Brucellae

Bruceloza to wyjątkowa choroba zakaźna ludzi i zwierząt, wywoływana przez bakterie z rodzaju Brucella. W Rosji co roku rejestruje się około 500 pierwotnych przypadków brucelozy u ludzi.

Ludzie zarażają się brucelozą głównie od zwierząt domowych (owiec, kóz, krów, świń, reniferów - głównego rezerwuaru patogenu w przyrodzie). Bruceloza istnieje od dawna i była opisywana pod nazwami określonymi przez jej zasięg geograficzny (gorączka maltańska, neapolitańska, gibraltarska, śródziemnomorska).

Patogen został odkryty w 1886 roku przez D. Bruce'a, który znalazł go w preparacie ze śledziony żołnierza, który zmarł na gorączkę maltańską, i nazwał go mikrokokiem maltańskim - Micrococcus melitensis. Ustalono, że jego głównymi nosicielami są kozy i owce, a zakażenie następuje podczas spożywania surowego mleka od nich. W 1897 roku B. Bang i B. Stribolt odkryli patogen zakaźnego poronienia u krów - Bacterium abortus bovis, a w 1914 roku J. Traum odkrył patogen zakaźnego poronienia u świń - Brucella abortus suis. Badanie porównawcze właściwości Brucella melitensis i Brucella abortus bovis przeprowadzone w latach 1916-1918 przez A. Ivensa wykazało, że są one niemal nie do odróżnienia od siebie pod wieloma względami. W związku z tym zaproponowano połączenie ich w jedną grupę, nazwaną na cześć Bruce'a - Brucella. W 1929 roku I. Heddleson zaliczył do tej grupy Brucella abortus suis i zaproponował podział rodzaju Brucella na 3 gatunki: Brucella melitensis (Micrococcus melitensis), Brucella abortus (Brucella abortus bovis) i Brucella suis (Brucella abortus suis).

Chorobę ludzi i zwierząt wywoływaną przez brucellae postanowiono nazwać brucelozą. Następnie do rodzaju Brucella dodano trzy kolejne gatunki: Brucella ovis wyizolowano od tryków cierpiących na zapalenie najądrza (1953), Brucella neotomae – od szczurów buszowych (1957) i Brucella canis – od psów gończych (1966). Według klasyfikacji Bergeya (2001) brucellae należy do klasy Alphaproteobacteria.

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

Morfologia Brucelli

Brucella mają podobne właściwości morfologiczne, barwierskie i kulturowe. Są to gram-ujemne małe komórki kokoidowe o średnicy 0,5-0,7 μm i długości 0,6-1,5 μm, rozmieszczone losowo, czasami parami, nie posiadają wici, nie tworzą zarodników i torebek. Zawartość G + C w DNA wynosi 56-58 mol %.

Właściwości biochemiczne Brucelli

Brucella to tlenowce lub mikroaerofile, nie rosną w warunkach beztlenowych. Optymalna temperatura wzrostu wynosi 36-37 °C; pH 7,0-7,2; dobrze rośnie na konwencjonalnych podłożach odżywczych, ale lepiej z dodatkiem surowicy lub krwi. Zalecane podłoża: agar odżywczy z dodatkiem surowicy (5%) i glukozy; agar przygotowany na wywarze ziemniaczanym, z dodatkiem 5% surowicy; agar z krwią; bulion mięsno-peptonowy. Cechą Brucella abortus jest jej zapotrzebowanie na zwiększoną zawartość CO2 (5-10%) w atmosferze wzrostu. Powolny wzrost jest bardzo charakterystyczny dla brucella, zwłaszcza w pierwszych pokoleniach: po wysianiu od ludzi i zwierząt wzrost pojawia się czasami po 2-4 tygodniach. Kolonie Brucella są bezbarwne, wypukłe, okrągłe - w kształcie litery S lub szorstkie - w kształcie litery R, delikatne i przezroczyste na początku, stając się mętne z wiekiem.

Kolonie Brucella canis, Brucella ovis i 5. biotyp Brucella suis zawsze mają formę R. Wzrost Brucella w podłożu bulionowym jest jednorodny i zmętniony. Tiamina, biotyna i niacyna są niezbędne do wzrostu Brucella. Brucella fermentuje glukozę i arabinozę z wytworzeniem kwasu bez gazu, nie tworzy indolu i redukuje azotany do azotynów. Tworzenie siarkowodoru jest najbardziej widoczne w Brucella suis.

Łącznie wykryto 10-14 frakcji antygenów w Brucella za pomocą immunoelektroforezy ekstraktów przygotowanych z komórek zniszczonych ultradźwiękami. Brucella mają wspólny antygen rodzajowy, różne inne antygeny somatyczne, w tym gatunkowo specyficzne M (dominujący w Brucella melitensis), A (dominujący w Brucella abortus) i R (w szorstkich formach). Antygeny M i A wykrywa się również u innych gatunków (biowarów) Brucella, ale w różnych proporcjach, co należy wziąć pod uwagę przy ich identyfikacji. Wykryto antygeny wspólne dla Francisella tularensis, Bordetella bronchiseptica i Y. enterocolitica (serotyp 09). Ze względu na to, że niektóre cechy brucellae są różne, gatunek Brucella melitensis dzieli się na 3 biowary, gatunek Brucella abortus - na 9, a B. suis - na 5 biowarów. Do ich różnicowania na gatunki i biotypy oraz identyfikacji wykorzystuje się kompleks cech, który obejmuje, oprócz właściwości morfologicznych i barwiących, także zapotrzebowanie na CO2 do wzrostu, zdolność do wzrostu na podłożach w obecności niektórych barwników (fuksyna zasadowa, tionina, safranina), wydzielanie H2S, tworzenie ureazy, fosfatazy, katalazy (aktywność tych enzymów jest najsilniej wyrażona u Brucella suis, nie rosną na podłożu z safraniną), wrażliwość na bakteriofaga Tbilisi, aglutynację z surowicami monospecyficznymi. W razie potrzeby stosuje się dodatkowe testy metaboliczne: zdolność do utleniania niektórych aminokwasów (alaniny, asparaginy, kwasu glutaminowego, ornityny, cytruliny, argininy, lizyny) i węglowodanów (arabinozy, galaktozy, rybozy, D-glukozy, D-erytrytolu, D-ksylozy).

Czwartym biovarem jest Brucella suis, gdyż jego głównym nosicielem nie są świnie, lecz renifery, a biorąc pod uwagę pozostałe cechy, wskazane jest wyodrębnienie go jako samodzielnego gatunku Brucella rangiferis.

Piąty biowar B. suis obejmuje kultury wyizolowane od poronionych krów i owiec, zawierające stabilną formę R Brucella.

Brucella do faga Tbilisi: w zwykłym rozcieńczeniu roboczym fag lizuje tylko B. abortus. Jednak w dawce równej dziesięciu rozcieńczeniom roboczym fag lizuje, choć słabo, szczepy Brucella suis i Brucella neotomae.

[ 6 ], [ 7 ], [ 8 ], [ 9 ], [ 10 ], [ 11 ], [ 12 ]

Odporność na brucelozę

Brucella są stosunkowo odporne w środowisku. W wilgotnej glebie i wodzie przeżywają do 2-3 miesięcy, a w temperaturze 11-13 °C - do 4,5 miesiąca; w wodach stojących - do 3 miesięcy; w mleku - do 273 dni; w maśle - do 142 dni; w serze - do 1 roku; w serze feta - do 72 dni; w kwaśnym mleku - do 30 dni; w kefirze - do 11 dni. Są jednak bardzo wrażliwe na wysokie temperatury - w temperaturze 70 °C giną po 10 minutach, a po zagotowaniu - w ciągu kilku sekund. Pasteryzacja mleka w temperaturze 80-90 °C powoduje ich śmierć po 5 minutach. Brucella są również wrażliwe na różne chemiczne środki dezynfekujące.

Czynniki patogeniczności Brucella

Brucella nie wytwarza egzotoksyny. Ich patogenność wynika z endotoksyny i zdolności do tłumienia fagocytozy, zapobiegania „wybuchowi oksydacyjnemu”. Konkretne czynniki tłumiące fagocytozę nie zostały wystarczająco zbadane. Patogenność brucelli jest również związana z hialuronidazą i innymi enzymami. Istotne jest, że brucella ma bardzo silne właściwości alergizujące, które w dużej mierze determinują patogenezę i obraz kliniczny brucelozy.

[ 13 ], [ 14 ], [ 15 ], [ 16 ]

Odporność po zakażeniu

Odporność poinfekcyjna jest długotrwała i silna, ale możliwe są powtarzające się choroby. Odporność jest usieciowana (przeciwko wszystkim typom Brucella) i jest wywoływana przez limfocyty T i makrofagi. U osób i zwierząt odpornych fagocytoza jest kompletna. Rolą przeciwciał w odporności jest stymulacja aktywności fagocytarnej. Pozytywna reakcja alergiczna wskazuje nie tylko na uczulenie organizmu, ale także na obecność odporności. Przełom w odporności może nastąpić przy zakażeniu dużymi dawkami patogenu lub przy jego wysokiej wirulencji.

Epidemiologia brucelozy

Głównymi nosicielami brucelozy są owce, kozy (Brucella melitensis), bydło (Brucella abortus), świnie (Brucella suis) i renifery (Brucella rangiferis). Mogą one jednak przenosić się również na wiele innych gatunków zwierząt (jaki, wielbłądy, bawoły, wilki, lisy, gryzonie, lamy, saigs, bizony, konie, zające, jeże, kury itp.). Szczególnie niebezpieczne jest przeniesienie Brucella melitensis na bydło, ponieważ w tym przypadku zachowuje ona wysoką patogeniczność dla ludzi. Ze wszystkich gatunków najbardziej patogenna dla ludzi w naszym kraju jest Brucella melitensis. Wywołuje ona choroby u ludzi w ponad 95-97% wszystkich przypadków brucelozy. Brucella abortus z reguły wywołuje utajoną postać choroby, a objawy kliniczne obserwuje się tylko w 1-3%. Brucella suis wywołuje chorobę jeszcze rzadziej (mniej niż 1%). Patogeniczność brucelozy różni się w zależności nie tylko od gatunku, ale także od biowaru. W szczególności biowary 3, 6, 7, 9 Brucella abortus nie ustępują wirulencją Brucella melitensis. Amerykańskie odmiany Brucella suis są również wysoce wirulentne, dlatego rola etiologiczna poszczególnych gatunków brucelozy objawia się odmiennie w różnych krajach. Na przykład w Meksyku główną rolę w epidemiologii brucelozy odgrywa Brucella melitensis, w USA - Brucella suis, a w Kanadzie i niektórych krajach europejskich - Brucella abortus. Możliwe, że biowary 3, 6, 7, 9 Brucella abortus powstały w wyniku migracji Brucella melitensis do bydła i jego transformacji.

U zwierząt bruceloza występuje jako choroba ogólna, której obraz może być różny. U bydła dużego i małego najbardziej typowymi objawami choroby są poronienia zakaźne, zwłaszcza jeśli są masowe. U świń poronienia występują rzadziej, choroba występuje jako przewlekła sepsa z uszkodzeniem stawów, jąder i innych narządów. U chorych zwierząt patogen wydalany jest z mlekiem, moczem, kałem, ropą, a szczególnie obficie - w okresie poronienia z płodem, błonami owodniowymi i wydzieliną z kanału rodnego, które są najbardziej zakaźnym materiałem. Obfite rozmnażanie brucelli w błonach płodu wiąże się z obecnością alkoholu wielowodorotlenowego - erytrytolu, który służy jako ważny czynnik wzrostu dla Brunella wszystkich gatunków, z wyjątkiem Brucella ovis.

Człowiek zaraża się od zwierząt (bardzo rzadko od osoby chorej) głównie przez kontakt lub kontaktowo-gospodarcze (80-90% wszystkich chorób). Droga pokarmowa zakażenia występuje głównie przy spożyciu niepasteryzowanego mleka od chorych zwierząt lub produktów mlecznych z niego przygotowanych, a także wody. Wszystkie osoby, które ze względu na swój zawód stale lub czasowo mają do czynienia ze zwierzętami lub surowcami zwierzęcymi (pasterze, hodowcy bydła, dojarki, pracownicy weterynarii i inni) mogą zarazić się przez kontakt lub kontaktowo-gospodarcze. Brucella dostaje się do organizmu człowieka przez skórę lub, znacznie częściej, przez błony śluzowe ust, nosa, oczu (wniesiona brudnymi rękami).

[ 17 ], [ 18 ], [ 19 ], [ 20 ], [ 21 ]

Objawy brucelozy

Okres inkubacji brucelozy waha się od 1 tygodnia do kilku miesięcy.

Patogen wnika do węzłów chłonnych drogami limfatycznymi; rozmnażając się, tworzy „pierwotny kompleks brucelozy”, którego lokalizacja zależy od miejsca wrót wejściowych, ale najczęściej jest to aparat limfatyczny jamy ustnej, zagardłowy, szyjny, podżuchwowy i aparat limfatyczny jelita. Z węzłów chłonnych patogen wnika do krwi i rozprzestrzenia się po całym organizmie, selektywnie oddziałując na tkanki układu limfatycznego. Bakteriemia i uogólnienie procesu prowadzą do ciężkiej alergizacji organizmu. Bruceloza występuje jako przewlekła sepsa. Wynika to z niepełnej natury fagocytozy. Będąc i rozmnażając się wewnątrz komórek, w tym fagocytów, brucellae są niedostępne ani dla przeciwciał, ani dla leków chemioterapeutycznych. Ponadto mogą przekształcić się w formy L wewnątrz komórek i w tej formie utrzymują się w organizmie przez długi czas, a powracając do pierwotnej formy, powodują nawrót choroby.

Objawy brucelozy są bardzo różnorodne i złożone. Zależą one przede wszystkim od alergii i zatrucia organizmu oraz od tego, które narządy i tkanki są zaangażowane w proces zakaźny. Najczęściej dotknięte są układy limfatyczny, naczyniowy, wątrobowo-śledzionowy, nerwowy, a zwłaszcza układ mięśniowo-szkieletowy. Bruceloza charakteryzuje się długim przebiegiem (czasami nawet do 10 miesięcy), w ciężkich przypadkach może prowadzić do długotrwałej utraty zdolności do pracy i czasowej niepełnosprawności, ale mimo to choroba z reguły kończy się całkowitym wyzdrowieniem.

Diagnostyka laboratoryjna brucelozy

Brucelozę diagnozuje się za pomocą testu biologicznego, metody bakteriologicznej, reakcji serologicznych, testu alergicznego Burneta i metody hybrydyzacji DNA-DNA. Materiałem do badania jest krew, szpik kostny, wydzielina spojówkowa, mocz, mleko matki (u matek karmiących), rzadziej - kał, płyn okołostawowy. Ponieważ głównym miejscem bytowania patogenu w organizmie są komórki układu krwiotwórczego lub limfopoetycznego, należy preferować izolację hemo- lub mielokultury. W badaniach bakteriologicznych konieczne jest zapewnienie warunków do wzrostu Brucella abortus (konieczność CO2). Identyfikację wyizolowanych kultur brucelli przeprowadza się na podstawie cech określonych w tabeli 30. Do testu biologicznego (zakażenie świnek morskich) ucieka się w przypadkach, gdy materiał jest silnie zanieczyszczony obcą mikroflorą i trudno jest uzyskać z niego czystą kulturę patogenu bezpośrednio. Reakcje serologiczne mogą być stosowane zarówno do wykrywania antygenów patogenu, jak i do wykrywania przeciwciał przeciwko niemu. Do wykrywania antygenów brucelozy, które mogą krążyć we krwi w postaci wolnej lub w postaci kompleksów antygen + przeciwciało (CIC - krążące kompleksy immunologiczne), stosuje się następujące reakcje: RPGA (szczególnie przy użyciu diagnostyki erytrocytów z przeciwciałami monoklonalnymi przeciwko antygenowi specyficznemu dla rodzaju Brucella); reakcja agregatowo-hemaglutynacyjna (AGR); erytrocyty niosą przeciwciała przeciwko antygenom brucelozy; reakcje koaglutynacji, precypitacji i IFM. Do wykrywania przeciwciał w surowicy pacjenta stosuje się: reakcję aglutynacji Wrighta, reakcję Coombsa (w celu wykrycia niekompletnych przeciwciał), reakcję immunofluorescencji pośredniej RPGA, IFM, RSK, OFR, a także reakcje przyspieszone na szkle: Heddlesona, Rose Bengal, aglutynację lateksową, reakcję hemolizy pośredniej (erytrocyty uczulone Brucella LPS ulegają lizie w obecności przeciwciał i dopełniacza).

Jak zapobiegać brucelozie?

Szczepionka przeciwko brucelozie jest swoistą profilaktyką brucelozy. Szczepienie przeprowadza się przy użyciu żywej szczepionki przygotowanej ze szczepu B. abortus (żywa szczepionka przeciwko brucelozie - LBB), tylko w ogniskach brucelozy kóz i owiec. Szczepionkę stosuje się skórnie, jednorazowo. Ponowne szczepienie przeprowadza się tylko u osób z ujemnym testem Burneta i odczynami serologicznymi. Ponieważ LBB ma silne działanie alergizujące, zaproponowano zamiast niej chemiczną szczepionkę przeciwko brucelozie (CBV) przygotowaną z antygenów ściany komórkowej bruceli. Ma ona wysoką immunogenność, ale jest mniej alergizująca. Zawiesina zabitych bruceli (zabita szczepionka terapeutyczna) lub LBB może być stosowana w leczeniu przewlekłej brucelozy (stymuluje powstawanie odporności po zakażeniu).