Maro sukėlėjas

Maras (pestis) yra ūminė infekcinė liga, pasireiškianti hemoragine septicemija. Anksčiau maras buvo baisi žmonijos rykštė. Žinomos trys maro pandemijos, nusinešusios milijonų žmonių gyvybių.

Pirmoji pandemija kilo VI mūsų eros amžiuje. Nuo 531 iki 580 metų ji nusinešė apie 100 milijonų gyvybių – pusę Rytų Romos imperijos gyventojų („Justiniano“ maras).

Antroji pandemija kilo XIV amžiuje. Ji prasidėjo Kinijoje ir paveikė daugelį Azijos ir Europos šalių. Azijoje nuo jos mirė 40 milijonų žmonių, o Europoje iš 100 milijonų žmonių – 25 milijonai. Taip šią pandemiją savo „Rusijos valstybės istorijoje“ apibūdina N. M. Karamzinas: „Liga pasireikšdavo minkštųjų kūno ertmių liaukomis, žmogus atkosėdavo kraujo ir antrą ar trečią dieną mirdavo. Neįmanoma, sako metraštininkai, įsivaizduoti baisesnio vaizdo... Nuo Pekino iki Eufrato ir Ladogos krantų žemės gelmės buvo pilnos milijonų lavonų, o valstybės buvo apleistos... Gluchove ir Belozerske neliko nė vieno gyventojo... Šis žiaurus maras atėjo ir sugrįžo kelis kartus. Smolenske jis siautėjo tris kartus ir galiausiai 1387 m. liko tik penki žmonės, kurie, anot metraštininkų, išėjo ir uždarė miestą, kuris buvo pilnas lavonų.“

Trečioji maro pandemija prasidėjo 1894 m. ir baigėsi 1938 m., nusinešdama 13–15 milijonų gyvybių.

Maro sukėlėją 1894 m. atrado prancūzų mokslininkas A. Yersinas, kurio garbei maras buvo pavadintas Yersinia pestis. Yersinia gentis priklauso enterobakterijų (Enterobacteriaceae) šeimai ir apima 11 rūšių, iš kurių trys yra patogeniškos žmonėms: Yersinia pestis, Yersinia pseudotuberculosis ir Yersinia enterocolitica; kitų patogeniškumas vis dar neaiškus.

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

Maro patogeno morfologija

Yersinia pestis yra 1–2 μm ilgio ir 0,3–0,7 μm storio. Paciento kūno tepinėliuose ir nuo maro mirusių žmonių bei graužikų lavonų tepinėliuose ji atrodo kaip trumpa ovalo formos (kiaušinio formos) lazdelė su bipoliniu dažymu. Sultinio kultūros tepinėliuose lazdelė išsidėsčiusi grandinėje, o agaro kultūrų tepinėliuose – atsitiktinai. Abiem atvejais bipolinis dažymas išsaugomas, tačiau agaro kultūrų tepinėliuose jis yra šiek tiek silpnesnis. Maro sukėlėjas yra gramneigiamas, geriau dažosi šarminiais ir karboliniais dažais (Leflerio mėlynasis), nesudaro sporų ir neturi žiuželių. G + C kiekis DNR yra 45,8–46,0 mol. % (visai genčiai). 37 °C temperatūroje ji sudaro subtilią baltyminės prigimties kapsulę, kuri atsiskleidžia drėgnoje ir šiek tiek rūgščioje maistinėje terpėje.

Maro patogeno biocheminės savybės

Yersinia pestis yra aerobinė bakterija, gerai auga įprastose maitinamosiose terpėse. Optimali augimo temperatūra yra 27–28 °C (nuo 0 iki 45 °C), pH = 6,9–7,1. Maro bacila būdingai auga skystose ir kietose maitinamosiose terpėse: sultinyje ji pasireiškia kaip puri plėvelė, iš kurios leidžiasi siūlai varveklių pavidalu, primenantys stalaktitus, apačioje – purios nuosėdos, sultinys išlieka skaidrus. Kolonijų vystymasis kietose terpėse vyksta trimis etapais: po 10–12 valandų mikroskopu auga bespalvių plokštelių pavidalu („sudužusio stiklo“ stadija); po 18–24 valandų – „nėriniuotų nosinaičių“ stadija, žiūrint mikroskopu, aplink išsikišusią centrinę dalį pastebima šviesi nėriniuota zona, gelsvos arba šiek tiek rusvos spalvos. Po 40–48 valandų įvyksta „suaugusios kolonijos“ stadija – rusvai apibrėžtas centras su ryškia periferine zona. Yersinia pseudotuberculosis ir Yersinia enterocolitica neturi „sudaužyto stiklo“ stadijos. Terpėse su krauju Yersinia pestis kolonijos yra granuliuotos su silpnai apibrėžta periferine zona. Norint greitai gauti Yersinia pestis būdingą augimą terpėse, rekomenduojama į jas įdėti augimo stimuliatorių: natrio sulfito, kraujo (arba jo preparatų) arba sarcinijų kultūros lizato. Maro bacilai būdingas ryškus polimorfizmas, ypač terpėse su padidinta NaCl koncentracija, senose kultūrose, suirusių maro lavonų organuose.

Maro bacila neturi oksidazės, nesudaro indolo ir H2S, pasižymi katalazės aktyvumu ir fermentuoja gliukozę, maltozę, galaktozę, manitolį, susidarant rūgštims be dujų.

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

Maro patogeno antigeninė sudėtis

Yersinia pestis, Yersinia pseudotuberculosis ir Yersinia enterocolitica rasta iki 18 panašių somatinių antigenų. Yersinia pestis būdingas kapsulės antigeno (I frakcija), T, VW antigenų, plazmos koaguliazės baltymų, fibrinolizino, išorinės membranos baltymų ir pH6 antigeno buvimas. Tačiau, skirtingai nei Yersinia pseudotuberculosis ir Yersinia enterocolitica, Yersinia pestis antigenų atžvilgiu yra vienodesnis; nėra šios rūšies serologinės klasifikacijos.

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

Maro patogeno atsparumas

Skrepliuose maro bacila gali išgyventi iki 10 dienų; ant lininių audinių ir drabužių, suteptų paciento išskyromis, ji išgyvena savaites (baltymai ir gleivės apsaugo ją nuo žalingo džiovinimo poveikio). Nuo maro nugaišusių žmonių ir gyvūnų lavonuose ji išgyvena nuo ankstyvo rudens iki žiemos; žema temperatūra, užšalimas ir atšildymas jos nesunaikina. Saulė, džiovinimas ir aukšta temperatūra Yersinia pestis yra pražūtingi. Kaitinant iki 60 °C, žūsta per 1 valandą, 100 °C temperatūroje žūsta per kelias minutes; 70 % alkoholio, 5 % fenolio tirpalo, 5 % lizolio tirpalo ir kai kurių kitų cheminių dezinfekavimo priemonių poveikis žūsta per 5-10-20 minučių.

Maro sukėlėjo patogeniškumo veiksniai

Yersinia pestis yra patogeniškiausia ir agresyviausia bakterija, todėl sukelia sunkiausią ligą. Visiems jai jautriems gyvūnams ir žmonėms maro sukėlėjas slopina apsauginę fagocitinės sistemos funkciją. Jis prasiskverbia į fagocitus, slopina juose vykstantį „oksidacinį protrūkį“ ir netrukdomai dauginasi. Fagocitų nesugebėjimas atlikti savo žudikiškos funkcijos prieš Yersinia pestis yra pagrindinė jautrumo marui priežastis. Didelis invazyvumas, agresyvumas, toksiškumas, toksiškumas, alergeniškumas ir gebėjimas slopinti fagocitozę atsiranda dėl viso patogeniškumo veiksnių arsenalo Y. pestis, kurie išvardyti žemiau.

Ląstelių gebėjimas absorbuoti egzogeninius dažiklius ir heminą. Jis susijęs su geležies transportavimo sistemos funkcija ir suteikia Yersinia pestis galimybę daugintis organizmo audiniuose.

• Augimo priklausomybė 37 °C temperatūroje nuo Ca jonų buvimo terpėje.
• VW antigenų sintezė. Antigenas W yra išorinėje membranoje, o V – citoplazmoje. Šie antigenai užtikrina Y. pestis dauginimąsi makrofagų viduje.
• „Pelės“ toksino sintezė. Toksinas blokuoja elektronų perdavimo procesą jautrių gyvūnų širdies ir kepenų mitochondrijose, paveikia trombocitus ir kraujagysles (trombocitopenija) ir sutrikdo jų funkcijas.
• Kapsulės (I frakcijos – Fral) sintezė. Kapsulė slopina makrofagų aktyvumą.
• Pesticidų sintezė yra Yersinia pestis rūšiai būdingas požymis.
• Fibrinolizino sintezė.
• Plazmos koagulazės sintezė. Abu šie baltymai yra lokalizuoti išorinėje membranoje ir pasižymi didelėmis invazinėmis savybėmis prieš Yersinia pestis.
• Endogeninių purinų sintezė.
• Šilumos indukuojamų išorinės membranos baltymų – Yop baltymų (Yersinia išoriniai baltymai) – sintezė. Baltymai YopA, YopD, YopE, YopH, YopK, YopM, YopN slopina fagocitų aktyvumą.
• Neuraminidazės sintezė. Ji skatina adheziją (išskiria Yersinia pestis receptorius).
• Adenilato ciklazės sintezė. Manoma, kad ji slopina „oksidacinį sprogimą“, t. y. blokuoja makrofagų naikinamąjį poveikį.
• Adhezinių pilių sintezė. Jie slopina fagocitozę ir užtikrina Yersinia pestis, kaip viduląstelinio parazito, prasiskverbimą į makrofagus.
• Plataus spektro aminopeptidazių sintezė.
• Endotoksinas (LPS) ir kiti ląstelės sienelės komponentai, turintys toksinį ir alergeninį poveikį.
• pHb antigenas. Jis sintetinamas 37 °C temperatūroje ir esant žemam pH, slopina fagocitozę ir turi citotoksinį poveikį makrofagams.

Didelę Yersinia pestis patogeniškumo veiksnių dalį kontroliuoja genai, kuriuos nešioja šios 3 plazmidžių klasės, paprastai randamos kartu visose patogeninėse padermėse:

• pYP (9,5 kb) – patogeniškumo plazmidė. Turi 3 genus:
  • pst - koduoja pesticino sintezę;
  • pim – nustato atsparumą pesticidams;
  • pla - nustato fibrinolitinį (plazminogeno aktyvatorių) ir plazmos koagulazės aktyvumą.
• pYT (65 MD) yra toksigeniškumo plazmidė. Joje yra genai, lemiantys „pelės“ toksino (sudėtingo baltymo, susidedančio iš dviejų fragmentų A ir B, kurių molekulinė masė atitinkamai 240 ir 120 kDa), sintezę, ir genai, kurie kontroliuoja kapsulės baltymų ir lipoproteinų komponentus. Trečiasis jos komponentas kontroliuoja chromosomų genus. Anksčiau plazmidė buvo vadinama pFra.
• pYV (110 kb) – virulentiškumo plazmidė.

Jis lemia Y. pestis augimo 37 °C temperatūroje priklausomybę nuo Ca2+ jonų buvimo terpėje, todėl turi kitą pavadinimą – Lcr plazmidė (mažas kalcio atsakas). Šios ypač svarbios plazmidės genai taip pat koduoja V ir W antigenų bei karščio indukuotų Yop baltymų sintezę. Jų sintezė vykdoma sudėtingai genetiškai kontroliuojant 37 °C temperatūroje ir nesant Ca2+ terpėje. Visų tipų Yop baltymai, išskyrus YopM ir YopN, hidrolizuojami dėl plazminogeno aktyvatoriaus (pYP plazmidės pla geno) aktyvumo. Yop baltymai daugiausia lemia Yersinia pestis virulentiškumą. YopE baltymas pasižymi antifagocitiniu ir citotoksiniu poveikiu. YopD užtikrina YopE prasiskverbimą į tikslinę ląstelę; YopH pasižymi antifagocitiniu ir baltymų tirozino fosfatazės aktyvumu; YopN baltymas pasižymi kalcio jutiklio savybėmis; YopM jungiasi su atrombinu žmogaus kraujyje.

[ 16 ], [ 17 ], [ 18 ]

Poinfekcinis imunitetas

Po infekcijos imunitetas yra stiprus ir išlieka visą gyvenimą. Pakartotiniai maro atvejai yra itin reti. Imunitetas yra ląstelinis. Nors antikūnai atsiranda ir atlieka tam tikrą vaidmenį įgytame imunitete, jį daugiausia perduoda T limfocitai ir makrofagai. Žmonėms, kurie sirgo maru arba buvo paskiepyti, fagocitozė yra visiška. Būtent ji ir lemia įgytą imunitetą.

Maro epidemiologija

Šiltakraujų maro mikrobo nešiotojų asortimentas yra itin platus ir apima daugiau nei 200 rūšių, priklausančių 8 žinduolių būriams. Pagrindinis maro šaltinis gamtoje yra graužikai ir kiškiažvėriai. Natūrali infekcija nustatyta daugiau nei 180 jų rūšių, iš kurių daugiau nei 40 yra Rusijos ir gretimų teritorijų (buvusios SSRS sudėtyje) faunos dalis. Iš 60 blusų rūšių, kurioms eksperimentinėmis sąlygomis nustatyta maro sukėlėjo perdavimo galimybė, 36 gyvena šioje teritorijoje.

Maro mikrobas dauginasi blusos virškinamojo trakto spindyje. Jo priekinėje dalyje susidaro kamštis („maro blokas“), kuriame yra daug mikrobų. Žinduoliui įkandus atvirkštiniu kraujo tekėjimu į žaizdą, dalis mikrobų nuplaunama nuo kamščio, o tai sukelia infekciją. Be to, blusos maitinimosi metu išskiriami išmatos, patekusios į žaizdą, taip pat gali sukelti infekciją.

Pagrindiniai Y. pestis nešiotojai Rusijoje ir Centrinėje Azijoje yra voverės, smiltpelės ir švilpikai, o kai kuriuose židiniuose – ir pikai bei pelėnai. Su jais siejamas šių maro židinių egzistavimas.

• 5 židiniai, kuriuose pagrindinis maro mikrobo nešiotojas yra mažoji dirvinė voverė (Šiaurės vakarų Kaspijos regionas; Tereko ir Sunžos tarpuupiai; Elbruso židiniai; Volgos ir Uralo bei Užuralo pusiau dykumų židiniai).
• 5 židiniai, kuriuose nešiotojai yra gopheriai ir murmeliai (Altajuje - pikas): Transbaikalio, Kalnų Altajaus, Tuvos ir aukštikalnių Tien Šanio bei Pamyro-Alajaus židiniai.
• Volgos-Uralo, Užkaukazijos ir Vidurinės Azijos dykumų zonos, kur pagrindiniai nešiotojai yra smiltpelės.
• Aukštakalnių Užkaukazijos ir Gissaro židiniai su pagrindiniais nešiotojais - pelėnais.

Skirtingos Yersinia pestis klasifikacijos grindžiamos skirtingomis požymių grupėmis – biocheminėmis savybėmis (glicerolio teigiami ir glicerolio neigiami variantai), paplitimo arealu (vandenyniniai ir žemyniniai variantai), pagrindinių nešiotojų tipais (žiurkių ir dirvinių voverių variantai). Pagal vieną iš labiausiai paplitusių klasifikacijų, kurią 1951 m. pasiūlė prancūzų maro tyrinėtojas R. Devignat, priklausomai nuo patogeno geografinio paplitimo ir jo biocheminių savybių, skiriamos trys Yersinia pestis vidurūšinės formos (biovaras).

Pagal Rusijos mokslininkų klasifikaciją (Saratovas, 1985), Yersinia pestis rūšis skirstoma į 5 porūšius: Yersinia pestis subsp. pestis (pagrindinis porūšis; apima visus tris R. Devigny klasifikacijos biovarus), Y. pestis subsp. altaica (Altajaus porūšis), Yersinia pestis subsp. caucasica (Kaukazo porūšis), Y. pestis subsp. hissarica (Gissar porūšis) ir Yersinia pestis subsp. ulegeica (Udege porūšis).

Žmonės užsikrečia įkandus blusoms, tiesiogiai kontaktuodami su užkrečiama medžiaga, ore esančiais lašeliais ir retai per maistą (pavyzdžiui, valgydami maru užkrėstų kupranugarių mėsą). 1998–1999 metais visame pasaulyje nuo maro sirgo 30 534 žmonės, iš kurių 2234 mirė.

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

Maro simptomai

Priklausomai nuo užsikrėtimo būdo, yra buboninė, plaučių, žarnyno maro formos; rečiau – septinė ir odinė (pūlingos pūslės blusos įkandimo vietoje). Maro inkubacinis periodas svyruoja nuo kelių valandų iki 9 dienų (žmonėms, kuriems taikoma seroprofilaktika, iki 12 dienų). Maro sukėlėjas prasiskverbia pro menkiausią odos pažeidimą (blusos įkandimą), kartais per gleivinę arba ore esančiais lašeliais, pasiekia regioninius limfmazgius, kuriuose pradeda sparčiai daugintis. Liga prasideda staiga: stiprus galvos skausmas, aukšta temperatūra su šaltkrėčiu, veidas hiperemiškas, vėliau patamsėja, po akimis atsiranda tamsūs ratilai („juodoji mirtis“). Antrą dieną atsiranda bubonas (padidėjęs uždegimas limfmazgis). Kartais maras vystosi taip greitai, kad pacientas miršta dar nepasirodžius bubonui. Plaučių maras yra ypač sunkus. Jis gali pasireikšti kaip buboninio maro komplikacija ir užsikrėsti ore esančiais skrepliais. Liga taip pat vystosi labai greitai: pridedamas šaltkrėtis, aukšta temperatūra, jau per pirmąsias valandas pridedamas skausmas šone, kosulys, iš pradžių sausas, o vėliau su kruvinais skrepliais; įvyksta delyras, cianozė, kolapsas ir mirtis. Sergantis plaučių maru pacientas kelia ypatingą pavojų kitiems, nes su skrepliais išskiria didžiulį kiekį sukėlėjo. Ligos vystymesi pagrindinį vaidmenį atlieka fagocitų: neutrofilinių leukocitų ir makrofagų, aktyvumo slopinimas. Neribojamas sukėlėjo dauginimasis ir plitimas krauju po visą organizmą visiškai slopina imuninę sistemą ir (nesant veiksmingo gydymo) veda prie paciento mirties.

Maro laboratorinė diagnostika

Naudojami bakteriologiniai, bakteriologiniai, serologiniai ir biologiniai metodai, taip pat alerginis testas su pestinu (retrospektyviai diagnostikai). Tyrimo medžiaga: burbulo (arba jo išskyrų) dūris, skrepliai, kraujas, o žarnyno forma – išmatos. Yersinia pestis nustatoma remiantis morfologija, kultūrinėmis, biocheminėmis savybėmis, testu su maro fagu ir naudojant biologinį testą.

Paprastas ir patikimas maro bacilų antigenų nustatymo tiriamoje medžiagoje metodas yra RPGA naudojimas, ypač naudojant eritrocitų diagnostiką, jautrintą monokloniniais antikūnais prieš kapsulės antigeną, ir IFM. Tos pačios reakcijos gali būti naudojamos antikūnams aptikti pacientų serume.

Biologinis diagnostikos metodas apima jūrų kiaulytės užkrėtimą tiriamąja medžiaga (kai ji yra stipriai užteršta lydinčia mikroflora) per odą, poodį arba, rečiau, į pilvaplėvės ertmę.

Dirbant su maro sukėlėją turinčia medžiaga, būtina griežtai laikytis režimo, todėl visus tyrimus atlieka tik gerai apmokytas personalas specialiose kovos su maru įstaigose.

Maro prevencija

Nuolatinį natūralių maro židinių stebėjimą ir priemonių, skirtų žmonių ligoms šalyje užkirsti, organizavimą vykdo speciali kovos su maru tarnyba. Ją sudaro penki kovos su maru institutai ir dešimtys kovos su maru stočių bei skyrių.

Nepaisant natūralių židinių buvimo, nuo 1930 m. Rusijoje nebuvo nė vieno maro atvejo žmonėms. Specifinei maro profilaktikai naudojama vakcina nuo maro – gyva susilpninta EV padermės vakcina. Ji švirkščiama per odą, į odą arba po oda. Be to, pasiūlyta vartoti sausų tablečių vakcina per burną. Imunitetas po vakcinacijos susidaro 5–6 dieną po vakcinacijos ir trunka 11–12 mėnesių. Jam įvertinti ir retrospektyviai maro diagnostikai siūlomas intraderminis alergijos testas su pestinu. Reakcija laikoma teigiama, jei po 24–48 valandų pestino vartojimo vietoje susidaro ne mažesnis kaip 10 mm skersmens antspaudas ir atsiranda paraudimas. Alergijos testas taip pat teigiamas žmonėms, turintiems imunitetą po infekcijos.

Didelį indėlį į maro tyrimus ir kovos su juo organizavimą įnešė Rusijos mokslininkai: D. S. Samoilovičius (pirmasis ne tik Rusijoje, bet ir Europoje „medžiojo“ maro mikrobą dar XVIII a., jis taip pat pirmasis pasiūlė skiepus nuo maro), D. K. Zabolotny, N. P. Klodnitsky, I. A. Deminsky (natūralių maro židinių, patogeno nešiotojų židiniuose tyrimas ir kt.) ir kiti.