Сибирская язва

Заболевание сибирской язвой в США (случай биотерроризма 2001г.)

Средний возраст заболевших - 46 лет (от 43 до 73 лет), 70% мужчины, все, кроме случая №10, имели отношение к сортировке или доставке писем, содержащих споры сибирской язвы (почтовые работники - 6, сортировщики - 2, журналист - 1). Источник экспозиции в случае 10 не установлен. Все случаи заболевания относятся к легочной форме сибирской язвы.

Средний инкубационный период от экспозиции до появления симптомов для 6 случаев с известной датой экспозиции составил 4 дня (от 4 до 6 дней).

Пациенты обратились за медицинской помощью в среднем через 3,5 дня после появления симптомов (в пределах от 1 до 7 дней). Восемь из десяти обратившихся за помощью находились на начальной стадии заболевания. Из этих 8 шестеро стали принимать антибиотики, активные против сибирской язвы, в тот же день, и все шестеро выжили. Четверо пациентов, включая одного с менингитом, обратились за помощью и начали принимать антибиотики, активные против сибирской язвы, при быстротечных симптомах болезни и все четверо погибли. В Табл. представлены симптомы 10 пациентов, в Табл. представлены результаты начальных клинических, лабораторных и рентгенографических исследований.

Плевральные истечения происходили у всех десяти больных и в ходе госпитализации часто становились огромными у оставшихся в живых, так что семерым пациентам понадобился дренаж плевральной жидкости, у троих - посредством трубки в грудной клетке. Плевральная жидкость была значительно геморрагизирована с относительно небольшим количеством лейкоцитов.

Лечение

Для этиотропного лечения сибирской язвы используют антибиотики, а также специфический иммуноглобулин. Чаще всего назначают пенициллин при кожной форме 2 млн-4 млн ЕД/сут парентерально. После исчезновения отека в области язвы можно назначать препараты пенициллина перорально (ампициллин, оксациллин еще в течение 7-10 дней). При легочной и септической формах пенициллин вводят внутривенно в дозе 16-20 млн ЕД/сут, при сибиреязвенном менингите такие дозы пенициллина сочетают с 300-400 мг гидрокортизона. При непереносимости пенициллина при кожной форме сибирской язвы назначают тетрациклин в дозе 0,5 г 4 раза в день в течение 7-10 дней. Можно использовать также и эритромицин (по 0,5 г 4 раза в день 7-10 сут). В последнее время рекомендуют ципрофлоксацин по 400 мг через 8-12 ч, а также доксициклин по 200 мг 4 раза в день, а затем по 100 мг 4 раза в день.

Специфический противосибиреязвенный иммуноглобулин вводят внутримышечно в дозе 20-80 мл/сут (в зависимости от клинической формы и тяжести болезни) после предварительной десенсибилизации. Вначале для проверки чувствительности к лошадиному белку вводят внутрикожно 0,1 мл иммуноглобулина, разведенного в 100 раз. При отрицательной пробе через 20 мин вводят подкожно 0,1 мл разведенного (1:10) иммуноглобулина и через 1 ч - всю дозу внутримышечно. При положительной внутрикожной реакции от введения иммуноглобулина лучше воздержаться.

Прогноз

До введения в практику антибиотиков смертность при кожной форме достигала 20%, при современном рано начатом лечении антибиотиками она не превышает 1%. При легочной, кишечной и септической формах прогноз неблагоприятный.

Осложнениями сибирской язвы могут быть сибириязвенный сепсис, гнойный менингит, гнойно-токсическое поражение почек и печени.

Лечение сибирской язвы с помощью антибиотиков возможно, однако оно должно быть незамедлительным и начинаться еще до(!) развития симптомов. Учитывая крайне маленький инкубационный период и нетипичность картины развития симптомов (симптомы ОРЗ при легочной форме, понос при кишечной), лечение очень часто оказывается запоздавшим, что определяет, в свою очередь, летальность, достигающую 90% при легочной форме. При кишечной форме этот показатель составляет 25-60%. При адекватном лечении кожной формы прогноз почти всегда благоприятный, без лечения летальность при кожной форме оценивается как 20%.

Профилактика

Профилактика заключается в снижении и ликвидации заболеваемости среди домашних животных. В случае гибели животных от сибирской язвы их сжигают или зарывают в могилы в строго отведенных местах. На дно могилы и поверх трупа насыпают слой негашеной извести 10-15 см.
Продукты питания, полученные от больных сибирской язвой животных, уничтожают, а сырье обеззараживают. Трупы людей , умерших от сибирской язвы в случае лабораторного подтверждения диагноза вскрытию не подвергаются. В случае крайней необходимости вскрытие трупа сибиреязвенного больного проводит только врач с обязательной последующей заключительной дезинфекцией помещения, всех предметов, инструментария, халатов, перчаток, обуви. Захоронение трупов людей, умерших от сибирской язвы проводится на обычном кладбище. В тех случаях, когда труп не вскрывали, до выноса из помещения его кладут в гроб, выстланный целлофановой пленкой. Такой же пленкой плотно труп закрывают сверху для исключения контакта с кожей лица и рук трупа. При захоронении трупа. Подвергшегося вскрытию под целлофановую пленку насыпают слой сухой хлорной извести.

По эпидемиологическим показаниям проводят вакцинацию людей.

Разобщение не применяют. За лицами, соприкасавшимися с больным человеком или животным, устанавливают медицинское наблюдение до полной ликвидации очага. Диспансерное наблюдение за переболевшими не регламентировано.

Применение сибиреязвенного глобулина в качестве средства экстренной профилактики не рекомендуется, так как его эффективность сравнима с таковой у антибиотиков, а вероятность осложнений более высокая.

Профилактику следует проводить в наиболее ранние сроки после возможного инфицирования (до 5-ти суток).
Экстренная профилактика проводится среди соприкасавшимся с материалом, содержащим сибиреязвенные палочки или споры, принимавшим участие в убое и разделке туш животного, оказавшегося больным сибирской язвой, а также лицам, ухаживавшим за больными животными и принимавшим участие в захоронении их трупов, лицам, приготовлявшим пищу из мяса больного животного и употреблявшим ее. В этих ситуациях применяют антибиотики - перорально феноксиметил-пенициллин по 1.0 мг - 2 раза в сутки в течение пяти суток или тетрациклин по 0.5 мг - 2 раза в сутки в течение пяти дней. Допускается использование ампициллина по 1.0 г - 3 раза в сутки, оксациллина - по 0.2 г - 1 раз в сутки, рифампицина по 0.3 г - 2 раза в сутки.

Для создания активного искусственного иммунитета к возбудителю сибирской язвы используют вакцины. Основоположником разработки живой сибиреязвенной вакцины является Л.Пастер, который ещё в 1881 году аттенуировал капсульный вирулентный штамм Bac.anthracis путем выращивания его культур при повышенной температуре (42,5-43⁰С). Через два года в России подобную вакцину двух вариантов получил Л.С.Ценковский .

Первоначально вакцины для человека предназначались для использования лицами рискованных профессий, в частности, в производстве, связанном с переработкой животных продуктов из эндемичных районов. Продолжительность защиты, получаемой человеком при вакцинации не установлена и, исходя из эмпирических данных, рабочим рискованных специальностей рекомендуется ежегодная ревакцинация. После экспозиции вакцинация может быть показана наравне с терапией антибиотиками. Вакцинация людей, которые не подвергаются постоянно риску, неуместна. Контроль болезни для основной массы населения следует проводить через контроль поголовья крупного рогатого скота.

В настоящее время, чтобы предотвратить развитие в организме млекопитающего сибиреязвенной бактерии, используют вакцины четырех типов: живую, химическую (молекулярную), комбинированную и рекомбинантную.

Живая вакцина - это лиофильно высушенные споры эталонного, специально выращенного штамма B.anthracis. Химическая вакцина кардинально отличается от живой тем, что представляет собой адсорбированный на носителе протективный антиген (т.е. лишь одну белковую молекулу), который получают в процессе культивирования вакцинного штамма.

Обе вакцины обеспечивают формирование как гуморального, так и клеточного иммунитета, но химический препарат вызывает иммунный ответ быстрее (через несколько дней), однако гуморальная защита быстро угасает. Комбинированные вакцины готовят на основе спор и протективного антигена, а рекомбинантные создают с помощью генно-инженерной технологии, встраивая фрагменты ДНК, ответственные за синтез антигенов B.anthracis, в генетический аппарат того или иного вектора или продуцента, т.е. специально подобранных для этой цели вирусов или бактерий.

В 1980-х гг. в бывшем Свердловске, в Центре научно-технических проблем биологической защиты Научно-исследовательского института микробиологии Министерства обороны, была разработана жидкая комбинированная вакцина. А в 1990-х гг. была создана не имеющая аналогов сухая форма комбинированной вакцины, состоящей из живых спор ослабленного штамма и протективного антигена, сорбированного на геле гидроксида алюминия.

Комбинированная вакцина по сравнению с живой обладает более выраженным защитным эффектом, причем иммунитет не только развивается быстрее, но и дольше сохраняется благодаря наличию в организме клеток ослабленного штамма бактерии. Безвредность и реактогенность этих вакцин существенно не отличаются.

Эти вакцины уже лицензированы, НИИ микробиологии Минобороны РФ получил сертификаты на производство и живой, и комбинированной сибиреязвенных вакцин. Иммуногенность и стабильность вакцинного препарата по сравнению с выпускавшимся в СССР повысились в 5-10 раз. Среди других преимуществ отечественных вакцин - больший срок годности, менее жесткие условия хранения и транспортировки.

В Великобритании и США используется неживая вакцина, разработанная в 1950 и 1960 г. соответственно (Turnbull, 1991). Английская вакцина - это преципитированный на квасцах свободный от клеток культуральный фильтрат штамма 34F2, в то время как американская вакцина - это адсорбированный на гидроксиде алюминия свободный от клеток культуральный фильтрат некапсулированного, непротеолизированного деривата коровьего изолята V770.

Несмотря на эффективность существующих вакцин, специалисты ищут способы их усовершенствования. Цель поисков - увеличить длительность иммунитета, повысить уровень продукции протективного антигена, снизить общие (например, повышение температуры) и местные реакции, возникающие в ответ на действие летального и отечного факторов. Достичь ее можно методами генной инженерии, т.е. манипулируя генами плазмид pXO1 (pag, lefa суа) и рХО2.

Исследования ведутся в ряде лабораторий мира в нескольких направлениях. Одно из них - конструирование рекомбинантных штаммов, продуцирующих протективный антиген. Для этого ген pag внедряют в геном других микроорганизмов - Bacillus subtilis или B.brevis, часто используемых в биотехнологии бактерий, которые затем синтезируют защитный антиген, причем в больших количествах, чем сама сибиреязвенная бацилла. Однако исследователям пока не удалось добиться устойчивого результата, так как ДНК B.anthracis далеко не всегда сохраняет свою устойчивость в чужих геномах.

По мнению некоторых исследователей, предпочтительнее конструировать продуценты, которые синтезировали бы не всю субъединицу протективного антигена, а только ее иммуногенные эпитопы - небольшие гидрофильные фрагменты молекулы, которые взаимодействуют с антителом и обеспечивают клеточный иммунитет. Для этого в геном бактерии-продуцента необходимо вставить лишь ту часть весьма консервативного гена pag, которая кодирует эти эпитопы.

Известно, что химические вакцины обеспечивают защиту не от всех штаммов B.anthracis, в то время как перенесенная инфекция дает стойкий иммунитет. Поэтому некоторые специалисты предлагают повысить иммуногенность рекомбинантных вакцин, используя для их создания бактерии B.subtilis, производящие капсульные полипептиды B.anthracis.

Другое направление в повышении эффективности сибиреязвенных вакцин основывается на применении новых адъювантных технологий, белковой инженерии и иммуномодуляции. Для этого пригодны вакцинные препараты, лишенные балластных веществ (т.е. всего того, что не имеет отношения к выработке иммунитета). Повышение иммуногенности достигается традиционными путями: за счет полимеризации молекул антигена, закрепления его на минеральном или полимерном сорбенте. Известно, что сорбенты повышают иммуногенность белковых антигенов в десятки и сотни раз. Иными словами, речь идет об адъювантных, сорбированных препаратах, или, как их иногда называют, полусинтетических вакцинах.

В настоящее время экспериментально доказана возможность повысить эффективность и живых сибиреязвенных вакцин, если вторичную иммунизацию проводить препаратами, которые содержат протективный антиген, и применить усиливающие иммунный ответ организма иммуномодуляторы, например сальмозан.

В последние годы в ряде лабораторий разрабатывается ещё одно направление в создании сибиреязвенных вакцин. Основано оно на конструировании штаммов возбудителя со структурно-измененными генами токсинов. Исходными вариантами служат штаммы B.anthracis только с одной плазмидой pXO1. При удалении из генов lef и суа определенных участков цитотоксическая активность бактерий сильно снижается, а преимущества живых вакцин сохраняются. Есть и другая возможность - проанализировать ДНК клонов бактерий с помощью полимеразной цепной реакции и найти среди них варианты без генов lef и суа.

Недавно в НИИ микробиологии Минобороны РФ закончено исследование влияния мутаций в генах pag и lef на иммуногенность и вирулентность вакцинных штаммов. Выяснилось, что лишь обширное повреждение в концевой части гена pag приводит к потере биологических свойств, а отсутствие примерно 600 пар нуклеотидов не сказывается никак. В то же время утрата сравнительно небольшого числа нуклеотидов (около 150 пар) в центральной области гена значительно снижает иммуногенность штамма. Если же дефектен ген lef, a pag не изменен, то вирулентность существенно снижается, но иммуногенность сохраняется (или уменьшается незначительно). Так что поиск вариантов сибиреязвенной бациллы с дефектными генами токсинов отнюдь не бесполезен.

Сроки возникновения и сохранения иммунитета, развивающегося у лабораторных животных при введении сибиреязвенных вакцин. Защитный эффект рассчитан как относительное количество выживших животных, которых после иммунизации заражали 100 дозами ЛД50 возбудителя. Таким образом, создание сибириязвенных вакцин сегодня связано с получением рекомбинантных штаммов-суперпродуцентов протективного антигекна и ареактогенных, но высокоиммуногенных вакцин, обеспечивающих формирование более длительного иммунитета. Вероятно в перспективе новые направления будут связаны с геновакцинацией, а также созданием вакцин на основе рекомбинантных ДНК. Результаты последних достижений белковой инженерии создают благоприятные условия для конструирования модифицированных белковых молекул с тандемно дуплицированными эпитопами РА и производных Ра, способными формировать мультимерную структуру белка, что существенно повысит его иммуногенные свойства.

Специалисты разного профиля продолжают поиск по созданию безопасных и высокоиммунных вакцин. Видимо, уже в ближайшие годы станет ясно, какое из развивающихся направлений даст лучшие результаты и позволит предотвратить эпизоотии и распространение сибирской язвы среди людей.

Список литературы

1. Abramova F.A.,Grinberg L.M.,Yampolskaya O.V.,Walker D.H. Pathology of inhalational anthrax in 42 cases from the Sverdlovsk outbreak of 1979.\\PNAS USA,1993.V.90,p.2291-2294.

2. Brachman PS, Gold H, Plotkin SA et al. Field evaluation of a human anthrax vaccine. Am J Publ Hlth 1962; 52:632-45.

3. Brachman PS, Plotkin SA, Bumford FH, Atchison MM. An epidemic of inhalation anthrax: the first in the twentieth century.II. Epidemiology. Am J Hyg 1960; 72: 6-23.CHEST 1999; 116:1369-1376.

4. Collins CH. Laboratory Acquired Infections, 2nd ed, 1988, Butterworths, London, p. 16.

5. Coper J.E., Matovelo J.A., Baskerville F. Pathology and diagnosis of anthrax in African wild dogs (Lycaon pictus)//Salisbury Med.Bul/-1996-N87-P.83

6. Dahlgren CM, Buchanan LM, Decker HM et al. Bacillus anthracis aerosols in goat hair processing mills. Am J Hyg 1960; 72:6-23.

7. Davies JCA. A major epidemic of anthrax in Zimbabwe. Central Afr J Med 1982; 28:291-8.

8. Davies JCA. A major epidemic of anthrax in Zimbabwe. Central Afr J Med 1983; 29:8-12.

9. Day of Onset of Inhalational Anthrax Following Sverdlovsk Accident. http://jama.ama-assn.org/issues/v281n18/fig_tab/jst80027_f4.html

10. Doganay M., Almaз A, Hanagasi R. Primary throat anthrax. Scand J Infect Dis 1986; 18:415-9.

11. FRIEDLANDER A.M.,Medical Aspects of Chemical and Biological Warfare.Ch.22. Anthrax.

12. George S, Mathai D, Balraj V et al. An outbreak of anthrax meningoencephalitis. Trans Roy Soc Trop Med Hyg 1994; 88:206-7.

13. Guidelines for the Surveillance and Control of Anthrax in Human and Animals, http://www.who.int/emc-documents/zoonoses/docs/whoemczdi986.pdf

14. Heyworth B, Ropp ME, Voos UG et al. Anthrax in the Gambia: an epidemiological study. J Hyg 1975; 54:79-82. Inhalational Anthrax: Epidemiology, Diagnosis, and Management.

15. Jernigan J.A., D. S. Stephens, D. A. Ashford, C. Omenaca,M. S. Topiel, M.Galbraith, M.Tapper, T.L. Fisk, Sh.Zaki, T.Popovic, R.F. Meyer, C.P. Quinn, S.A. Harper,

16. Khanne N, Gokul BN, Ravikumar R. Successfully treated primary anthrax meningitis. Indian J Pathol Microbiol 1989; 32:315-7

17. Kobuch E, Davis J, Fleischer K et al. A clinical and epidemiological study of 621 patients with anthrax in western Zimbabwe. Salisbury Med Bull 1990; No 68, special suppl:34-8.

18. Koshi G, Lalitha MK, Danial J et al. Anthrax meningitis: a rare clinical entity. J Assoc Physicians of India 1981; 29:59-62.

19. Lalitha MK, Anandi V, Walter N et al. Primary anthrax presenting as an injection "abscess". Indian J Pathol Microbiol 1988; 31:254-6.

20. Lalitha MK, Anandi V, Walter NM et al. Unusual forms of anthrax - a clinical problem. Salisbury Med Bull 1990; No 68, special suppl:38-40

21. Lalitha MK, Mathai D, Thomas K et al. Anthrax - a continuing problem in Southern India. Salisbury Med Bull 1996; No 87, special suppl:14-15.

22. Levy LM, Baker N, Meyer MP et al. Anthrax meningitis in Zimbabwe. Central Afr J Med 1981; 27:101-4

23. Lindeque P.M.,Brain C., Turnbull R.C.B. A review of anthrax in the Etosha National Park//Salisbary Med.Bul.-1996-N87-P.24

24. Meselson M, Guillemin J, Hugh-Jones M et al. The Sverdlovsk anthrax outbreak of 1979. Science 1994; 266: 1202-8.

25. Mich`ele Mock and Agn`es Fouet. ANTHRAX. Annu. Rev. Microbiol. 2001. 55:647-71

26. Norman PS, Ray JG, Brachman PS et al. Serologic testing for anthrax antibodies in workers in a goat hair processing mill. Am J Hyg 1960; 72: 32-7.

27. Plotkin SA, Brachman PS, Utell M et al. An epidemic of inhalation anthrax, the first in the twentieth century. Am J Med 1960; 29:992-1001

28. Quinn CP, Turnbull PCB. Anthrax. In: Collier L, Balows A, Sussman M, Hausler WJ (eds) Topley and Wilson's Microbiology and Microbial Infections, 9th ed, Vol 3. Arnold, London 1998, pp. 799-818.

29. Rao NSK, Mohiyudeen S. Tabanus flies as transmitters of anthrax - a field experience. Indian Vet J 1958; 35:348-53.

30. S.K. Fridkin, J.J. Sejvar, C.W. Shepard, M. McConnell, J.Guarner, Wun- Ju Shieh, J.M.Malecki, J.L. Gerberding, J.M. Hughes, B.A. Perkins, and members of the Anthrax. Bioterrorism Investigation Teaml. Bioterrorism-Related Inhalational Anthrax: The First 10 Cases Reported in the United States. Emerging Infectious Diseases. 2001. Vol. 7, No. 6 .P. 933-944.

31. Sen SK, Minett FC. Experiments on the transmission of anthrax through flies. Indian J Vet Sci 1944; 14:149-59.

32. Shafazand S., R.Doyle, S.Ruoss, A.Weinacker, and T.A. Raffin,Sirisanthana T, Nelson KE, Ezzell JW, Abshire TG. Serological studies of patients with cutaneous and oral-oropharyngeal anthrax from northern Thailand. Am J Trop Med Hyg 1988; 39:575-81.

33. Turell MJ, Knudson GB. Mechanical transmission of Bacillus anthracis by stable flies (Stomoxys calcitrans) and mosquitoes (Aedes aegypti and Aedes taeniorhynchus). Infect Immun 1987; 55:1859-61.

34. Turnbull PCB, Lindeque PM, Le Roux J et al. Airborne movement of anthrax spores from carcass sites in the Etosha National Park, Namibia. J Appl Microbiol 1998; 84:667-76.

35. Turner M. Anthrax in humans in Zimbabwe. Central Afr J Med 1980; 26:160-1.

36. Van den Bosch C. Recalling an outbreak of gastrointestinal anthrax in northern Kenya, 1966. Salisbury Med Bull 1996; No 87, special suppl:139.

37. Watson A, Keir D. Information on which to base assessments of risk from environments contaminated with anthrax spores. Epidemiol Infect 1994; 113:479-90.

38. Бакулов И.А., Гаврилов В.А., Селиверстов В.В. Сибирская язва (антракс). Новые страницы в изучении старой болезни. «Посад» Владимир. 2001.

39. Е.В. ПИМЕНОВ, В.В. КОЖУХОВ, Ю.И. СТРОЧКОВ. Создание вакцин против сибирской язвы http://www.1september.ru/ru/bio/2002/02/6.htm

40. Николайчук Л.Ф., Вишняков И.Ф., Бакулов И.А., Котляров В.М., Бударкова Э.Л. Индикация спор возбудителя сибирской язвы в объектах внешней среды и кормах иммуноферментным методом./В кн.:Диагностика, профилактика и меры борьбы с особо опасными и экзотическими болезнями животных.Покров.1998.-с.329-330.)

41. Сибирская язва (описание инфекции). http://www.privivka.ru/infect/anthrax.htm.

42. Слюсарь Л.И., Беседина Е.И., Гажиев В.В., Мельник В.А. Сибирская язва (антракс). Эпидемиология, клиника, лечение и профилактика. Учебное пособие. - Донецк, 1997. - 13 с.

43. Шувалова Е.П. Инфекционные болезни. М.,»Медицина». 1976.