Введение.

Возбудитель сибирской язвы Bacillus anthracis является этиологическим агентом острой инфекционной болезни человека и животных - сибирской язвы (антракс), характеризующейся, поражением кожи (карбункулёзная форма), кишечника (кишечная форма), лёгких (лёгочная форма) и всех внутренних органов (септическая форма). К возбудителю сибирской язвы восприимчивы все виды животных (крупный рогатый скот, овцы, козы, лошади, олени, верблюды, буйволы, свиньи) и человек. Собаки и кошки достаточно устойчивы к заражению возбудителем сибирской язвы. Из лабораторных животных к возбудителю наиболее чувствительны белые мыши, морские свинки и кролики.

1. История открытия возбудителя.

Описания болезни с признаками сибирской язвы известны с древних времён. Однако приоритет в установлении болезни, свойственной животным и человеку с карбункулёзными признаками, отличающиеся от чумы принадлежит русским врачам, работавшим на Алтае Абраму Эшке и Никите Ножевщикову (1758 г.), которые представили подробное научное описание болезни. В конце 18 века Паллас П.С. описал эту болезнь на Урале, вдоль реки Иртыш. Русский учёный Андреевский С.С. в 1788 году, после 3-х летней экспедиции в Челябинском округе представил русской медицинской коллегии работу «О сибирской язве», которая содержала карту распространения болезни, описание признаков у человека и животных, доказал её тождественность у человека и животных. Ему принадлежит авторство в названии болезни «Сибирская язва» по месту её изучения. В дальнейшем, до установления этиологии болезнь была описана врачами в России (Петерсон И.,1790; Гамалея М.Л., 1792;Хотовицкий С.Ф., 1831), Европе (Уден Ф.,1807;Гейрот Ф.,1807; Эллизен, 1807).

 Впер­вые возбудитель об­на­ру­жили К.Да­вэн и Райе (Фран­ция) в 1850 г. в кро­ви по­гиб­ших овец с признаками сибирской язвы в виде  ни­те­вид­ных, не­под­виж­ных палочек, но их зна­че­ние  ос­та­валось не­вы­яс­нен­ным и только в 1863 г. авторы окон­ча­тель­но ус­та­но­вили, что обнаруженная палочка являлась причиной заболевания овец си­бир­ской яз­вой. Этот год счи­та­ют офи­ци­аль­ной да­той от­кры­тия ба­цил­лы си­бир­ской яз­вы.

         В 1876 немецкий микробиолог Роберт Ко­х сообщил, что обнаруженные при сибирской язве палочки являются микроорганизмом, способным размножаться делением в питательных средах и окончательно установил этиологию сибирской язвы.

В это же время (1877 г.) Л.Пастер получил чистую культуру возбудителя сибирской язвы, доказав при этом длительное сохранение «заразного начала» в почве. Впервые он создал вакцину против сибирской язвы.

В Рос­сии куль­ту­ру си­би­ре­яз­вен­но­го мик­ро­ба впер­вые по­лу­чил В.К.Вы­со­ко­вич (1882), а в 1883 году Ценковский Л.С. впервые в России создал вакцину для овец, положив тем самым начало вакцинопрофилактики животных против сибирской язвы.

Современная история исследований возбудителя сибирской язвы, создания средств диагностики и вакцин в России связана с такими именами ветеринарных микробиологов как Терентьев Ф.А., Колесов С.Г., Коляков Я.Е., Бакулов И.А.

В прошлом и в настоящее время  сибирскую язву регистрировали  на всех континентах, в отдельных регионах болезнь приобретала характер эпизоотий (Африка, страны Ближнего Востока, Юго-Восточной Азии). В России, до революции 1917 года число вспышек было в среднем 35 тысяч ежегодно, а в отдельные годы (1889-1890 г.г.) - 146-100 тысяч, соответственно. По данным Департамента ветеринарии в 1997 году в России установлен 21 неблагополучный пункт.

2. Характеристика возбудителя

2.1.Классификация

         По современной классификации по Берджи (1986) воз­бу­ди­тель си­бир­ской яз­вы от­но­сит­ся к группе зоонозных болезней, свойственных преимущественно животным, но передающихся в соответственных условиях и человеку, к порядку Eubacterisales, се­мей­ст­ву Bacillaceae, ро­ду  Bacillus, типовому виду Bacillus anthracis.

         Род Bacillus объ­е­ди­ня­ет 48 ви­дов аэроб­ных или фа­куль­та­тив­но-аэроб­ных ба­цилл, ко­то­рые раз­де­ле­ны на две груп­пы: в пер­вую вклю­че­но 22 ви­да, во вто­рую - 26 ви­дов. При этом, в настоящее  время генетическими методами чётко доказана уникальность Bacillus anthracis и её отличие от сапрофитов - B. cereus, B. mycoides, B. thuringiensis.

2.2. Морфология возбудителя.  

Bacillus anthracis - неподвижная, грам-положительная, споро- образующая аэробная палочка, длиной 5-8 мкм, толщиной 1-1,5 мкм, часто соединяющиеся в цепочки по 2-4 членика или в виде нитевидных волокон.

Клеточная стенка вегетативных бескапсульных клеток B. anthracis окружена S-слоем, содержащим 10% белка и является фактором вирулентности. В тканях заражённых животных или выращенный в специальных условиях (без доступа кислорода и с высоким содержанием в питательной среде белка)  возбудитель    образует наружную защитную оболочку - капсулу (вегетативная форма). Капсула является наружной по отношению к S-слою вегетативной клетки и дает возможность вирулентным бациллам беспрепятственно размножаться в организме животного. Капсула микроорганизма содержит поли-Д-глютаминовую кислоту, которая также является одним из основных факторов вирулентности. Наибольшее число полевых штаммов, выделенных от вынужденно убитых больных сибирской язвой животных и  из трупов имеют капсулу. Бескапсульные изоляты авирулентные и выделены от животных и из внешней среды при отсутствии болезни.

При свободном доступе кислорода, дефиците питательных веществ и температуре окружающей среды от плюс 26 до 30⁰С бацилла образует споры (споровая форма), биологическая роль которых заключается в защите микроорганизма от воздействия окружающей среды и сохранения вида. Существуют и безспоровые формы - аспорогенные мутанты (в случае выращивания культуры возбудителя при  температуре выше 42⁰ или в средах, содержащих 1% карболовой кислоты). Спорообразование присуще как патогенным так и вакцинным штаммам Bacillus anthracis.

2.3. Антигенные и токсические  свойства.

При изучении структурно-функциональной организации возбудителя установлено, что  S-слой бациллы содержит два поверхностных белка и выполняет различные функции, включая сохранение формы клетки и является одним из факторов вирулентности.

Капсула содержит полисахаридный соматический и белковый компоненты (антигены). Полисахаридный антиген термостабильный, долго сохраняется в трупах и шкурах павших от сибирской язвы животных, ответственен за реакцию преципитации со специфическими сыворотками.

При размножении Bacillus anthracis продукцирует экзотоксин, который также определяет вирулентные и антигенные свойства возбудителя. В результате очистки и определения функциональных свойств компонентов экзотоксина было установлено наличие в нём трёх белков - протективного антигена (РА, фактор  II), летального (LF, фактор III) и отёчного (EF, фактор I). Было установлено, ни один, в отдельно взятых указанных белков не вызывал токсического эффекта, тогда как сочетанное введение РА+LF или РА+ EF приводило к отёку и гибели животных.

2.4. Культивирование

Bacillus anthracis размножается на обычных питательных средах при температуре 35-37⁰С. При температуре ниже 12⁰С и выше 45⁰С бациллы не растут. Оптимальная рН среды 7,2-7,6. В жидких средах (мясо-пептонный бульон, бульон Мартена, бульон Хоттингера) наблюдают на дне пробирки рост в виде хлопьев ваты, при этом бульон остается прозрачным; в твёрдых средах, на МПА (мясо-пептонный агар) образует колонии с волнистыми краями, напоминающие «голову медузы». При выращивании в средах, содержащих пенициллин, бациллы выглядят в виде шаров (феномен «жемчужного ожерелья»). В результате внесения бацилл уколом в столбик 10-12 % желатины, на 2-5 сутки наблюдают разжижение желатины (форма ёлочки, затем воронки).

Различают R-формы, S-формы и переходные формы. Вирулентные капсульные штаммы бациллы, размножаясь на твёрдых питательных средах, содержащих сыворотку, формируют колонии S-формы, авирулентные, бескапсульные -R-формы.

2.5. Устойчивость.

Бацилла, находящаяся в вегетативной форме, неустойчива. Так, в невскрытом павшем животном (трупе)  палочки инактивируются в течение 1-3 суток. Обычные дезинфицирующие вещества (2% раствор формалина, 5-10% рствор хлорамина) убивают вегетативные формы бациллы в течение 4-5 минут. При нагревании 55⁰С гибель наступает через 40 минут, при кипячении - мгновенно. Минусовая температура консервируеи бациллы. В замороженном мясе (минус 15⁰С) они сохраняются до 15 суток. Солнечный свет убивает их  за несколько часов. Бациллы чувствительны к действию антибиотиков - пенициллина, стрептомицина, окситетрациклина, тетрациклина.

Споры гораздо устойчивее вегетативной формы бацилл и во внешней среде сохраняются гораздо дольше. В навозной жиже споры сохраняются свыше 1 года, в почве, в высушенном состоянии они могут сохраняться в течение 30-60 и более лет жизнеспособными и вирулентными. Споры способны при попадании в организм из почвы, пройдя стадию споропрорастания  перейти  в фазу вегетативной клетки и далее вызвать заболевание. Споры устойчивы к воздействию физических факторов (кипячение 10 минут, прямой солнечный свет - 2-5 суток), химических веществ и дезинфектантов (5-10% раствор хлорамина, 10% раствор едкого натра инактивируют споры только через 2 часа.

3. Роль возбудителя в патологии животных и человека

Bacillus anthracis -уникальный патоген для животных и человека. Впервые занесённый в какую-либо местность он может укорениться и сохранять угрозу для вспышек болезни на многие десятилетия. В таблице представлены данные о вспышках и заболеваемости животных в России.

Источники возбудителя сибирской язвы и факторы его передачи

         Ис­точ­ни­ком воз­бу­ди­те­ля ин­фек­ции яв­ля­ет­ся за­ра­жен­ный ор­га­низм, в котором па­то­ген­ный мик­ро­ор­га­низм спо­со­бен раз­мно­жать­ся, на­ка­п­ли­вать­ся и вы­де­лять­ся во внеш­нюю сре­ду. Та­ким ис­точ­ни­ком яв­ля­ет­ся боль­ное сибирской язвой жи­вот­ное. В странах, где преобладает пастбищное содержание животных, огромную опасность представляют места гибели или захоронения павших от сибирской язвы животных, неубранные трупы. Заражение в естественных условиях в основном происходит в результате поедания (питье) животными контаминированного спорами возбудителя корма, воды или через повреждённую кожу. Фураж, полученный лугов, на которых выпасались животные, больные сибирской язвой, также может быть причиной заражения, так как вместе с травой в сено попадает и почва, содержащая споры. Возбудитель также может передаваться через контаминированные предметы и насекомыми.

Почву и воду, контаминированные бациллами сибирской язвы от больных  и  павших животных считают факторами передачи возбудителя.

Помимо указанных условий, содействующих распространению возбудителя, значительную роль в появлении болезни играют факторы внешней среды. Отмечено, что сильные вспышки болезни наблюдались в засушливые годы, когда животные поедали низкорослую траву, захватывая частики земли.

         Занос возбудителя в благополучные районы и страны чаще всего происходит с мясом или субпродуктами от случайно убитых животных, больных сибирской язвой в результате неправильно поставленного диагноза.

Для воз­ник­но­ве­ния болезни не­об­хо­ди­мо, что­бы воз­бу­ди­тель про­ник в ор­га­низм восприимчивого хозяина. Это воз­мож­но раз­лич­ны­ми пу­тя­ми: али­мен­тар­ным, аэ­ро­ген­ным, транс­мис­сив­ным, пла­цен­тар­ным. Воз­мо­жен так­же ме­ха­ниче­ский путь проникновения. Из мно­го­чис­лен­ной груп­пы аэроб­ных ба­цилл, оби­таю­щих в поч­ве, толь­ко B. anthracis при­об­ре­ла наи­бо­лее вы­ра­жен­ные ви­ру­лент­ные свой­ст­ва и спо­соб­ность вы­зы­вать у жи­вот­ных и че­ло­ве­ка бо­лезнь со смер­тель­ным ис­хо­дом.

         Для создания активного иммунитета к возбудителю сибирской язвы используют вакцины. Основоположником разработки живой сибиреязвенной вакцины является великий французский учёный Л.Пастер, который в 1881 году впервые аттенуировал  капсульный вирулентный штамм путём его выращивания при температуре 42,5-43⁰С и получил авирулентный вакцинный штамм, который стал первой вакциной против сибирской язвы.

 

 

8. Современные вакцины.

Принцип изготовления живых сибиреязвенных вакцин заключается в наработке споровой бакмассы на твердых питательных средах.

         В 1937 году Стерн получил бескапсульный иммуногенный вариант B.anthracic, который до настоящего времени используется во многих странах мира.

 В России, в 1940 году Гинсбург Н.Н. также получил бескапсульный вариант и на его основе разработал вакцину СТИ-1, которая с 1942 г. по 1986 год применялась в нашей стране.

В 1983-1986 годах Бакуловым И.А. и соавторами во ВНИИВВиМ на основе бескапсульного штамма № 55 была создана новая живая вакцина против сибирской язвы, которая используется в нашей стране в настоящее время (ВНИИВВиМ-55). Срок иммунитета составляет 1-1,5 года.

Делались попытки получить сибиреязвенные вакцины их убитых бацилл, но они не вызывали в организме образования стойкого, длительного иммунитета.

При изготовлении вакцин против сибирской язвы обязательной операцией является проверка посевного материала, а также споровой бакмассы и готовой продукции на отсуствие контаминации бактериальной и грибной микрофлорой. Для этого  все три вида биоматериала засевают на питательные среды: мясо-пептонный бульон, мясо-пептонный агар, мясо-пептонно-печёночный бульон под вазелиновым маслом, бульон и агар Сабуро и ведут за посевами в течение 10 суток.

9. Ле­че­ние. Со­вре­мен­ные сред­ст­ва при­ме­няе­мые для ле­че­ния жи­вот­ных, боль­ных си­бир­ской яз­вой, мож­но раз­де­лить на спе­ци­фи­че­ские и не­спе­ци­фи­че­ские. К пер­вым от­но­сит­ся се­ро­те­ра­пия. Еще в 1895 г. Sclavo в Ита­лии, Marchu во Фран­ции и в 1902 г. Юр­ге­лю­нас в Рос­сии соз­да­ли про­ти­во­си­би­ре­яз­вен­ную сы­во­рот­ку, ко­то­рая в даль­ней­шем ря­дом ав­то­ров бы­ла усо­вер­шен­ст­во­ва­на как по ка­че­ст­ву, так и по ме­то­дам из­го­тов­ле­ния. По дан­ным мно­гих ав­то­ров, мас­со­вое при­ме­не­ние си­би­ре­яз­вен­ной сы­во­рот­ки в прак­ти­че­ских ус­ло­вия под­твер­ди­ло­ее эф­фек­тив­ность. Ее ре­ко­мен­ду­ет­ся при­ме­нять с про­фи­лак­ти­че­ской и ле­чеб­ной це­ля­ми. В по­след­нем слу­чае сы­во­рот­ку ис­поль­зу­ют при всех фор­мах бо­лез­ни, при­чем чем рань­ше ее вво­дят, тем эф­фек­тив­ней ее дей­ст­вие.

         В 1961 г. М.А.Ба­бич и В.А.Плот­ни­ко­ва раз­ра­бо­та­ли ме­тод по­лу­че­ния про­ти­во­си­би­ре­яз­ве­но­го гам­ма-гло­бу­ли­на. Его ши­ро­ко при­ме­ня­ют в ме­ди­цин­ской прак­ти­ке. Био­про­мыш­лен­ность вы­пус­ка­ет гам­ма-гло­бу­ли­ны и для ве­те­ри­нар­ных це­лей.

         На­ря­ду с эти­ми сред­ст­ва­ми уче­ные изи­ски­ва­ли и дру­гие ле­чеб­ные пре­па­ра­ты. В ча­ст­но­сти, бы­ли пред­ло­же­ны для ле­че­ния кре­о­лин, но­вар­се­нол, 1%-рас­твор йо­да, 2%-рас­твор йо­ди­сто­го ка­лия. При ме­ст­ной фор­ме си­бир­ской яз­вы (кар­бун­ку­лы, оте­ки в под­че­лю­ст­ной об­лас­ти ре­ко­мен­до­ва­но инъ­е­ци­ро­вать во­круг па­то­ло­ги­че­ско­го фо­ку­са 3-5%-ный рас­твор кри­стал­ли­че­ской кар­бо­ло­вой ки­сло­ты.

         Наи­бо­лее ши­ро­ко при си­бир­ской яз­ве при­ме­ня­ют ан­ти­био­ти­ки. В ря­де ра­бот со­об­ща­ет­ся об эф­фек­тив­но­сти ле­че­ния пе­ни­цил­ли­ном. При этом от­ме­ча­ет­ся бы­строе ис­чез­но­ве­ние воз­бу­ди­те­ля из мест по­ра­же­ния.

         Пе­ни­цил­лин наи­бо­лее ак­ти­вен, од­на­ко при его ис­поль­зо­ва­нии ино­гда на­блю­да­ют­ся ал­лер­ги­че­ские ре­ак­ции, и он не­эф­фек­ти­вен при ме­ст­ных по­ра­же­ни­ях. Пред­по­ла­га­ет­ся, что пе­ни­цил­лин не мо­жет ней­тра­ли­зо­вать тка­не­-пов­ре­ж­даю­щийц фак­тор, вы­де­ляе­мый ба­цил­ла­ми.

         Ли­те­ра­тур­ные дан­ные сви­де­тель­ст­ву­ют о том, что при си­бир­ской яз­ве био­ми­цин, хло­рам­фе­ни­кол и тер­ра­ми­цин об­ла­да­ют при­мер­но оди­на­ко­вым ле­чеб­ным дей­ст­ви­ем.

         Боль­шин­ст­во ис­сле­до­ва­те­лей объ­яс­ня­ют сущ­ность ле­чеб­но­го эф­фек­та ан­ти­био­ти­ков ре­зуль­та­том их пря­мо­го воз­дей­ст­вия на мик­роб­ную клет­ку. Ус­та­нов­ле­но, что ан­ти­био­ти­ки (стреп­то­ми­цин) про­ни­ка­ют в ри­бо­со­мы мик­ро­бов, где про­ис­хо­дит сбор­ка бел­ков из ами­но­кис­лот, и свя­зы­ва­ет­ся с ри­бо­со­маль­ным бел­ком, обес­пе­чи­ваю­щим эту сбор­ку, и тем са­мым тор­мо­зят дан­ный про­цесс.

         Спе­ци­фи­че­ское ле­че­ние при си­бир­ской яз­ве це­ле­со­об­раз­но со­че­тать с при­ме­не­ни­ем сим­пто­ма­ти­че­ских средств, из ко­то­рых осо­бо­го вни­ма­ния за­слу­жи­ва­ют сер­деч­ные, а так­же глю­ко­за (внут­ри­вен­но).

         При­ме­не­ние ан­ти­био­ти­ков в та­ких слу­ча­ях очень це­ле­со­об­раз­но, осо­бен­но с ши­ро­ким спек­тром их дей­ст­вия. Про­дол­жи­тель­ность и крат­но­сть п­ри­ме­не­ния ан­ти­био­ти­ков мо­гут быть ус­та­нов­ле­ны в ка­ж­дом слу­чае от­дель­но. Ле­чить боль­ных жи­вот­ных не­об­хо­ди­мо в пол­ной их изо­ля­ции, при хо­ро­шем корм­ле­нии. Ни в ко­ем слу­чае нель­зя вклю­чать в ра­ци­он кор­ма, спо­соб­ные трав­ми­ро­вать сли­зи­стые обо­лоч­ки ор­га­нов пи­ще­ва­ре­ния.