Plaag ziekteverwekker

De pest (pestis) is een acute infectieziekte die optreedt als bloedvergiftiging. Vroeger was de pest een verschrikkelijke plaag voor de mensheid. Er zijn drie pestpandemieën bekend die miljoenen mensenlevens hebben geëist.

De eerste pandemie vond plaats in de 6e eeuw na Christus. Deze doodde ongeveer 100 miljoen mensen tussen 531 en 580 – de helft van de bevolking van het Oost-Romeinse Rijk (de "Justiniaanse" pest).

De tweede pandemie brak uit in de 14e eeuw. Deze begon in China en trof vele landen in Azië en Europa. In Azië stierven er 40 miljoen mensen aan, en in Europa stierven er 25 miljoen van de 100 miljoen mensen. Zo beschrijft NM Karamzin deze pandemie in zijn Geschiedenis van de Russische Staat: "De ziekte openbaarde zich via klieren in de zachte holtes van het lichaam, iemand hoestte bloed op en stierf op de tweede of derde dag. Het is onmogelijk, zeggen de kroniekschrijvers, om je een vreselijker gezicht voor te stellen... Van Peking tot de oevers van de Eufraat en Ladoga waren de ingewanden van de aarde gevuld met miljoenen lijken, en de staten waren verlaten... In Glukhov en Belozersk was geen enkele inwoner overgebleven... Deze wrede plaag kwam en keerde meerdere keren terug. In Smolensk woedde ze drie keer, en uiteindelijk, in 1387, bleven er nog maar vijf mensen over, die volgens de kroniek de stad, die vol lijken lag, sloten."

De derde pestepidemie begon in 1894 en eindigde in 1938. Aan deze pandemie stierven 13 tot 15 miljoen mensen.

De verwekker van de pest werd in 1894 ontdekt door de Franse wetenschapper A. Yersin, naar wie de ziekte Yersinia pestis werd genoemd. Het geslacht Yersinia behoort tot de familie Enterobacteriaceae en omvat elf soorten, waarvan er drie pathogeen zijn voor de mens: Yersinia pestis, Yersinia pseudotuberculosis en Yersinia enterocolitica; de pathogeniciteit van de overige is nog onduidelijk.

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

Morfologie van de pestpathogeen

Yersinia pestis is 1-2 μm lang en 0,3-0,7 μm dik. In uitstrijkjes van het lichaam van de patiënt en van de lijken van mensen en knaagdieren die aan de pest zijn gestorven, lijkt het op een kort, ovaal (eivormig) staafje met bipolaire kleuring. In uitstrijkjes van een bouilloncultuur bevindt het staafje zich in een keten, in uitstrijkjes van agarculturen - willekeurig. De bipolaire kleuring blijft in beide gevallen behouden, maar is iets zwakker in uitstrijkjes van agarculturen. De verwekker van de pest is gramnegatief, kleurt beter met alkalische en carbolische kleurstoffen (Lefflerblauw), vormt geen sporen en heeft geen flagellen. Het G+C-gehalte in DNA is 45,8-46,0 mol% (voor het hele geslacht). Bij een temperatuur van 37 °C vormt het een delicate capsule van eiwitachtige aard, die zichtbaar wordt op vochtige en licht zure voedingsbodems.

Biochemische eigenschappen van de pestpathogeen

Yersinia pestis is een aerobe bacterie en groeit goed op normale voedingsbodems. De optimale groeitemperatuur is 27-28 °C (bereik - van 0 tot 45 °C), pH = 6,9-7,1. De pestbacil groeit kenmerkend op vloeibare en vaste voedingsbodems: op bouillon manifesteert de bacterie zich door de vorming van een losse film, waaruit draden in de vorm van ijspegels afdalen, die lijken op stalactieten. Op de bodem - een los sediment, blijft de bouillon transparant. De ontwikkeling van kolonies op vaste media verloopt in drie fasen: na 10-12 uur onder de microscoop, groei in de vorm van kleurloze plaatjes (het "gebroken glas"-stadium); na 18-24 uur - het "kanten zakdoekjes"-stadium, is onder de microscoop een lichte kantzone zichtbaar, gelegen rond het uitstekende centrale deel, gelig of lichtbruin van kleur. Na 40-48 uur treedt het stadium van de "volwassen kolonie" op: een bruin omlijnd centrum met een duidelijke perifere zone. Yersinia pseudotuberculosis en Yersinia enterocolitica kennen geen "gebroken glas"-stadium. Op media met bloed zijn de kolonies van Yersinia pestis korrelig met een zwak gedefinieerde perifere zone. Om snel de groeikenmerken van Yersinia pestis op media te verkrijgen, is het raadzaam om groeistimulanten toe te voegen: natriumsulfiet, bloed (of de preparaten ervan) of sarcinia-cultuurlysaat. De pestbacil wordt gekenmerkt door een uitgesproken polymorfisme, vooral op media met een verhoogde NaCl-concentratie, in oude culturen en in de organen van ontbonden pestlijken.

De pestbacil bezit geen oxidase, vormt geen indool of H2S, heeft catalase-activiteit en fermenteert glucose, maltose, galactose en mannitol onder vorming van zuur zonder gas.

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

Antigene samenstelling van de pestpathogeen

Er zijn tot wel 18 vergelijkbare somatische antigenen gevonden in Yersinia pestis, Yersinia pseudotuberculosis en Yersinia enterocolitica. Yersinia pestis wordt gekenmerkt door de aanwezigheid van een capsulair antigeen (fractie I), T, VW-antigenen, plasmacoagulase-eiwitten, fibrinolysine, buitenmembraaneiwitten en pH6-antigeen. In tegenstelling tot Yersinia pseudotuberculosis en Yersinia enterocolitica is Yersinia pestis echter uniformer qua antigeen; er is geen serologische classificatie van deze soort.

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

Resistentie van de pestpathogeen

In sputum kan de pestbacterie tot wel 10 dagen overleven; op linnen en kleding bevuild met de afscheidingen van de patiënt overleeft hij wekenlang (eiwitten en slijm beschermen hem tegen de vernietigende werking van uitdroging). In de lijken van mensen en dieren die aan de pest zijn gestorven, overleeft hij van de vroege herfst tot de winter; lage temperaturen, vriezen en dooien doden hem niet. Zon, uitdroging en hoge temperaturen zijn schadelijk voor Yersinia pestis. Verhitting tot 60 °C doodt hem binnen 1 uur, bij een temperatuur van 100 °C sterft hij binnen enkele minuten; 70% alcohol, 5% fenoloplossing, 5% lysoloplossing en sommige andere chemische desinfectiemiddelen doden hem binnen 5-10-20 minuten.

Pathogene factoren van de pestpathogeen

Yersinia pestis is de meest pathogene en agressieve bacterie en veroorzaakt daarom de meest ernstige ziekte. Bij alle dieren die er gevoelig voor zijn, en bij mensen, onderdrukt de pestverwekker de beschermende functie van het fagocytensysteem. Hij dringt door in fagocyten, onderdrukt de "oxidatieve burst" en vermenigvuldigt zich ongehinderd. Het onvermogen van fagocyten om hun killerfunctie ten opzichte van Yersinia pestis uit te voeren, is de belangrijkste reden voor de vatbaarheid voor pest. De hoge invasiviteit, agressiviteit, toxigeniciteit, toxiciteit, allergeniciteit en het vermogen om fagocytose te onderdrukken, zijn te wijten aan de aanwezigheid van een heel arsenaal aan pathogene factoren in Y. pestis, die hieronder worden vermeld.

Het vermogen van cellen om exogene kleurstoffen en hemine te absorberen. Het is geassocieerd met de functie van het ijzertransportsysteem en zorgt ervoor dat Yersinia pestis zich in de weefsels van het lichaam kan voortplanten.

• Afhankelijkheid van de groei bij een temperatuur van 37 °C van de aanwezigheid van Ca-ionen in het medium.
• Synthese van VW-antigenen. Antigeen W bevindt zich in het buitenste membraan en antigeen V in het cytoplasma. Deze antigenen zorgen voor de reproductie van Y. pestis in macrofagen.
• Synthese van muizentoxine. Het toxine blokkeert het proces van elektronenoverdracht in de mitochondriën van het hart en de lever van gevoelige dieren, tast bloedplaatjes en bloedvaten aan (trombocytopenie) en verstoort hun functies.
• Synthese van de capsule (fractie I - Fral). De capsule remt de activiteit van macrofagen.
• De synthese van pesticiden is een soort-specifiek kenmerk van Yersinia pestis.
• Synthese van fibrinolysine.
• Synthese van plasmacoagulase. Beide eiwitten zijn gelokaliseerd in het buitenste membraan en zorgen voor de sterk invasieve eigenschappen van Yersinia pestis.
• Synthese van endogene purines.
• Synthese van hitte-induceerbare eiwitten van het buitenste membraan - Yop-eiwitten (Yersinia-buiteneiwitten). De eiwitten YopA, YopD, YopE, YopH, YopK, YopM en YopN onderdrukken de activiteit van fagocyten.
• Synthese van neuraminidase. Het bevordert adhesie (maakt receptoren voor Yersinia pestis vrij).
• Synthese van adenylaatcyclase. Aangenomen wordt dat het de "oxidatieve burst" onderdrukt, d.w.z. de vernietigende werking van macrofagen blokkeert.
• Synthese van adhesiepili. Ze remmen fagocytose en zorgen ervoor dat Yersinia pestis, als intracellulaire parasiet, in macrofagen doordringt.
• Synthese van breedspectrum-aminopeptidasen.
• Endotoxine (LPS) en andere celwandcomponenten met toxische en allergene effecten.
• pHb-antigeen. Het wordt gesynthetiseerd bij een temperatuur van 37 °C en een lage pH, onderdrukt fagocytose en heeft een cytotoxisch effect op macrofagen.

Een aanzienlijk deel van de pathogeniciteitsfactoren van Yersinia pestis wordt gecontroleerd door genen die voorkomen in de volgende drie klassen plasmiden, die doorgaans samen in alle pathogene stammen worden aangetroffen:

• pYP (9,5 kb) - pathogeniteitsplasmide. Draagt 3 genen:
  • pst - codeert voor de synthese van pesticiden;
  • pim - bepaalt de immuniteit tegen pesticiden;
  • pla - bepaalt de fibrinolytische (plasminogeenactivator) en plasma-coagulase-activiteit.
• pYT (65 MD) is een toxigeniciteitsplasmide. Het draagt genen die de synthese van het "muis"-toxine bepalen (een complex eiwit bestaande uit twee fragmenten, A en B, met respectievelijk een moleculair gewicht van 240 en 120 kDa), en genen die de eiwit- en lipoproteïnecomponenten van de capsule reguleren. De derde component reguleert de chromosoomgenen. Het plasmide heette voorheen pFra.
• pYV (110 kb) - virulentieplasmide.

Het bepaalt de afhankelijkheid van Y. pestis-groei bij 37 °C van de aanwezigheid van Ca2+-ionen in het medium, daarom heeft het een andere naam - Lcr-plasmide (lage calciumrespons). De genen van dit bijzonder belangrijke plasmide coderen ook voor de synthese van V- en W-antigenen en hitte-geïnduceerde Yop-eiwitten. Hun synthese wordt uitgevoerd onder complexe genetische controle bij een temperatuur van 37 °C en bij afwezigheid van Ca2+ in het medium. Alle soorten Yop-eiwitten, behalve YopM en YopN, worden gehydrolyseerd door de activiteit van de plasminogeenactivator (pla-gen van het pYP-plasmide). Yop-eiwitten bepalen grotendeels de virulentie van Yersinia pestis. Het YopE-eiwit heeft antifagocytische en cytotoxische effecten. YopD zorgt voor de penetratie van YopE in de doelcel; YopH heeft antifagocytische en proteïnetyrosinefosfatase-activiteit; het YopN-eiwit heeft de eigenschappen van een calciumsensor; YopM bindt zich aan atrombine in menselijk bloed.

[ 16 ], [ 17 ], [ 18 ]

Post-infectieuze immuniteit

De immuniteit na infectie is sterk en levenslang. Herhaalde gevallen van pest zijn uiterst zeldzaam. Immuniteit is cellulair van aard. Hoewel antilichamen verschijnen en een bepaalde rol spelen bij verworven immuniteit, wordt deze voornamelijk gemedieerd door T-lymfocyten en macrofagen. Bij mensen die pest hebben gehad of gevaccineerd zijn, is fagocytose volledig. Dit is bepalend voor verworven immuniteit.

Epidemiologie van de pest

De reeks warmbloedige dragers van de pestmicrobe is zeer uitgebreid en omvat meer dan 200 soorten van 8 ordes zoogdieren. De belangrijkste bronnen van pest in de natuur zijn knaagdieren en haasachtigen. Natuurlijke infectie is vastgesteld bij meer dan 180 van hun soorten, waarvan er meer dan 40 deel uitmaken van de fauna van Rusland en aangrenzende gebieden (binnen de voormalige USSR). Van de 60 vlooiensoorten waarvan de mogelijkheid tot overdracht van de pestziekte onder experimentele omstandigheden is vastgesteld, leven er 36 in dit gebied.

De pestmicrobe vermenigvuldigt zich in het lumen van het spijsverteringskanaal van de vlo. In het voorste deel vormt zich een prop ("pestblok"), die een groot aantal microben bevat. Wanneer een zoogdier bijt met een omgekeerde bloedstroom in de wond, wordt een deel van de microben van de prop afgespoeld, wat leidt tot een infectie. Daarnaast kan de uitwerpselen die de vlo tijdens het voeden afscheidt, ook een infectie veroorzaken als deze in de wond terechtkomt.

De belangrijkste (voornaamste) dragers van Y. pestis in Rusland en Centraal-Azië zijn grondeekhoorns, woestijnratten en marmotten, en in sommige haarden ook fluithazen en woelmuizen. Het bestaan van de volgende pesthaarden wordt met hen in verband gebracht.

• 5 haarden waarin de kleine grondeekhoorn de belangrijkste drager van de pestmicrobe is (Noordwest-Kaspische regio; Terek-Soenzja-interfluve; Elbroes haarden; Wolga-Oeral en Trans-Oeral semi-woestijn haarden).
• 5 brandpunten waar gophers en marmotten (in Altai - pika's) de dragers zijn: Transbaikal, Gorno-Altai, Tuva en hooggebergte Tien Shan en Pamir-Alai brandpunten.
• Woestijngebieden in de Wolga-Oeral, Transkaukasië en Centraal-Azië, waar woestijnratten de voornaamste dragers zijn.
• Hooggebergte Transkaukasische en Gissar-brandpunten met als belangrijkste vliegdekschepen woelmuizen.

Verschillende classificaties van Yersinia pestis zijn gebaseerd op verschillende groepen kenmerken: biochemische kenmerken (glycerol-positieve en glycerol-negatieve varianten), verspreidingsgebied (oceanische en continentale varianten), en typen hoofddragers (ratten- en grondeekhoornvarianten). Volgens een van de meest gangbare classificaties, voorgesteld in 1951 door de Franse pestonderzoeker R. Devignat, worden, afhankelijk van de geografische verspreiding van de ziekteverwekker en zijn biochemische eigenschappen, drie intraspecifieke vormen (biovar) van Yersinia pestis onderscheiden.

Volgens de classificatie van Russische wetenschappers (Saratov, 1985) wordt de soort Yersinia pestis onderverdeeld in 5 ondersoorten: Yersinia pestis subsp. pestis (de belangrijkste ondersoort; deze omvat alle drie biovars van de classificatie van R. Devigny), Y. pestis subsp. altaica (Altaïsche ondersoort), Yersinia pestis subsp. caucasica (Kaukasische ondersoort), Y. pestis subsp. hissarica (Gissar-ondersoort) en Yersinia pestis subsp. ulegeica (Udege-ondersoort).

Mensen raken besmet via vlooienbeten, direct contact met besmet materiaal, druppeltjes in de lucht en zelden via voedsel (bijvoorbeeld het eten van het vlees van met de pest besmette kamelen). In 1998-1999 leden wereldwijd 30.534 mensen aan de pest, van wie er 2.234 stierven.

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

Symptomen van de pest

Afhankelijk van de infectiemethode zijn er builenpest, longpest en intestinale pest; zelden septische pest en cutane pest (etterende blaasjes op de plaats van een vlooienbeet). De incubatietijd van pest varieert van enkele uren tot 9 dagen (bij mensen die een seroprofylaxe ondergaan, tot 12 dagen). De verwekker van pest dringt door de kleinste huidbeschadiging (vlooienbeet), soms via slijmvliezen of via druppeltjes in de lucht, en bereikt de regionale lymfeklieren, waar hij zich snel begint te vermenigvuldigen. De ziekte begint plotseling: hevige hoofdpijn, hoge temperatuur met koude rillingen, een gezwollen gezicht, vervolgens een donkere verkleuring, donkere kringen onder de ogen ("zwarte dood"). Een builenpest (een vergrote ontstoken lymfeklier) verschijnt op de tweede dag. Soms ontwikkelt de pest zich zo snel dat de patiënt overlijdt voordat de builenpest verschijnt. Longpest is bijzonder ernstig. Het kan optreden als complicatie van builenpest en via een infectie via de lucht. De ziekte ontwikkelt zich ook zeer snel: koude rillingen, hoge koorts en al in de eerste uren pijn in de zij, hoest, eerst droog en vervolgens met bloederig sputum, komen erbij; delirium, cyanose, collaps en de dood treedt op. Een patiënt met longpest vormt een uitzonderlijk gevaar voor anderen, omdat hij een enorme hoeveelheid van de ziekteverwekker met sputum uitscheidt. Bij de ontwikkeling van de ziekte speelt de onderdrukking van de activiteit van fagocyten: neutrofiele leukocyten en macrofagen, een hoofdrol. Ongecontroleerde voortplanting en verspreiding van de ziekteverwekker via het bloed door het hele lichaam onderdrukt het immuunsysteem volledig en leidt (bij gebrek aan effectieve behandeling) tot de dood van de patiënt.

Laboratoriumdiagnostiek van pest

Er worden bacteriologische, bacteriologische, serologische en biologische methoden gebruikt, evenals een allergische test met pestine (voor retrospectieve diagnostiek). Het materiaal voor het onderzoek bestaat uit: een punctie van de bubo (of de afscheiding ervan), sputum, bloed en, in intestinale vorm, ontlasting. Yersinia pestis wordt geïdentificeerd op basis van morfologische, culturele en biochemische kenmerken, een test met pestfaag en een biologische test.

Een eenvoudige en betrouwbare methode voor het bepalen van pestbacillus-antigenen in het te onderzoeken materiaal is het gebruik van RPGA, met name in combinatie met erytrocytendiagnostiek gesensibiliseerd met monoklonale antilichamen tegen het capsulaire antigeen, en IFM. Deze reacties kunnen ook worden gebruikt om antilichamen in het serum van patiënten te detecteren.

Bij de biologische diagnostische methode wordt een cavia (wanneer deze zwaar verontreinigd is met de bijbehorende microflora) via de huid, de huid of, minder vaak, intraperitoneaal met het testmateriaal besmet.

Bij het werken met materiaal dat de pestpathogeen bevat, is het noodzakelijk dat men zich strikt aan de voorschriften houdt. Daarom worden alle onderzoeken uitsluitend uitgevoerd door goed opgeleid personeel in speciale antipestinstellingen.

Pestpreventie

Een speciale antipestdienst houdt voortdurend toezicht op natuurlijke pesthaarden en organiseert maatregelen om menselijke ziekten in het land te voorkomen. Deze dienst bestaat uit vijf antipestinstituten en tientallen antipeststations en -afdelingen.

Ondanks de aanwezigheid van natuurlijke haarden is er sinds 1930 geen enkel geval van pest bij mensen in Rusland geweest. Voor specifieke pestpreventie wordt een pestvaccinatie gebruikt - een levend verzwakt vaccin van de EV-stam. Het wordt cutaan, intradermaal of subcutaan toegediend. Daarnaast is een droog tabletvaccin voor oraal gebruik voorgesteld. Postvaccinatie-immuniteit wordt gevormd op de 5e-6e dag na vaccinatie en houdt 11-12 maanden aan. Een intradermale allergietest met pestine is voorgesteld voor de beoordeling en retrospectieve diagnostiek van pestine. De reactie wordt als positief beschouwd als er na 24-48 uur een afsluiting van ten minste 10 mm in diameter wordt gevormd op de plaats van toediening van de pestine en er roodheid optreedt. De allergietest is ook positief bij mensen met postinfectie-immuniteit.

Een grote bijdrage aan de studie van de pest en de organisatie van de strijd ertegen werd geleverd door Russische wetenschappers: DS Samoylovich (de eerste niet alleen in Rusland, maar ook in Europa die in de 18e eeuw op jacht ging naar de pestmicrobe, hij was ook de eerste die vaccinaties tegen de pest voorstelde), DK Zabolotny, NP Klodnitsky, IA Deminsky (studie van natuurlijke pesthaarden, dragers van de ziekteverwekker in de haarden, enz.) en anderen.