснице и конечностях, слабость, часто тошнота и рвота. Температура быстро повышается до 39,5-40,5ОС. Больной беспокоен, жалуется на боли в груди. Частым симптомом чумной пневмонии является кашель с мокротой. В разгар болезни в мокроте содержится большое количество чумных микробов. Больные первичной легочной формой чумы погибают в течение 2-3 дней. Летальность при легочной форме достигает 100%.

Кишечная форма проявляется профузной диареей с обильным выделением крови и слизи, сильными болями в подложечной области. Обычно эта форма заканчивается смертью больного.

Иммунитет. После перенесенного заболевания формируется прочный, пожизненный иммунитет. Повторные заболевания наблюдаются крайне редко.

Микробиологическая диагностика. Материал для исследований -

отделяемое бубонов, содержимое язв, мокрота и слизь из зева, кровь, фекалии и СМЖ. Методы диагностики:

1.Бактериоскопическое исследование (световая и люминесцентная микроскопия).

2.Бактериологическое исследование – выделение чистой культуры и ее идентификация.

Бактериоскопическое исследование направлено на выявление биполярно окрашенных палочек. Мазки окрашивают по Граму, метиленовым синим по Лёффлеру.

Экспресс-диагностика – окраска люминесцентной сывороткой (прямая РИФ). При окраске люминесцентной сывороткой клетки приобретают ярко-зеленое свечение.

Бактериологическое исследование. Материал высевают на плотные питательные среды. Затем из изолированных колоний готовят мазки и проводят биохимическую идентификацию возбудителя (ферментация глицерина и мелибиозы). Для проведения ускоренной диагностики используют чумной бактериофаг.

Биологическую пробу проводят при сильной контаминации материала посторонней микрофлорой. Для этого используют морских свинок, заражаемых накожно, подкожно или внутрибрюшинно.

Аллергическая проба. Для ретроспективной диагностики ставят кожные пробы с пестином (белковый аллерген из культур возбудителя).

Лечение проводят антибиотиками (стрептомицин, тетрациклин, мономицин, фторхинолоны). При бубонной форме чумы наряду с антибиотиками используют гипериммунную лошадиную антисыворотку.

Экстренную профилактику проводят лицам, находящимся в контакте с больными. С этой целью используют антибиотики тетрациклинового ряда. Продолжительность курса - 5 суток.

Специфическая профилактика. Для специфической профилактики используют живую аттенуированную вакцину из штамма ЕV. Она вводится накожно или подкожно. Поствакцинальный иммунитет сохраняется до года. Вакцинацию проводят в эндемических очагах, а также охотникам и лицам, занимающимся

7

отловом грызунов и работающим с возбудителем. Разработаны таблетированная и аэрозольная вакцины.

За природными очагами чумы осуществляется постоянный контроль со стороны противочумной службы. Между государствами существует обязательство о взаимной систематической информации о появлении случаев чумы. Государства имеют право закрывать свои границы, если есть опасность проникновения чумы на их территорию.

II. Возбудитель туляремии

Туляремия – острое или хроническое природно-очаговое заболевание человека и животных, которое характеризуется лихорадкой, интоксикацией и поражением лимфатических узлов.

Таксономия. Возбудитель туляремии относится к порядку Gracilicutes роду Francisella виду Francisella tularensis. Бактерии названы в честь американского бактериолога Э. Фрэнсиса, подробно изучившего возбудителя туляремии человека. Впервые бактерии выделили Г. Мак-Кой и Ш. Чепин (1911) в районе озера Туляре (штат Калифорния).

Морфология и тинкториальные свойства. F. tularensis - мелкие (0,1-0,5

мкм) неподвижные кокковидные палочки, окруженные капсулой. Грамотрицательные.

Культуральные свойства. Франциселлы - строгие аэробы; оптимальная температура выращивания 36-37°С, рН 6,8-7,4. Бактерии требовательны к составу питательных сред; для их культивирования применяют сложные среды с добавлением экстрактов тканей, крови и антибиотиков, подавляющих рост других микроорганизмов. Культивируются на желточных средах (среды Мак-Коя, Чепина) или на средах с кровью и цистеином (среда Френсиса). На плотных средах образуют очень мелкие колонии S-формы в виде капелек беловатого (молочно-белого) цвета с голубоватым оттенком. В жидких средах образуют пленку.

Антигенная структура. Содержит соматический О-антиген и поверхностный Vi-антиген. В R-форме теряет Vi-антиген, вирулентность и иммуногенность.

Биохимические свойства. Франциселлы ферментируют углеводы с образованием кислоты.

Факторы патогенности:

-оболочечный антигенный комплекс;

-токсические вещества типа эндотоксина.

Эпидемиология. Природно-очаговое заболевание. Резервуар возбудителя в природе – грызуны, овцы, свиньи, крупный рогатый скот. Основные источники заражения человека - полёвки, домовые мыши, ондатры, зайцы. Переносчики инфекции - кровососущие членистоногие: иксодовые и гамазовые клещи, блохи, слепни, комары, москиты. Человек заражается от больных животных, кровососущих членистоногих и объектов окружающей среды. Пути заражения человека: контактный (через травмы кожи и слизистых оболочек), трансмиссивный (при укусе переносчиками), алиментарный, аспирационный.

Патогенез поражений. После проникновения в организм возбудитель распространяется с током лимфы. Фагоциты активно поглощают F. tularensis и

8

депонируют их в лимфатических узлах. Часть возбудителей погибает, что сопровождается выделением эндотоксина. В лимфатических узлах формируются туляремийные бубоны. Бубоны могут быть первичные (возникают лимфогенно и связаны с местом входных ворот) и вторичные (связаны с вторичным заносом из первичного бубона). Периодически из бубонов возбудитель проникает в лимфоток и кровоток (бактериемия), что сопровождается вторичными поражениями.

Клиника. Инкубационный период – от нескольких часов до 3 недель (в среднем 3-7 дней). Выделяют четыре основные клинические формы туляремии: бубонную, лёгочную, генерализованную, желудочно-кишечную. Острое начало, повышение температуры до 38-39ОС, озноб, резкая головная боль, интоксикация. В неосложнённых случаях заболевание завершается выздоровлением больного в течение месяца. После выздоровления развивается стойкий пожизненный иммунитет. Летальность – до 6%.

Микробиологическая диагностика. Материал для исследований: пунктат из бубонов, мокрота, слизь из зева, кровь, испражнения, ткани погибших грызунов. Исследования проводят в специализированных лабораториях. В связи с трудностями выделения возбудителя проводят биопробу на мышах или морских свинках, подкожно заражая их исследуемым материалом. Затем производят посев крови и тканей животных для выделения чистой культуры и изучения её морфологических, биохимических и антигенных свойств. Для экспресс-диагностики применяют РИФ. Антитела к F. tularensis в сыворотке больного определяют в РА с туляремийным диагностикумом.

Аллергические пробы. Для ранней диагностики (с 5 дня болезни) эффективна кожная аллергическая проба с тулярином (при накожном или внутрикожном введении). Положительная реакция – инфильтрат диаметром не менее 5 мм. У вакцинированных и переболевших положительная реакция сохраняется в течение нескольких лет.

Лечение. F. tularensis - факультативный внутриклеточный паразит, что снижает эффективность антибактериальных средств. Препараты выбора - аминогликозиды, тетрациклины и левомицетин.

Профилактика. Оздоровление природных очагов инфекции (уничтожение грызунов, клещей и т. д.), обеспечение санитарного состояния источников воды, складов продовольствия, а также санитарно-просветительная работа среди населения. Население эндемичных районов и сотрудников специализированных лабораторий иммунизируют живой ослабленной вакциной Б.Я. Эльберта и Н.А. Гайского из штамма №15.

III. Возбудитель бруцеллеза

Бруцеллез – острое или хроническое зоонозное инфекционное заболевание, которое характеризуется интоксикацией, преимущественным поражением опорнодвигательного аппарата, нервной, сердечно-сосудистой, мочеполовой систем и других органов, аллергизацией организма, затяжным течением, приводящим к инвалидизации.

Возбудители. Род Brucella включён в семейство Brucellaceae отдела Gracilicutes. Бруцеллы названы в честь Д. Брюса, выделившего бактерии из организма погибшего человека (B. melitensis) в 1886 г. Позднее было установлено,

9

что патогенными для человека свойствами обладают также В. abortus, В. suis, В. canis. У животных заболевание проявляется абортами, у человека - длительно протекающими поражениями опорно-двигательного аппарата, нервной и половой систем.

Морфологические свойства. Клетки B. melitensis представляют собой кокковидные формы, В. abortus и В. suis - палочками с закруглёнными концами. Легко окрашиваются анилиновыми красителями. Грамотрицательные. Образуют капсулу.

Культуральные свойства. Аэробы. Требовательны к питательным средам: выращивают на сывороточно-декстрозном агаре, 5% кровяном агаре и печеночном агаре Хеддельсона. Рост замедленный: культивируют не менее 3 недель. В жидких средах вызывают небольшое помутнение и осадок. На плотных средах образуют круглые мелкие гладкие выпуклые колонии голубовато-серого цвета с перламутровым оттенком. Гемолиза не дают. Оптимальная температура роста 37ОС,

рН – 6,6-7,4.

Биохимические свойства. Ферментируют глюкозу и арабинозу с образованием кислоты. Восстанавливают нитраты; цитрат не утилизируют; индол не образуют, образуют сероводород.

Антигенная структура. У бруцелл выделяют соматический О-антиген и капсульные антигены.

Факторы патогенности. Бруцеллы – факультативные внутриклеточные паразиты. Обладают высокой инвазивной способностью. Образуют гиалуронидазу. Продуцируют эндотоксин и капсулу.

Резистентность. Сохраняются в молоке – до 45 дней, в масле, сливках, сырах – в течение всего периода хранения, в мясе – свыше 5 месяцев, в воде – до 5 месяцев, в почве – до 3 месяцев. При кипячении погибают моментально, при 70°С погибают в течение 10 минут, при 60ОС – в течение 30 минут. Бактерии чувствительны к дезинфектантам.

Эпидемиология. Резервуар инфекции - домашние животные (овцы, козы, коровы, свиньи, реже собаки). Каждый из видов бруцелл избирательно инфицирует специфических животных. В. abortus чаще вызывает бруцеллёз крупного рогатого скота (болезнь Банга), B. melitensis - коз и овец, В. suis – свиней, B. neotome - оленей, B. canis - собак, B. ovis - баранов. Источник инфекции – больные животные. От больного животного бактерии выделяются с молоком, мочой, калом, околоплодными водами. Человек заражается фекально-оральным путем (сырое молоко, молочные продукты, мясо).

Патогенез поражений. Из входных ворот (кожа или слизистые оболочки) бруцеллы распространяются по лимфотоку, депонируются и размножаются в лимфатических узлах (миндалины, заглоточные, подчелюстные, язычные, шейные узлы, лимфоидная ткань подвздошно-слепокишечного отдела кишечника). На месте внедрения первичного аффекта не развивается. Внутри фагоцитов бруцеллы сохраняются и длительно персистируют (хрониосепсис). Из разрушенных макрофагов бруцеллы вновь попадают в кровоток и диссеминируют в другие органы (печень, селезёнку, почки, костный мозг и эндокард). Инфицирование плаценты и тканей плода приводит к абортам, так как в плаценте имеется эритритол,

10

ускоряющий рост бруцелл. Длительное пребывание возбудителя в организме приводит к аллергизации.

Клиника. Инкубационный период - 1-3 недели. Начало постепенное. Отмечается длительная лихорадка, озноб, потливость, боли в суставах, мышцах. Среди поражений доминируют нарушения функций опорно-двигательного аппарата, нервной и половой систем. Наиболее характерны полиартриты, полиневриты, орхиты и эпидидимиты. При аэрогенном заражении часто развиваются вялотекущие пневмонии. Выделяют острый бруцеллез (с давностью до 3 месяцев), подострый бруцеллез (с давностью до 6 месяцев), хронический бруцеллез (с давностью свыше 6 месяцев) и латентный бруцеллез.

Микробиологическая диагностика. Материал для исследований: кровь,

моча, грудное молоко, аспираты костного мозга и биопсийный материал. В первую очередь исследуют кровь для выделения чистой культуры. Образцы культивируют в МПБ при 37°С. Через 3-4 суток проводят пересев на плотные среды, отмечают характерный рост колоний, из которых отсеивают чистые культуры с последующей идентификацией видовых свойств. Выделение чистой культуры и ее идентификацию проводят в специализированных лабораториях. Посев крови повторяют многократно. Посевы выдерживают в термостате до 1 месяца.

Для выявления антигенов бруцелл применяют РПГА с эритроцитарным диагностикумом, реакцию агрегатагглютинации, РП и ИФА.

Для выявления антител в сыворотке крови применяют реакцию Райта

(развернутая реакция агглютинации), реакцию Хеддельсона (пластинчатая реакция агглютинации), РНИФ, РПГА, РСК, ИФА. Агглютинины появляются в ранние сроки, поэтому реакции агглютинации представляют ценность при остром бруцеллезе.

При отрицательных результатах бактериологических и серологических исследований ставят кожную аллергическую пробу Бюрне. Аллергеном служит бруцеллин - белковый экстракт культуры.

Для выявления возбудителя в молоке широко применяется кольцевая проба

Банга.

Лечение. Антибиотики широкого спектра действия – тетрациклины, аминогликозиды (стрептомицин), рифампицин при наличии бактериемии. При лечении хронических поражений применяют лечебную вакцину (взвесь убитых бруцелл, 5-7 внутривенных введений 1-2 раза в неделю), химическую бруцеллезную вакцину или бруцеллин (внутримышечно 2 раза в неделю).

Профилактика. По эпидпоказаниям (в эндемичных районах, при работе с культурами возбудителя) применяют живую вакцину из штамма В. abortus ВА-19А. Вакцина обладает высокой реактогенностью.

IV. Возбудитель сибирской язвы

Сибирская язва - опасная острая зоонозная инфекционная болезнь, которая характеризуется тяжелой интоксикацией, поражением кожи, лимфатических узлов, легких, кишечника и других органов.

Сибирская язва известна с глубокой древности и была широко распространена, особенно в местностях с развитым животноводством. В 1788 г. С. С. Андреевский впервые подробно описал эту болезнь и дал ей название. Впервые