Тема 5. Мікробіологія сибірської виразки

Сибірська виразка – гостра інфекційна хвороба тварин та людини, яка характеризується ураженням шкіри (98% випадків захворювання), кишечнику чи легень. Може супроводжуватись ускладненням у вигляді сепсису. Захворювання у тварин може перебігати миттєво, гостро, підгостро і хронічно.

Морфологічні, культуральні та фізіолого-біохімічні властивості. Збудник сибірської виразки – Bacillus anthracis – відноситься до роду Bacillus. Це велика паличкоподібна бактерія довжиною 5 – 8, іноді до 10 мкм, діаметром 1,0 – 1,5 мкм. Кінці живих клітин дещо округлені, в неживих начебто обрубані і дещо ввігнуті. У мазках розташовуються парами, часто ланцюжками, які нагадують бамбукову палицю. Грампозитивна, добре фарбується всіма аніліновими барвниками, джгутиків не має. В організмі, а також при вирощуванні на середовищі з кров'ю, плазмою чи сироваткою крові здатна утворювати капсули (рис. 15.а), в зовнішньому середовищі – розташовані центрально овальні спори, діаметр яких не перевищує діаметра клітини.

Капсулоутворення – захисний механізм, який індукується речовинами, що містяться в крові та тканинах. Утворення ендоспор відбувається, коли бактерії відчувають дефіцит джерела енергії, амінокислот чи азотистих основ. Для спороутворення потрібен кисень, певна вологість та температура. Оптимальною є температура 30 – 35°С, нижче 12°С та вище 43°С спороутворення не відбувається.

B. anthracis – аероб чи факультативний анаероб. Оптимальна температура для росту 37 – 38°C, рН середовища 7,2 – 7,6. Не вимогливі до поживних середовищ. На щільних поживних середовищах утворюють великі матові шорсткі колонії R-форми. Структура колоній, завдяки ланцюжковому розташуванню паличок, має подібність до кучерів чи лев’ячої гриви (рис. 14.б). На МПА з пеніциліном через 3 доби бактерії розпадаються на окремі кульки, які розташовуються у вигляді ланцюжка, створюючи феномен «намиста з перлин». У МПБ бактерії у R-формі ростуть на дні, утворюючи осад у вигляді жмутка вати, середовище залишається прозорим. R-форма вірулентна, при переході у S-форму вірулентність втрачається. Такі бактерії на щільному середовищі утворюють округлі, гладенькі колонії з рівними краями, а в бульйоні – рівномірне помутніння. При цьому палички втрачають здатність розташовуватись у мазках ланцюжками і набувають форми кокобактерій, розташованих скупченнями. B. anthracis характеризується добре вираженою біохімічною активністю: ферментує з утворенням кислоти без газу глюкозу, сахарозу, мальтозу, трегалозу, денатурує білок молока – казеїн, а потім пептонізує його, утворює каталазу, нітратредуктазу, желатиназу, H₂S. Розрідження желатини пошарове, при засіві в стовпчик з МПЖ ріст нагадує перевернуту ялинку.

B. anthracis від інших видів роду Bacillus диференціюється за наступними ознаками: рухомість, утворення капсул, гемоліз, ріст на середовищі з желатиною, патогенність для лабораторних тварин (табл. 9).

Антигенна структура та фактори патогенності. B. anthracis має соматичний і капсульний антигени. Соматичний антиген полісахаридної природи, термостабільний, зберігається тривалий час в зовнішньому середовищі і в трупах тварин. На його виявленні основана діагностична реакція термопреципітації Асколі. Капсульний антиген білкової природи складається із D-глутамінової кислоти, утворюється, головним чином, в організмі людини та тварин. Збудник сибірської виразки має також антигени, загальні для роду Bacillus.

Найважливішим фактором патогенності є капсула. Втрата капсули призводить до втрати вірулентності. Капсула захищає B. аnthracis від фагоцитозу. Іншим важливим фактором вірулентності, що відповідає за смерть тварин є синтез складного токсину, який складається з трьох компонентів: фактора набряку (викликає набряк), протективного антигену та летального чинника.

Резистентність. У живому організмі збудник існує у вегетативній формі, в зовнішньому середовищі утворює ендоспори. Вегетативні клітини малостійкі: гинуть при 60°С протягом 15 хв, при кип’ятінні – через 1 – 2 хв, у трупах тварин під дією продуктів життєдіяльності гнилісних бактерій – через декілька днів. Спори надзвичайно стійкі: у ґрунті зберігаються десятки років, у воді – декілька років.

Під дією сонячного світла гинуть через 20 і більше діб, при кип’ятінні руйнуються через 60 хв, в автоклаві при 121°C – через 15 – 20 хв, під дією сухого жару (140°С) – через 2 – 3 год. Спори довго зберігаються у шерсті та шкурах тварин та в засоленому м’ясі. 3%-ий розчин креоліну знищує спори через 48 год, 5%-ний розчин формальдегіду – через 1 год, 5%-ий розчин фенолу – через 24 години, а 10%-ний розчин NaOH – через 2 год.

Епідеміологія. Сибірська виразка поширена скрізь. Сприйнятливість людей є загальною, але хворий не заразний для оточуючих, як і при інших зоонозах. Рівень захворюваності людей залежить від розповсюдження епідемій серед тварин (епізоотій), особливо серед домашніх тварин.

Джерело інфекції – хворі тварини. Тривале виживання збудника в ґрунті є причиною епідемічних захворювань сибіркою серед тварин. До хвороби чутливі всі види домашніх та багато видів диких тварин: вівці, кози, велика рогата худоба, буйволи, коні, віслюки, олені, верблюди. Менш чутливі свині, в яких хвороба частіше перебігає хронічно, з ураженням підщелепних та заглоткових лімфатичних вузлів. Із лабораторних тварин до хвороби чутливі білі миші, морські свинки та кролики.

Шляхи ураження людини різні: контактно-побутовий (при догляді за тваринами, знятті шкіри, виготовлені виробів із шкіри та шерсті хворих тварин), аерогенний (при вдиханні пилу, який містить мікроорганізми), аліментарний (при вживанні недостатньо термічно обробленого м’яса хворих тварин) та трансмісивний (при смоктанні крові мухами, жигалками, сліпнями). Вхідними воротами для інфекції є шкіра, рідше – слизові оболонки дихальних шляхів, шлунково-кишкового тракту. Захворювання має спорадичний характер.

Патогенез, клініка, імунітет. Основним патогенетичним фактором є екзотоксин, компоненти якого викликають набряк, некроз тканин та інші пошкодження. Розрізняють шкірну, легеневу та кишкову форми сибірської виразки, які можуть ускладнюватися сепсисом. Інкубаційний період у середньому триває 2 – 3 доби. При шкірній формі на місці проникнення збудника розвивається карбункул – осередок геморагічно-некротичного запалення глибоких шарів шкіри з утворенням буро-чорної кірки. При кишковій та легеневій формах розвивається інтоксикація, геморагічні ураження кишечнику і легень. Летальність висока. Після перенесеного захворювання формується стійкий імунітет, проте можливі рецидиви.

Лабораторна діагностика. Матеріалом для дослідження є: при шкірній формі – вміст пухирців, виділення карбункулу та виразки; при кишковій – фекалії та сеча, при легеневій – мокрота, при септичній – кров. Дослідженню можуть підлягати різні об’єкти зовнішнього середовища (грунт, вода), харчові продукти, сировина тваринного походження та інші матеріали. Для виявлення збудника використовують бактеріоскопічний метод: знаходження грампозитивних оточених капсулами паличок (у матеріалі від тварин чи людини) або паличок зі спорами (в об’єктах зовнішнього середовища). Основний метод діагностики – бактеріологічний – виділення чистої культури та її ідентифікація з обов’язковою перевіркою на патогенність на лабораторних тваринах. У випадках, коли досліджуваний матеріал дуже забруднений супутньою, особливо гнилісною, мікрофлорою, використовують біологічну пробу – під шкіру заражають білих мишей чи морських свинок. Тварини гинуть через 24 – 27 год при явищах загального сепсису, селезінка збільшена, на місці введення – інфільтрат. У препаратах-мазках із крові та органів – капсульні палички.

Коли важко виділити чисту культуру збудника (при дослідженні шерсті, шкіри, щетини та інших матеріалів), застосовують серологічний метод – реакцію термопреципітації Асколі. Ця реакція полягає у виявленні термостабільних антигенів збудника, які зберігаються довше, ніж життєздатні вегетативні клітини і спори сибірки. Для ретроспективної діагностики сибірської виразки використовують алергічну пробу з антраксином.

Схема мікробіологічного дослідження сибірської виразки наведена в таблиці 10. Лікування хворих носить комплексний характер. Воно спрямоване на знешкодження токсину та збудника: застосовують імуноглобулін проти сибірської виразки та антибіотики (пеніциліни, тетрациклін, еритроміцин тощо).

Профілактика. Неспецифічна профілактика базується на комплексі ветеринарно-санітарних заходів: виявляються та ліквідуються джерела інфекції. Забороняється забивання на м’ясо тварин, хворих чи підозрюваних на захворювання сибірською виразкою. При виявленні B. аnthracis туші разом з усіма органами та шкірою спалюють, дотримуючись спеціальних правил.

Матеріали, які були в контакті зі шкірою та органами хворої тварини, та робочі приміщення дезінфікують. Працівникам вводять гіперімунну сироватку проти сибірської виразки. Специфічна профілактика полягає в застосуванні живої вакцини сибірської виразки – спорової культури безкапсульного варіанта B. аnthracis (запропонована Н.Н. Гінзбургом та А.Л. Тамаріним). Вакцина застосовується відповідно до епідеміологічних показників.