Сибирская язва – это инфекция, вызываемая бактерией Bacillus anthracis . [2] Заражение обычно происходит при контакте с кожей , вдыхании или кишечном всасывании. [9] Симптомы появляются в период от одного дня до двух месяцев после заражения. [1] Кожная форма представляет собой небольшой волдырь с припухлостью вокруг него, который часто превращается в безболезненную язву с черным центром. [1] Ингаляционная форма проявляется лихорадкой, болью в груди и одышкой . [1] Кишечная форма проявляется диареей (которая может содержать кровь), болями в животе, тошнотой и рвотой. [1]
По данным Центров по контролю и профилактике заболеваний в США, первые клинические описания кожной формы сибирской язвы были даны Маре в 1752 году и Фурнье в 1769 году. До этого сибирская язва описывалась только на основе исторических источников. Прусский учёный Роберт Кох (1843–1910) был первым, кто определил Bacillus anthracis как бактерию, вызывающую сибирскую язву.
Сибирская язва передается при контакте со спорами бактерий , которые часто встречаются в инфекционных продуктах животного происхождения. [10] Контакт происходит при дыхании, еде или через поврежденную кожу. [10] Обычно он не распространяется напрямую между людьми. [10] К факторам риска относятся люди, работающие с животными или продуктами животного происхождения, а также военнослужащие. [3] Диагноз может быть подтвержден путем обнаружения антител или токсина в крови или путем посева образца из зараженного участка. [4]
Вакцинация против сибирской язвы рекомендуется людям с высоким риском заражения. [3] Иммунизация животных против сибирской язвы рекомендуется в районах, где ранее были случаи заражения. [10] Двухмесячный курс антибиотиков, таких как ципрофлоксацин , левофлоксацин и доксициклин , после заражения также может предотвратить инфекцию. [5] В случае возникновения инфекции лечение проводится антибиотиками и, возможно, антитоксинами . [6] Тип и количество используемых антибиотиков зависят от типа инфекции. [5] Антитоксин рекомендуется людям с широко распространенной инфекцией. [5]
Редкое заболевание, сибирская язва человека, наиболее распространена в Африке, Центральной и Южной Азии. [11] Это также происходит более регулярно в Южной Европе, чем где-либо еще на континенте, и редко встречается в Северной Европе и Северной Америке. [12] Во всем мире ежегодно регистрируется не менее 2000 случаев, причем около двух случаев в год приходится на Соединенные Штаты. [8] [13] Кожные инфекции составляют более 95% случаев. [7] Без лечения риск смерти от кожной сибирской язвы составляет 23,7%. [5] При кишечной инфекции риск смерти составляет от 25 до 75%, тогда как при респираторной сибирской язве смертность составляет от 50 до 80%, даже при лечении. [5] [7] До 20-го века от инфекций сибирской язвы ежегодно умирали сотни тысяч людей и животных. [14] У травоядных животных заражение происходит, когда они едят или вдыхают споры во время выпаса. [11] Животные могут заразиться, убивая и/или поедая инфицированных животных. [11]
Сибирская язва разрабатывалась как оружие в ряде стран. [7] Сибирская язва используется в биологической войне и биотерроризме с 1914 года. Однако в 1975 году Конвенция о биологическом оружии запретила «разработку, производство и накопление запасов» биологического оружия. С тех пор его использовали в биотерроризме. Вероятные методы доставки сибирской язвы, используемой в качестве оружия, включают распространение с воздуха или через домашний скот; Известные случаи использования биотерроризма включают атаки сибирской язвы в 2001 году и инцидент в 1993 году, совершенный группой Аум Синрикё в Японии.
Английское название происходит от сибирской язвы ( ἄνθραξ ), греческого слова, обозначающего уголь, [15] [16], возможно, имеющего египетскую этимологию, [17] из-за характерных черных поражений кожи , возникающих у людей с кожной инфекцией сибирской язвы. Черный струп в центре , окруженный ярко-красной кожей, уже давно считается типичным для заболевания. Первое зарегистрированное использование слова «сибирская язва» на английском языке встречается в переводе 1398 года работы Варфоломея Англика «De proprietatibus rerum» ( «О свойствах вещей» , 1240). [18]
Исторически сибирская язва была известна под множеством названий, указывающих на ее симптомы, местоположение и группы, считавшиеся наиболее уязвимыми для инфекции. К ним относятся сибирская чума, Камберлендская болезнь , уголь, лихорадка селезенки, злокачественный отек, болезнь сортировщика шерсти и болезнь Брэдфорда . [19]
Кожная форма сибирской язвы, также известная как болезнь Хид-Портера, возникает при попадании сибирской язвы на кожу. Это наиболее распространенная форма (>90% случаев сибирской язвы). Это наименее опасная форма (низкая смертность при лечении, смертность без лечения 23,7%). [20] [5] Кожная форма сибирской язвы проявляется в виде фурункула на коже , который в конечном итоге образует язву с черным центром ( струп ). Черный струп часто проявляется в виде большой, безболезненной, некротической язвы (начинающейся с раздражающего и зудящего кожного поражения или волдыря, который имеет темный цвет и обычно концентрируется в виде черной точки, чем-то напоминающей хлебную плесень) в месте инфекции. Обычно кожные инфекции образуются в месте проникновения спор через два-пять дней после заражения. В отличие от синяков и большинства других повреждений, кожные инфекции сибирской язвы обычно не вызывают боли. Соседние лимфатические узлы могут стать инфицированными, покрасневшими, опухшими и болезненными. Вскоре над очагом поражения образуется струп, который отпадает через несколько недель. Полное восстановление может занять больше времени. [21] Кожная форма сибирской язвы обычно возникает, когда споры B. anthracis проникают через порезы на коже. Эта форма чаще всего встречается, когда люди контактируют с инфицированными животными и/или продуктами животного происхождения. [22]
В декабре 2009 года среди потребителей инъекционного героина в районах Глазго и Стерлинг в Шотландии произошла вспышка сибирской язвы , в результате которой погибло 14 человек. [23] Это стало первой задокументированной вспышкой сибирской язвы среди людей, не связанных с профессиональной деятельностью, в Великобритании с 1960 года . [23] Считается, что источником сибирской язвы было разбавление героина костной мукой в Афганистане. [24] Инъекционная форма сибирской язвы может иметь симптомы, сходные с кожной формой сибирской язвы, за исключением черных участков, [25] и может также вызывать инфекцию глубоко в мышцах и распространяться быстрее. [26] Это может затруднить распознавание и лечение.
Ингаляционная форма сибирской язвы обычно развивается в течение недели после заражения, но может занять до 2 месяцев. [27] В течение первых нескольких дней болезни у большинства людей наблюдается лихорадка, озноб и усталость. [27] Эти симптомы могут сопровождаться кашлем, одышкой, болью в груди, тошнотой или рвотой, из-за чего ингаляционную сибирскую язву трудно отличить от гриппа и внебольничной пневмонии . [27] Это часто называют продромальным периодом. [27]
Примерно на следующий день одышка, кашель и боль в груди становятся более частыми, а жалобы, не затрагивающие грудную клетку, такие как тошнота, рвота, изменение психического состояния, потливость и головная боль, развиваются у одной трети или более людей. [27] Симптомы со стороны верхних дыхательных путей возникают только у четверти людей, а мышечные боли встречаются редко. [27] Изменение психического состояния или одышка обычно приводят к обращению за медицинской помощью и отмечают молниеносную фазу заболевания. [27]
Сначала он поражает лимфатические узлы в грудной клетке, а не сами легкие (состояние, называемое геморрагическим медиастинитом) , вызывая скопление кровянистой жидкости в грудной полости, тем самым вызывая одышку. Вторая (пневмония) стадия возникает, когда инфекция распространяется из лимфатических узлов в легкие. Симптомы второй стадии развиваются внезапно, через несколько часов или дней после первой стадии. Симптомы включают высокую температуру, сильную одышку, шок и быструю смерть в течение 48 часов в случае летального исхода. [28]
Желудочно -кишечная инфекция чаще всего возникает при употреблении в пищу зараженного сибирской язвой мяса и характеризуется диареей, возможно с кровью, болями в животе, острым воспалением кишечного тракта и потерей аппетита. [29] Иногда может возникнуть рвота с кровью . Поражения были обнаружены в кишечнике, во рту и горле. После того как бактерия проникает в желудочно-кишечную систему, она распространяется в кровоток и по всему организму, продолжая при этом вырабатывать токсины. [30]
Bacillus anthracis представляет собой палочковидную грамположительную факультативно-анаэробную [31] бактерию размером примерно 1 на 9 мкм. [2] Роберт Кох доказал, что он вызывает заболевание, в 1876 году, когда он взял образец крови у инфицированной коровы, выделил бактерии и поместил их мышам. [32] Бактерия обычно сохраняется в почве в форме спор и может выживать в этом состоянии десятилетиями. Травоядные животные часто заражаются во время выпаса, особенно при поедании грубой, раздражающей или колючей растительности; Было высказано предположение, что растительность вызывает раны желудочно-кишечного тракта, обеспечивая проникновение бактериальных спор в ткани. После проглатывания или попадания в открытую рану бактерии начинают размножаться внутри животного или человека и обычно убивают хозяина в течение нескольких дней или недель. Споры прорастают в месте проникновения в ткани, а затем с током кровообращения распространяются в лимфатические сосуды, где бактерии размножаются. [33]
Выработка бактериями двух мощных экзотоксинов и смертельного токсина приводит к смерти. Ветеринары часто могут определить возможную смерть от сибирской язвы по ее внезапному наступлению и по темной, несвертывающейся крови, которая сочится из отверстий тела. Большинство бактерий сибирской язвы внутри организма после смерти вытесняются и уничтожаются анаэробными бактериями в течение нескольких минут или часов после смерти . Однако вегетативные бактерии сибирской язвы, которые выходят из организма через сочащуюся кровь или через отверстия в трупе, могут образовывать стойкие споры. Эти вегетативные бактерии не заразны. [34] На одну вегетативную бактерию образуется одна спора. Триггеры образования спор пока не известны, хотя определенную роль могут играть напряжение кислорода и недостаток питательных веществ. После образования эти споры очень трудно уничтожить. [ нужна цитата ]
Заражение травоядных животных (а иногда и людей) ингаляционным путем обычно начинается с переноса вдыхаемых спор через дыхательные пути в крошечные воздушные мешочки (альвеолы) в легких. Споры затем улавливаются клетками-мусорщиками ( макрофагами ) в легких и транспортируются через мелкие сосуды ( лимфатические сосуды ) в лимфатические узлы в центральной части грудной клетки ( средостении ). Повреждение центральной части грудной клетки спорами и бациллами сибирской язвы может вызвать боль в груди и затруднение дыхания. Попав в лимфатические узлы, споры прорастают в активные бациллы, которые размножаются и в конечном итоге разрушают макрофаги, высвобождая еще больше бацилл в кровоток, которые разносятся по всему организму. Попадая в кровоток, эти бациллы выделяют три белка, называемые летальным фактором , фактором отека и защитным антигеном. Сами по себе эти три вещества не токсичны, но их комбинация невероятно смертельна для человека. [35] Защитный антиген в сочетании с этими двумя факторами образует летальный токсин и отечный токсин соответственно. Эти токсины являются основными агентами разрушения тканей, кровотечения и смерти хозяина. Если антибиотики вводятся слишком поздно, даже если антибиотики уничтожают бактерии, некоторые хозяева все равно умирают от токсемии, поскольку токсины, вырабатываемые бациллами, остаются в их системах в смертельных дозах. [36]
Сибирская язва может проникать в организм человека через кишечник (желудочно-кишечный тракт), легкие (легочный) или кожу (кожный) и вызывает различные клинические симптомы в зависимости от места проникновения. [13] Однако сибирская язва обычно не передается от инфицированного человека к неинфицированному. [13] Если заболевание смертельно для организма человека, масса бацилл сибирской язвы становится потенциальным источником заражения других людей, и для предотвращения дальнейшего заражения следует принимать специальные меры предосторожности. [13] Легочная форма сибирской язвы, если ее не лечить, почти всегда приводит к летальному исходу. [13] Исторически легочную сибирскую язву называли болезнью сортировщиков шерсти, поскольку она представляла собой профессиональный риск для людей, сортирующих шерсть . [37] Сегодня эта форма инфекции встречается крайне редко в развитых странах. [37] Кожная форма сибирской язвы является наиболее распространенной формой передачи, но также и наименее опасной из трех передач. [9] Желудочно-кишечная форма сибирской язвы, вероятно, приводит к летальному исходу, если ее не лечить, но встречается очень редко. [9]
Споры сибирской язвы способны выживать в суровых условиях десятилетия и даже столетия. [38] Такие споры можно найти на всех континентах, включая Антарктиду. [39] Известно, что потревоженные могилы инфицированных животных вызывают инфекцию через 70 лет. [40] В одном из таких случаев мальчик умер от желудочно-кишечной сибирской язвы в результате оттаивания трупов оленей 75 лет назад. [41] Споры сибирской язвы проникли через грунтовые воды, используемые для питья, и стали причиной госпитализации десятков людей, в основном детей. [41] Профессиональное воздействие инфицированных животных или продуктов их переработки (таких как кожа, шерсть и мясо) является обычным путем заражения людей. [42] Наибольшему риску подвергаются работники, которые контактируют с мертвыми животными и продуктами животного происхождения, особенно в странах, где сибирская язва более распространена. [42] Сибирская язва у скота , пасущегося на открытом пастбище, где он смешивается с дикими животными, все еще иногда встречается в Соединенных Штатах и других странах. [42]
Многие рабочие, работающие с шерстью и шкурами животных, регулярно подвергаются воздействию небольших доз спор сибирской язвы, однако большинство уровней воздействия недостаточны для развития инфекций сибирской язвы. [43] Сообщается, что летальная инфекция возникает в результате вдыхания около 10 000–20 000 спор, хотя эта доза варьируется в зависимости от вида хозяина. [43]
Летальность сибирской язвы обусловлена двумя основными факторами вирулентности бактерии: капсулой поли-D-глутаминовой кислоты , которая защищает бактерию от фагоцитоза нейтрофилами хозяина; и трехчастный белковый токсин, называемый токсином сибирской язвы , состоящий из защитного антигена (PA), фактора отека (EF) и летального фактора (LF). [44] PA плюс LF производят смертельный токсин, а PA плюс EF производят токсин, вызывающий отек. Эти токсины вызывают смерть и отек тканей ( отек ) соответственно. Для проникновения в клетки отек и летальные факторы используют другой белок, вырабатываемый B. anthracis , называемый защитным антигеном, который связывается с двумя поверхностными рецепторами клетки-хозяина. Затем клеточная протеаза расщепляет PA на два фрагмента: PA 20 и PA 63 . PA 20 диссоциирует во внеклеточную среду, не играя дальнейшей роли в токсическом цикле. Затем PA 63 олигомеризуется с шестью другими фрагментами PA 63 , образуя гептамерную кольцевую структуру, называемую препорой. Приняв такую форму, комплекс может конкурентно связывать до трех EF или LF, образуя устойчивый комплекс. [35] Следующим происходит рецептор-опосредованный эндоцитоз, обеспечивающий новообразованному токсическому комплексу доступ внутрь клетки-хозяина. Подкисленная среда внутри эндосомы заставляет гептамер высвобождать LF и/или EF в цитозоль. [45] Неизвестно, как именно комплекс приводит к гибели клетки.
Фактор отека представляет собой кальмодулинзависимую аденилатциклазу . Аденилатциклаза катализирует превращение АТФ в циклический АМФ (цАМФ) и пирофосфат . Комплексообразование аденилатциклазы с кальмодулином лишает кальмодулин возможности стимулировать передачу сигналов, запускаемую кальцием, тем самым ингибируя иммунный ответ. [35] Точнее, LF инактивирует нейтрофилы (тип фагоцитирующих клеток) посредством только что описанного процесса, поэтому они не могут фагоцитировать бактерии. На протяжении всей истории предполагалось, что летальный фактор заставляет макрофаги вырабатывать TNF-альфа и интерлейкин 1 бета (IL1B). TNF-альфа представляет собой цитокин , основная роль которого заключается в регуляции иммунных клеток, а также в индукции воспаления и апоптоза или запрограммированной гибели клеток. Интерлейкин 1 бета — еще один цитокин, который также регулирует воспаление и апоптоз. Перепроизводство TNF-альфа и IL1B в конечном итоге приводит к септическому шоку и смерти. Однако недавние данные показывают, что сибирская язва также поражает эндотелиальные клетки, которые выстилают серозные полости, такие как полость перикарда , плевральная полость и брюшная полость , лимфатические и кровеносные сосуды, вызывая сосудистую утечку жидкости и клеток и, в конечном итоге, гиповолемический шок и септический шок. [ нужна цитата ]
Для прямой идентификации B. anthracis в клиническом материале можно использовать различные методы. Во-первых, образцы могут быть окрашены по Граму . Bacillus spp. имеют довольно большие размеры (от 3 до 4 мкм в длину), могут расти длинными цепочками и окрашиваются грамположительно. Чтобы подтвердить, что микроорганизм является B. anthracis , можно использовать методы быстрой диагностики, такие как анализы на основе полимеразной цепной реакции и иммунофлуоресцентная микроскопия . [46]
Все виды Bacillus хорошо растут на 5%-ном агаре с овечьей кровью и других обычных питательных средах. Полимиксин-лизоцим-ЭДТА-таллоацетат можно использовать для выделения B. anthracis из зараженных образцов, а бикарбонатный агар используется в качестве метода идентификации для индукции образования капсул. Bacillus spp. обычно растут в течение 24 часов после инкубации при 35°C, на окружающем воздухе (комнатная температура) или в среде с 5% CO 2 . Если для идентификации используют бикарбонатный агар, то среду необходимо инкубировать в 5% CO 2 . Колонии B. anthracis имеют средний размер, серые, плоские, неправильной формы с закрученными выступами, которые часто называют « головой медузы », и не являются гемолитическими на 5% агаре с овечьей кровью. Бактерии неподвижны, чувствительны к пенициллину, продуцируют широкую зону лецитиназы на желтковом агаре. Подтверждающее тестирование для выявления B. anthracis включает тестирование на гамма-бактериофаг, непрямую гемагглютинацию и иммуноферментный анализ для выявления антител. [47] Лучшим подтверждающим тестом на преципитацию для сибирской язвы является тест Асколи .
Принимаются меры предосторожности, чтобы избежать контакта с кожей и любыми жидкостями, выделяемыми через естественные отверстия тела умершего, у которого есть подозрение на наличие сибирской язвы. [48] Тело должно быть помещено в строгий карантин. Образец крови собирается, запечатывается в контейнер и анализируется в утвержденной лаборатории, чтобы установить, является ли сибирская язва причиной смерти. Тело следует запечатать в герметичный мешок для трупов и сжечь, чтобы предотвратить передачу спор сибирской язвы. Микроскопическая визуализация инкапсулированных бацилл, обычно в очень большом количестве, в мазке крови, окрашенном полихромным метиленовым синим (окрашивание Макфадиана), является полностью диагностическим, хотя культура организма по-прежнему остается золотым стандартом диагностики. Полная изоляция тела важна для предотвращения возможного заражения окружающих. [48]
При работе с телом используется защитная, непроницаемая одежда и оборудование, такое как резиновые перчатки , резиновый фартук и резиновые сапоги без перфораций. Кожа, особенно если на ней есть раны или царапины, не должна подвергаться воздействию. Предпочтительнее использовать одноразовые средства индивидуальной защиты, но если их нет, обеззараживание можно провести автоклавированием. Использованное одноразовое оборудование после использования сжигается и/или закапывается. Все загрязненное постельное белье и одежду изолируют в двойные полиэтиленовые пакеты и утилизируют как биологически опасные отходы. [48] Надевается респираторное оборудование, способное фильтровать мелкие частицы, например высокоэффективный респиратор, одобренный Национальным институтом охраны труда США и Управлением по безопасности и гигиене труда в шахтах . [49] Решая проблему сибирской язвы с точки зрения «Единого здравоохранения», мы можем снизить риск передачи инфекции и лучше защитить популяции людей и животных. [50]
Профилактика заражения сибирской язвой из источников окружающей среды, таких как воздух, вода и почва, заключается в дезинфекции, используемой эффективными микроорганизмами путем опрыскивания, а также комочками грязи бокаши , смешанными с эффективными микроорганизмами, для загрязненных водных путей.
Вакцины против сибирской язвы для домашнего скота и людей заняли видное место в истории медицины. Французский ученый Луи Пастер разработал первую эффективную вакцину в 1881 году. [51] [52] [53] Вакцины против сибирской язвы для человека были разработаны в Советском Союзе в конце 1930-х годов, а также в США и Великобритании в 1950-х годах. Нынешняя вакцина, одобренная FDA в США, была разработана в 1960-х годах. [ нужна цитата ]
В настоящее время применяемые человеческие вакцины против сибирской язвы включают бесклеточные (США) и живые вакцины (Россия). Все используемые в настоящее время вакцины против сибирской язвы проявляют значительную местную и общую реактогенность ( эритема , уплотнение , болезненность , лихорадка ), а серьезные побочные реакции возникают примерно у 1% реципиентов. [54] Американский продукт BioThrax лицензирован FDA и ранее вводился первичной серией из шести доз в 0, 2, 4 недели и 6, 12, 18 месяцев с ежегодными ревакцинациями для поддержания иммунитета. В 2008 году FDA одобрило исключение дозы на второй неделе, в результате чего в настоящее время рекомендуется серия из пяти доз. [55] Эта серия из пяти доз доступна военнослужащим, ученым, работающим с сибирской язвой, и представителям общественности, выполняющим работу, которая подвергает их риску. [56] Новые вакцины второго поколения, которые в настоящее время исследуются, включают рекомбинантные живые вакцины и рекомбинантные субъединичные вакцины . В 20 веке использование современного продукта ( BioThrax ) для защиты американских войск от использования сибирской язвы в биологической войне вызывало споры. [57]
Тем, кто подвергся воздействию, рекомендуется профилактический прием антибиотиков. [5] Раннее выявление источников инфекции сибирской язвы может позволить принять профилактические меры. В ответ на атаки сибирской язвы в октябре 2001 года Почтовая служба США (USPS) установила системы биодетектирования (BDS) на своих крупных предприятиях по обработке почты. Планы реагирования BDS были сформулированы USPS совместно с местными службами реагирования, включая пожарных, полицию, больницы и органы общественного здравоохранения. Сотрудники этих учреждений прошли обучение по вопросам сибирской язвы, мерам реагирования и профилактическому лечению. Из-за временной задержки, связанной с получением окончательного подтверждения того, что сибирская язва была использована, профилактическое лечение антибиотиками персонала, возможно подвергшегося воздействию, должно быть начато как можно скорее. [ нужна цитата ]
Сибирская язва не может передаваться от человека к человеку, за исключением редких случаев кожного экссудата при кожной форме сибирской язвы. [58] Однако одежда и тело человека могут быть заражены спорами сибирской язвы. Эффективная дезинфекция людей может быть достигнута путем тщательного мытья водой с антимикробным мылом. Сточные воды обрабатываются отбеливателем или другим противомикробным средством. [59] Эффективное обеззараживание предметов может быть достигнуто путем кипячения их в воде в течение 30 минут или дольше. Хлорный отбеливатель неэффективен для уничтожения спор и вегетативных клеток на поверхностях, хотя формальдегид эффективен. Сжигание одежды очень эффективно уничтожает споры. После обеззараживания нет необходимости иммунизировать, лечить или изолировать контактных лиц, больных сибирской язвой, за исключением случаев, когда они также подвергались воздействию того же источника инфекции. [ нужна цитата ]
Крайне важно раннее лечение сибирской язвы антибиотиками; промедление значительно снижает шансы на выживание. Лечение инфекции сибирской язвы и других бактериальных инфекций включает внутривенное и пероральное введение больших доз антибиотиков, таких как фторхинолоны ( ципрофлоксацин ), доксициклин , эритромицин , ванкомицин или пенициллин . К препаратам, одобренным FDA, относятся ципрофлоксацин, доксициклин и пенициллин. [60] В возможных случаях легочной формы сибирской язвы решающее значение для предотвращения возможной смерти имеет ранняя антибиотикопрофилактика . Было предпринято множество попыток разработать новые лекарства против сибирской язвы, но существующие лекарства эффективны, если лечение начать достаточно быстро. [61]
В мае 2009 года Human Genome Sciences подала заявку на биологическую лицензию (BLA, разрешение на продажу) для своего нового препарата раксибакумаб (торговая марка ABthrax), предназначенного для неотложной помощи при вдыхаемой сибирской язве. [62] 14 декабря 2012 года Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США одобрило инъекции раксибакумаба для лечения ингаляционной сибирской язвы. Раксибакумаб представляет собой моноклональное антитело , нейтрализующее токсины, продуцируемые B. anthracis . [63] В марте 2016 года FDA одобрило второй метод лечения сибирской язвы с использованием моноклональных антител, которые нейтрализуют токсины, вырабатываемые B. anthracis . Обилтоксимаб одобрен для лечения легочной формы сибирской язвы в сочетании с соответствующими антибактериальными препаратами, а также для профилактики, когда альтернативные методы лечения недоступны или не подходят. [64]
Кожная форма сибирской язвы редко приводит к летальному исходу при лечении [65] , поскольку область заражения ограничена кожей, что предотвращает проникновение летального фактора , фактора отека и защитного антигена и разрушение жизненно важного органа . Без лечения до 20% случаев кожных инфекций кожи прогрессируют до токсемии и смерти. [66]
До 2001 года уровень смертности от ингаляционной сибирской язвы составлял 90%; с тех пор они упали до 45%. [27] Люди, у которых развивается молниеносная фаза легочной формы сибирской язвы, почти всегда умирают, при этом в одном исследовании показатель смертности составляет 97%. [67] Менингоэнцефалит, вызванный сибирской язвой, также почти всегда приводит к летальному исходу. [68]
Желудочно-кишечные инфекции сибирской язвы можно лечить, но обычно уровень смертности составляет от 25% до 60%, в зависимости от того, как скоро начинается лечение.
Инъекционная сибирская язва является самой редкой формой сибирской язвы, и ее случаи наблюдались только у группы потребителей героина, употребляющих инъекционные наркотики. [66]
Сибирская язва, бактериальное заболевание, вызываемое Bacillus anthracis , может иметь разрушительные последствия для животных. В первую очередь он поражает травоядных животных, таких как крупный рогатый скот, овцы и козы, но многие млекопитающие, птицы и даже люди также могут быть восприимчивы. Заражение обычно происходит при попадании в организм спор, содержащихся в зараженной почве или растениях. Попав внутрь хозяина, споры превращаются в активные бактерии, производящие смертельные токсины, которые приводят к тяжелым симптомам. У инфицированных животных часто наблюдается высокая температура, учащенное дыхание и судороги, и они могут погибнуть от болезни в течение нескольких часов или дней. Присутствие сибирской язвы может создать серьезные проблемы для управления животноводством и усилий по сохранению дикой природы, что делает ее серьезной проблемой как для здоровья животных, так и для здоровья населения, поскольку иногда она может передаваться людям при контакте с инфицированными животными или зараженными продуктами. Зараженные животные могут шататься, испытывать затруднения при дыхании, дрожать и, наконец, терять сознание и умирать в течение нескольких часов. [69]
Во всем мире ежегодно регистрируется не менее 2000 случаев. [8]
Последний смертельный случай естественной ингаляционной сибирской язвы в США произошел в Калифорнии в 1976 году, когда домашняя ткачиха умерла после работы с зараженной шерстью, импортированной из Пакистана. Чтобы свести к минимуму вероятность распространения болезни, тело было доставлено в Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе в запечатанном пластиковом пакете для тела в запечатанном металлическом контейнере для вскрытия. [70]
Желудочно-кишечная форма сибирской язвы в Соединенных Штатах встречается крайне редко: зарегистрировано всего два случая. По данным Центров по контролю и профилактике заболеваний, первый случай был зарегистрирован в 1942 году. [71] В декабре 2009 года Департамент здравоохранения и социальных служб Нью-Гэмпшира подтвердил случай желудочно-кишечной сибирской язвы у взрослой женщины. CDC исследовал источник и возможность заражения от африканского барабана, который недавно использовала женщина, участвовавшая в барабанном кружке . [72] Женщина, очевидно, вдохнула сибирскую язву в форме спор из кожи барабана. Она заболела в критическом состоянии, но с желудочно-кишечной, а не с ингаляционной сибирской язвой, что сделало ее уникальной в истории американской медицины. Здание, где произошло заражение, было очищено и вновь открыто для публики, и женщина выздоровела. Эпидемиолог штата Нью-Гэмпшир Джоди Дионн-Одом заявила: «Это загадка. Мы действительно не знаем, почему это произошло». [73]
В 2007 году в Дэнбери, штат Коннектикут, было зарегистрировано два случая кожной формы сибирской язвы . В деле фигурировал производитель традиционных барабанов в африканском стиле, который работал с козьей шкурой, купленной у дилера в Нью-Йорке и предварительно очищенной таможней. Пока шкуру скоблили, укус паука привел к попаданию спор в кровь. Его сын также заразился. [74]
В июле 2022 года десятки голов крупного рогатого скота в природном парке в Лоньско Поле , пойме реки Сава , умерли от сибирской язвы, а 6 человек были госпитализированы с легкими кожными симптомами. [75]
В ноябре 2008 года производитель барабанов в Великобритании, работавший с необработанными шкурами животных, умер от сибирской язвы. [76] В декабре 2009 года среди героиновых наркоманов в районах Глазго и Стерлинг в Шотландии произошла вспышка сибирской язвы , в результате которой погибло 14 человек. [23] Считается, что источником сибирской язвы стало разбавление героина костной мукой в Афганистане. [24]
Роберт Кох , немецкий врач и учёный, впервые идентифицировал бактерию, вызывающую заболевание сибирской язвой, в 1875 году в Вольштейне (ныне Вольштын — город в Польше). [32] [77] Его новаторская работа в конце 19 века была одной из первых демонстраций того, что болезни могут быть вызваны микробами . В серии новаторских экспериментов он раскрыл жизненный цикл и пути передачи сибирской язвы. Его эксперименты не только помогли лучше понять сибирскую язву, но и помогли выяснить роль микробов в возникновении болезней в то время, когда еще велись дебаты о спонтанном зарождении и клеточной теории . Кох продолжил изучение механизмов других заболеваний и получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине 1905 года за открытие бактерии, вызывающей туберкулез. [78]
Хотя Кох, возможно, внес наибольший теоретический вклад в понимание сибирской язвы, других исследователей больше интересовали практические вопросы о том, как предотвратить болезнь. В Великобритании, где сибирская язва поразила рабочих шерстяной, камвольной , кожевенной и кожевенной промышленности, на нее смотрели со страхом. Джон Генри Белл , врач, родившийся и проживающий в Брэдфорде , впервые установил связь между загадочной и смертельной «болезнью сортировщика шерсти» и сибирской язвой, показав в 1878 году, что это одно и то же. [79] В начале 20-го века Фридрих Вильгельм Эйрих , немецкий бактериолог , который в детстве поселился в Брэдфорде со своей семьей, провел важное исследование для местного совета по расследованию сибирской язвы. Эйрих также внес ценный вклад в работу Следственного комитета департамента Министерства внутренних дел , созданного в 1913 году для решения продолжающейся проблемы промышленной сибирской язвы. [80] Его работа в этом качестве, большая часть которой заключалась в сотрудничестве с фабричным инспектором Г. Элмхерстом Дакерингом, привела непосредственно к принятию Закона о профилактике сибирской язвы (1919 г.).
Сибирская язва представляла собой серьезную экономическую проблему во Франции и других странах в XIX веке. Лошади, крупный рогатый скот и овцы были особенно уязвимы, и на исследование производства вакцины были выделены национальные средства . Французскому ученому Луи Пастеру было поручено производство вакцины после его успешной работы по разработке методов, которые помогли защитить важные отрасли виноделия и шелка. [81]
В мае 1881 года Пастер — в сотрудничестве со своими помощниками Жан-Жозефом Анри Туссеном , Эмилем Ру и другими — провел публичный эксперимент в Пуйи-ле-Фор, чтобы продемонстрировать свою концепцию вакцинации. Он подготовил две группы по 25 овец , одну козу и несколько голов крупного рогатого скота . Животным одной группы вводили сибиреязвенную вакцину, приготовленную Пастером, дважды, с интервалом 15 дней; контрольную группу оставили невакцинированной. Через тридцать дней после первой инъекции обеим группам вводили культуру живых бактерий сибирской язвы. Все животные в невакцинированной группе погибли, тогда как все животные в вакцинированной группе выжили. [82]
После этого очевидного триумфа, о котором широко сообщалось в местной, национальной и международной прессе, Пастер предпринял напряженные усилия по экспорту вакцины за пределы Франции. Он использовал свой статус знаменитости, чтобы основать Институты Пастера по всей Европе и Азии, а его племянник Адриен Луар в 1888 году отправился в Австралию , чтобы попытаться внедрить вакцину для борьбы с сибирской язвой в Новом Южном Уэльсе . [83] В конечном итоге вакцина оказалась неудачной в сложном климате сельской Австралии, и вскоре ее заменила более надежная версия, разработанная местными исследователями Джоном Ганном и Джоном МакГарви Смитом . [84]
Человеческая вакцина против сибирской язвы стала доступна в 1954 году. Это была бесклеточная вакцина вместо вакцины Пастера с живыми клетками, используемой в ветеринарных целях. Усовершенствованная бесклеточная вакцина стала доступна в 1970 году. [85]
Споры сибирской язвы могут сохраняться в окружающей среде в течение очень длительного периода времени после высвобождения. В химических методах очистки участков или материалов, зараженных сибирской язвой, могут использоваться окислители, такие как пероксиды , оксид этилена , пена Sandia, [90] диоксид хлора (используется в офисном здании Сената Харта ), [91] надуксусная кислота, газообразный озон, хлорноватистой кислоты. , персульфат натрия и жидкие отбеливатели, содержащие гипохлорит натрия. К неокисляющим агентам, доказавшим свою эффективность при обеззараживании сибирской язвы, относятся бромистый метил, формальдегид и метамнатрия. Эти агенты уничтожают бактериальные споры. Все вышеупомянутые технологии обеззараживания сибирской язвы доказали свою эффективность в ходе лабораторных испытаний, проведенных Агентством по охране окружающей среды США или другими организациями. [92]
На методы обеззараживания спор Bacillus anthracis влияют материал, с которым связаны споры, факторы окружающей среды, такие как температура и влажность, а также микробиологические факторы, такие как вид спор, штамм сибирской язвы и используемые методы испытаний. [93]
Агентство по охране окружающей среды одобрило раствор отбеливателя для обработки твердых поверхностей. [94] Диоксид хлора стал предпочтительным биоцидом против зараженных сибирской язвой участков, поскольку за последнее десятилетие он использовался для обработки многочисленных правительственных зданий. [95] Его главным недостатком является необходимость в процессах in situ иметь реагент по требованию.
Чтобы ускорить процесс, следовые количества нетоксичного катализатора , состоящего из железа и макроциклических тетраамидо- лигандов , объединяют с карбонатом и бикарбонатом натрия и превращают в спрей. Формулу спрея наносят на зараженный участок, а затем наносят еще один спрей, содержащий трет-бутилгидропероксид . [96]
Используя каталитический метод, можно добиться полного уничтожения всех спор сибирской язвы менее чем за 30 минут. [96] Стандартный спрей без катализатора уничтожает менее половины спор за то же время.
Совместная работа под руководством Агентства по охране окружающей среды [97] показала, что очистка офисного здания Сената, нескольких загрязненных почтовых объектов и других правительственных и частных офисных зданий США [97 ] показала, что дезактивация возможна, но требует много времени и средств. По данным Счетной палаты правительства, очистка здания Сената от спор сибирской язвы обошлась в 27 миллионов долларов. Уборка почтового отделения Брентвуда в Вашингтоне обошлась в 130 миллионов долларов и заняла 26 месяцев. С тех пор были разработаны более новые и менее дорогостоящие методы. [98]
Гораздо более проблематичной является очистка зараженных сибирской язвой территорий на ранчо и в дикой природе. Трупы можно сжигать, [99] хотя часто для сжигания крупной туши требуется 3 дня, а это невозможно в районах с небольшим количеством древесины. Туши также можно закапывать, хотя закапывание крупных животных достаточно глубоко, чтобы предотвратить появление спор на поверхности, требует большого количества рабочей силы и дорогих инструментов. Тушки замачивали в формальдегиде, чтобы убить споры, хотя это может привести к загрязнению окружающей среды. Были предприняты попытки блокирования сжигания растительности на больших территориях, где находится очаг вспышки сибирской язвы; это, хотя и разрушительно для окружающей среды, заставляет здоровых животных уходить с места с тушами в поисках свежей травы. Некоторые работники дикой природы экспериментировали с накрытием свежих туш сибирской язвы теневой тканью и тяжелыми предметами. Это не позволяет некоторым падальщикам вскрывать тушки, что позволяет гнилостным бактериям внутри тушки убивать вегетативные клетки B. anthracis и предотвращает споруляцию. У этого метода есть и недостатки, поскольку падальщики, такие как гиены, способны проникнуть практически в любое укрытие. [ нужна цитата ]
Сообщается, что экспериментальная площадка на острове Груинард была обеззаражена Министерством обороны смесью формальдегида и морской воды. [100] Неясно, применялись ли аналогичные методы лечения на испытательных полигонах в США.
Споры сибирской язвы использовались в качестве биологического оружия. Ее первый современный случай произошел, когда скандинавские повстанцы, снабженные немецким Генеральным штабом , применили сибирскую язву с неизвестными результатами против Российской императорской армии в Финляндии в 1916 году . Армия в Маньчжурии в 1930-е годы; некоторые из этих испытаний включали преднамеренное заражение военнопленных, тысячи из которых умерли. Сибирская язва, обозначенная в то время как «Агент N», также расследовалась союзниками в 1940-х годах. [102]
В 1942 году британские ученые в Портон-Дауне начали исследование операции «Вегетарианец» — в конечном итоге неиспользованного военного плана биологической войны , который предусматривал сбрасывание с воздуха гранул корма для животных, содержащих льняное семя , зараженное спорами сибирской язвы штамма Vollum-14578, над сельской местностью нацистской Германии. . Гранулы будут съедать крупный рогатый скот, который, в свою очередь, будет съеден человеческим населением и, таким образом, по отдельности подорвет военные усилия Германии. В том же году испытания биологического оружия были проведены на необитаемом острове Грюинард в Шотландском нагорье , при этом ученые Портон-Дауна изучали влияние сибирской язвы на популяцию овец острова. В конечном итоге было создано пять миллионов гранул, хотя планы сбросить их над Германией с помощью бомбардировщиков Королевских ВВС в 1944 году были отменены после успеха операции «Оверлорд» и последующего освобождения Франции союзниками. Все пеллеты были уничтожены с помощью мусоросжигательных заводов в 1945 году. [103] [104] [105]
Сибирская язва, используемая в качестве оружия, была частью арсеналов США до 1972 года, когда Соединенные Штаты подписали Конвенцию о биологическом оружии . [106] Президент Никсон приказал свернуть американские программы биологической войны в 1969 году и уничтожить все существующие запасы биологического оружия. В 1978–79 годах правительство Родезии использовало сибирскую язву против крупного рогатого скота и людей во время своей кампании против повстанцев. [107] Советский Союз создал и хранил от 100 до 200 тонн спор сибирской язвы в Кантубеке на острове Возрождения ; они были заброшены в 1992 г. и разрушены в 2002 г. [108]
Американские военные и военнослужащие британской армии больше не проходят плановую вакцинацию против сибирской язвы перед действительной службой в местах, где биологические атаки считаются угрозой. [57]
Несмотря на подписание в 1972 году соглашения о прекращении производства биологического оружия, правительство Советского Союза имело активную программу биологического оружия, которая включала производство сотен тонн сибирской язвы после этого периода. 2 апреля 1979 года некоторые из более чем миллиона человек, проживающих в Свердловске (ныне Екатеринбург, Россия ), примерно в 1370 километрах (850 миль) к востоку от Москвы, подверглись случайному выбросу сибирской язвы из расположенного неподалеку комплекса биологического оружия. . Заразились как минимум 94 человека, из которых как минимум 68 умерли. Одна жертва умерла через четыре дня после освобождения, 10 — в течение восьмидневного периода на пике смертности, а последние шесть недель спустя. Благодаря обширной уборке, вакцинации и медицинскому вмешательству удалось спасти около 30 жертв. [109] Обширное сокрытие и уничтожение документации КГБ продолжалось с 1979 года, пока президент России Борис Ельцин не признал этот несчастный случай с сибирской язвой в 1992 году. Жанна Гиймен сообщила в 1999 году, что объединенная группа России и США расследовала несчастный случай в 1992 году. [109] ] [110] [111]
Почти все работники ночной смены керамического завода, расположенного прямо через дорогу от биологического объекта (корпус 19), заразились, и большинство из них умерло. Поскольку большинство из них были мужчинами, некоторые правительства стран НАТО заподозрили, что Советский Союз разработал оружие, специфичное для пола. [112] Правительство обвинило вспышку в потреблении зараженного сибирской язвой мяса и приказало конфисковать все непроверенное мясо, попадающее в город. Они также приказали отстреливать всех бездомных собак и не допускать контакта людей с больными животными. Также была создана программа добровольной эвакуации и вакцинации против сибирской язвы для людей от 18 до 55 лет. [113]
Чтобы поддержать эту историю , советские медицинские и юридические журналы опубликовали статьи о вспышке среди домашнего скота, вызвавшей желудочно-кишечную сибирскую язву у людей, потреблявших зараженное мясо, и кожную сибирскую язву у людей, вступивших в контакт с животными. Все медицинские документы и записи общественного здравоохранения были конфискованы КГБ. [113] В дополнение к медицинским проблемам, вызванным вспышкой, она также побудила западные страны с большим подозрением относиться к тайной советской программе биологического оружия и усилить наблюдение за подозрительными объектами. В 1986 году правительству США было разрешено расследовать инцидент, и оно пришло к выводу, что причиной заражения стал аэрозоль сибирской язвы с военного оружейного объекта. [114] В 1992 году президент Ельцин признал, что он «абсолютно уверен», что «слухи» о нарушении Советским Союзом Договора о биологическом оружии 1972 года были правдой. Советский Союз, как США и Великобритания, согласился предоставить ООН информацию о своих программах создания биологического оружия, но не упомянул об известных объектах и никогда не признавал свою программу создания оружия. [112]
Теоретически споры сибирской язвы можно культивировать с использованием минимального специального оборудования и наличия первого курса университетского микробиологического образования. [115] Для изготовления больших объемов аэрозольной формы сибирской язвы, пригодной для биологической войны, требуются обширные практические знания, подготовка и современное оборудование. [116]
Концентрированные споры сибирской язвы использовались для биотерроризма во время атак сибирской язвы в Соединенных Штатах в 2001 году и доставлялись путем рассылки почтовых писем, содержащих споры. [117] Письма были отправлены нескольким средствам массовой информации и двум сенаторам-демократам: Тому Дэшлу от Южной Дакоты и Патрику Лихи от Вермонта. В результате 22 человека заразились и пятеро умерли. [35] В этих нападениях было использовано всего несколько граммов материала, и в августе 2008 года Министерство юстиции США объявило, что, по их мнению, ответственность за это несет Брюс Айвинс , старший исследователь биозащиты, нанятый правительством США. [118] Эти события также породили множество мистификаций о сибирской язве .
В связи с этими событиями Почтовая служба США установила системы обнаружения биологической опасности в своих крупных распределительных центрах для активного сканирования сибирской язвы, транспортируемой по почте. [119] По состоянию на 2020 год никаких положительных предупреждений от этих систем не поступало. [120]
В ответ на почтовые атаки сибирской язвы и мистификации Почтовая служба США стерилизовала часть почты с помощью гамма- облучения и обработки запатентованной формулой фермента , предоставленной Sipco Industries. [121]
Научный эксперимент, проведенный старшеклассником и позже опубликованный в Журнале медицинской токсикологии , показал, что бытовой электрический утюг при самой высокой температуре (не менее 400 °F (204 °C)) в течение не менее 5 минут должен уничтожить все виды сибирской язвы. споры в обычном почтовом конверте. [122]
Сибирская язва особенно редко встречается у собак и кошек, о чем свидетельствует единственный зарегистрированный случай в США в 2001 году. [123] Вспышки сибирской язвы происходят в некоторых популяциях диких животных с некоторой регулярностью. [124]
По оценкам российских исследователей, в арктической вечной мерзлоте содержится около 1,5 миллионов трупов оленей, зараженных сибирской язвой, и споры могут сохраняться в вечной мерзлоте в течение 105 лет. [125] Существует риск того, что глобальное потепление в Арктике может привести к таянию вечной мерзлоты, что приведет к выбросу спор сибирской язвы в трупы. В 2016 году вспышка сибирской язвы у северного оленя была связана с тушей 75-летнего возраста, которая разморозилась во время жары. [126] [127]
Для атак 2001 года CFR составлял всего 45%, тогда как до этого времени CFR для IA составлял> 85% (стр. 37).