Антраксен бацил (Bacillus anthracis)

Обща характеристика

От многото видове Bacillus и свързаните родове, повечето не причиняват заболяване и не са добре характеризирани в медицинската микробиология, но съществуват няколко вида, които причиняват важни заболявания при човека. Род Bacillus включва големи, аеробни, грам-положителни, пръчковидни бактерии. Повечето от членовете на този род са сапрофитни организми, преобладаващи в почвата, водата и въздуха. Някои от тях са патогенни за насекоми, като например B. thuringiensis. B. cereus може да се развива в хранителни продукти и да причини хранително отравяне. Както B.cereus, така и B.thuringiensis могат да причинят заболявания при имунокомпрометирани пациенти. Антраксният бацил, който причинява антракс е основният патоген на рода. Антракса остава важно заболяване при животните и хората. Поради силните си токсини, Б. антрацис е основен потенциален агент на биотероризма и биологичната война.

Името на вида - anthracis произлиза от гръцката дума "aνθραξ", която означава "въглища" и се отнася до най-честата форма на болестта - кожен антракс, при който се образуват големи, черни кожни лезии. Първата изработена ваксина е ветеринарната антраксна ваксина на Луи Пастьор.

Морфологина характеристика

Видовете Bacillus са пръчковидни, аеробни или факултативно анаеробни, Грам-положителни бактерии. При някои видове културите могат да се превърнат в Грам-отрицателни с времето. Много от видовете на рода проявяват широк спектър от физиологични способности, които им позволяват да живеят във всяка природна среда. Бактериите образуват ендоспори (спора, разположена във вътрешността на жива бактериална клетка). Всяка клетка притежаа само една ендоспора. Спорите са устойчиви на топлина, студ, радиация, изсушаване и дезинфектанти. В зависимост от вида ендоспорите са кръгли, овални или понякога цилиндрични. Те съдържат дипиколинова киселина. Електронно-микроскопските снимки показват, че спорите се състоят от тънка външна ендоспорова обвивка, кора и вътрешна спорова мембрана, обграждаща съдържанието на ендоспората.

Bacillus anthracis се нуждае от кислород за да се осъществи спорулирането. Това условие има важни последици за епидемиологията и контрола. In vivo, антраксният бацил произвежда полипептидна (полиглутамова киселина) капсула, която го предпазва от фагоцитоза. Родовете Bacillus и Clostridium образуват семейството Bacillaceae. Видовете се идентифицират чрез използване на морфологични и биохимични критерии за оценка.

Културелни особености

Колониите от B. anthracis са кръгли и често се оприличават на нарязано стъкло. Хемолизата не е често срещана характеристика на колониите на B. anthracis. След инкубиране в продължение на една нощ при 35-37 ° С върху кръвен агар, колониите от прясно изолиран B. anthracis са бели или сиво-бели и не хемолитични с диаметър 2-4 mm,притежаващи леко влажен , матов външен вид. Антраксният бацил използва прости източници като азот и въглерод за набавяне на енергия и растеж.

Спорите са устойчиви на промени в околната среда, издържат на топлина и химични дезинфектанти за умерени периоди и се запазват в продължение на години в суха земя. Животински продукти, замърсени със спорите на антракс (напр. кожа, косми, вълна, кости) могат да бъдат стерилизирани чрез автоклавиране.

Епидемиология

Bacillus anthracis се намира в почвата по целия свят. Инфекцията обикновено настъпва в едрия рогат добитък, който  по време на паша влиза в контакт или поглъща спорите на бактерия. Хората могат да придобият антракс при контакт със заразени животни или техни продукти. Приблизително 10 000 случая на кожна инфекция са настъпили в Зимбабве от 1979 г. до 1985 г., което е най-голямото известно огнище на антракс до днес.

Исторически, инхалаторният антракс се свързва с мащабната обработка на кожи и вълна, което довежда до инхалация на аерозолни спори. Няколко такива случая са свързани с подготовката и използването на животински кожи, замърсени със спори на B.anthracis. Към декември 2001 г. са идентифицирани общо 11 случая на инхалаторен антракс, от които 5 са фатални.

Мерките за контрол включват:

1. изхвърляне на животински трупове чрез изгаряне или чрез дълбоко погребване;
2. обеззаразяване (обикновено чрез автоклавиране) на продукти от животински произход;
3. използване на защитно облекло и ръкавици;
4. активно имунизиране на домашните животни с живи атенюирани ваксини.

Лицата с висок професионален риск трябва да бъдат имунизирани.

Патогенеза и клинична картина

При човекът и възприемчивите животни антраксният бацил започва своето делене на мястото на влизане (входна врата). Капсулите остават непокътнати.

В устойчивите животни, организмите пролиферират за няколко часа, през което време се осъществява огромно натрупване на левкоцити. Капсулите постепенно се разпадат. Организмите остават локализирани.
При хората приблизително 95% от случаите са тези на кожния антракс и 5% са инхалаторният. Стомашно-чревния антракс е много рядко срещан.

Кожният антракс обикновено се проявява в областта на откритите повърхности на ръцете, последвани често от лицето и шията. Папула се развива 1-7 дни след постъпването на бактерия в организма. Първоначално прилича ухапване от насекоми. Папулата бързо се превръща във везикула или малък пръстен от везикули, които се сливат и образуват некротична язва. Лезиите обикновено са с диаметър 1-3 cm и притежават характерено централно черно оцветяване . По-късно се появява оток, лимфангит и лимфаденопатия, както и симптоми на повишена
температура, неразположение и главоболие. След 7-10 дни есхарът е напълно развит. По-късно той се изсушава, разхлабва и отделя, а процесът се последва от гранулиране и образуване на цикатрикс. Може да са необходими много седмици, за да се лекува лезията и едемът.

Инхалаторният антракс - рядка, но много смъртоносна форма, се характеризира с симптоми на грип и болки в тялото. Стомашно-чревния антракс е рядка, но фаталена инфекция (причинява смърт до 25%),която е резултат от поглъщане на спори. Симптомите включват:

• треска и студени тръпки;
• болезнено преглъщане;
• гадене и повръщане;
• диария;
• зачервяване на очите;
• подуване на корема.

Микробиологична диагностика

При подозрение за инхалационен антракс гръдните рентгенови снимки или компютърнта томография могат да потвърдят дали пациентът има разширение на медиастиналното пространство или плеврален излив, каквито са рентгеновите открития, наблюдавани при пациенти с инхалационен антракс. Единствените начини за потвърждаване на диагноза антракс са:

• измерване на антитела или антраксни токсини в кръв;
• кръвно изследване, с последващо изготвяне на кръвна натривка и микроскопско наблюдение;
• изследване на кожни лезии;
• изследване на спинална течност;
• събиране на респираторни секрети.

Необходимо е събирането на проби за изследване да се извърши преди пациентът да започне антибиотично лечение.

Превенция и лечение

Разработени са редица антраксни ваксини за профилактика при животни и хора. Адсорбираната антракс ваксина (AVA) може да предпази от кожен и инхалаторен антракс. Въпреки това, тази ваксина се използва само за възрастни в риск от експозиция на антракс и не е одобрена за употреба след експозиция. Инфекциите с B. anthracis могат да бъдат лекувани с β-лактамни антибиотици като пеницилин и други, които са активни срещу Грам-положителни бактерии. Устойчиви на пеницилин Б. антрацис могат да бъдат лекувани с флуорохинолони.