Patogen antraks

Antraks adalah penyakit menular akut yang menyerang manusia dan hewan (domestik dan liar).

Nama Rusia untuk penyakit ini diberikan oleh S.S. Andrievsky sehubungan dengan epidemi besar di Ural pada akhir abad ke-18. Pada tahun 1788, dengan eksperimen heroik infeksi diri, ia membuktikan identitas antraks pada manusia dan hewan dan akhirnya menegaskan independensi nosologisnya. Agen penyebab - Bacillus anthracis - berulang kali dijelaskan oleh penulis yang berbeda (Pollender A., 1849; Dalen K., 1850; Braun F., 1854), tetapi peran etiologisnya akhirnya ditetapkan oleh R. Koch (1876) dan L. Pasteur (1881).

B. anthracis (genus Bacillus) termasuk dalam famili Bacillaceae (kelas Bacilli). Bakteri ini merupakan batang besar dengan panjang 5-8 µm, terkadang hingga 10 µm, dengan diameter 1,0-1,5 µm. Ujung batang yang hidup agak membulat, sedangkan ujung batang yang mati terpotong dan agak cekung. Batang pada apusan terletak berpasangan dan sangat sering dalam rantai, terutama yang panjang pada media nutrisi, menyerupai tongkat bambu. Batang antraks dapat diwarnai dengan baik dengan semua pewarna anilin, bersifat gram positif. Bakteri ini tidak memiliki flagela, membentuk spora, tetapi hanya di luar tubuh manusia atau hewan dengan adanya oksigen dan kelembaban tertentu. Suhu optimum untuk sporulasi adalah 30-35 °C (pembentukan spora tidak terjadi di bawah 12 °C dan di atas 43 °C). Spora terletak di bagian tengah, diameternya tidak melebihi diameter sel bakteri. Pembentukan spora terjadi ketika bakteri mengalami kekurangan sumber energi, asam amino, atau basa. Karena sumber nutrisi bagi bakteri ini terdapat dalam darah dan jaringan, sporulasi tidak terjadi di dalam tubuh. Agen penyebab antraks membentuk kapsul, tetapi hanya di dalam tubuh hewan atau manusia; hal ini jarang diamati pada media nutrisi (pada media yang mengandung darah atau serum). Enkapsulasi bakteri patogen merupakan mekanisme perlindungan. Hal ini disebabkan oleh faktor-faktor yang terkandung dalam darah dan jaringan, oleh karena itu kapsul terbentuk ketika bakteri berada di dalam tubuh atau ketika tumbuh pada media dengan darah, plasma, atau serum. Kandungan G + C dalam DNA bervariasi dalam 32-62 mol % (untuk genus secara keseluruhan).

Agen penyebab antraks adalah aerob atau anaerob fakultatif. Suhu optimum untuk pertumbuhan adalah 37-38 °C, pH medium adalah 7,2-7,6. Bakteri ini tidak menuntut media nutrisi. Pada media padat, bakteri ini membentuk koloni besar, matte, dan kasar dengan bentuk R. Struktur koloni, karena susunan rantai batang, yang membentuk benang yang memanjang dari bagian tengah, mirip dengan ikal atau surai singa (Gbr. 98). Pada agar yang mengandung penisilin (0,05-0,5 U/ml), setelah 3 jam pertumbuhan, basil hancur menjadi bola-bola individu yang terletak dalam bentuk rantai, membentuk fenomena "kalung mutiara". Dalam kaldu, batang, yang berbentuk R, tumbuh di dasar, membentuk endapan dalam bentuk gumpalan kapas, sedangkan kaldu tetap transparan. B. anthracis bersifat virulen dalam bentuk R, dan kehilangan virulensinya saat berubah menjadi bentuk S. Batang-batang tersebut membentuk koloni bulat dan halus dengan tepi halus pada media padat, dan kekeruhan seragam dalam kaldu. Dalam kasus ini, batang-batang tersebut kehilangan kemampuan untuk tersusun dalam rantai pada apusan dan memperoleh tampilan seperti kokobakteri, tersusun dalam kelompok.

B. anthracis cukup aktif secara biokimia: memfermentasi glukosa, sukrosa, maltosa, trehalosa dengan pembentukan asam tanpa gas, membentuk H2S, mengentalkan susu dan melakukan peptonisasi, bersifat katalase-positif, memiliki nitrat reduktase. Ketika disemai dengan cara disuntikkan ke dalam kolom gelatin pepton daging 10-12%, bakteri ini menyebabkan pencairan lapis demi lapis.

Untuk membedakan B. anthracis dari spesies Bacillus lainnya, serangkaian karakteristik digunakan.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]

Struktur antigenik patogen antraks

Agen penyebab antraks memiliki antigen somatik dan antigen kapsul yang bersifat protein (terdiri dari asam D-glutamat), yang terbentuk terutama di dalam tubuh hewan dan manusia. Antigen somatik yang bersifat polisakarida bersifat stabil terhadap panas, dan terawetkan dalam waktu lama di lingkungan luar dan di dalam bangkai hewan. Reaksi termopresipitasi Ascoli diagnostik didasarkan pada deteksinya. Basil antraks juga memiliki antigen yang sama dengan genus Bacillus.

[ 4 ], [ 5 ], [ 6 ]

Faktor patogenisitas patogen antraks

Faktor virulensi terpenting dari basil antraks adalah kapsul. Hilangnya kapsul menyebabkan hilangnya virulensi. Kapsul melindungi B. anthracis dari fagositosis. Faktor virulensi penting lainnya, yang bertanggung jawab atas kematian hewan, adalah toksin kompleks yang mengandung tiga komponen berbeda: faktor I, yang terdiri dari protein dan karbohidrat; dan dua faktor yang murni bersifat protein (faktor II dan III). Sintesis toksin kompleks dikendalikan oleh plasmid pXOl dengan mm 110-114 MD. Plasmid pXOl mengandung tiga gen yang menentukan sintesis komponen utama eksotoksin:

• gen cua - faktor edema (EF);
• gen pag - antigen pelindung (PA);
• gen lef - faktor mematikan (LF).

Produk gen cua (OF) adalah adenilat siklase, yang mengkatalisis akumulasi cAMP dalam sel eukariotik. Faktor edema menyebabkan peningkatan permeabilitas vaskular.

Antigen pelindung menginduksi sintesis antibodi pelindung (namun, yang paling imunogenik adalah kompleks dari ketiga komponen toksin yang dinetralkan), faktor letal menyebabkan kematian hewan. Ketiga komponen toksin tersebut bekerja secara sinergis. Sintesis kapsul antraks juga dikendalikan oleh plasmid рХ02 dengan mm 60 MD.

Resistensi terhadap B. anthracis

Dalam bentuk vegetatifnya, patogen antraks memiliki ketahanan yang sama terhadap faktor lingkungan dan bahan kimia seperti bakteri non-pembentuk spora lainnya - pada suhu di atas 75 °C ia mati dalam 5-10 menit, pada bangkai hewan di bawah pengaruh produk limbah bakteri pembusuk - dalam beberapa hari. Spora basil antraks sangat stabil: mereka bertahan hidup di tanah selama beberapa dekade, di air - selama beberapa tahun, di bawah pengaruh sinar matahari langsung mereka mati dalam 20 hari atau lebih, ketika direbus mereka hancur dalam 45-60 menit, ketika diautoklaf pada 110 °C - dalam 5 menit, panas kering (140 °C) dapat bertahan hingga 3 jam. Spora bertahan lama di wol dan kulit hewan yang digunakan untuk berbagai penyamakan, dan dalam daging asin.

Epidemiologi antraks

Sumber utama antraks adalah herbivora yang sakit. Selama periode penyakit, mereka mengeluarkan patogen dengan urin, kotoran, dan air liur ke dalam tanah, sehingga menginfeksinya. Oleh karena itu, tanah, terutama yang kaya akan bahan organik, menjadi reservoir tambahan patogen. Hewan terinfeksi terutama melalui jalur pencernaan (melalui makanan dan air minum yang terkontaminasi spora), lebih jarang - melalui penularan - melalui gigitan lalat, kutu, lalat kuda, yang membawa patogen dari hewan yang sakit, mayat, dan benda-benda yang terinfeksi di lingkungan luar; sangat jarang - melalui udara. Patogen tidak menular melalui kontak langsung dari hewan yang sakit ke hewan yang sehat.

Manusia terinfeksi antraks melalui kontak langsung dengan bangkai hewan, saat memotong bangkai hewan yang dibunuh dengan paksa, saat merawat hewan yang sakit, saat memakan daging atau produk daging yang diperoleh dari hewan yang sakit, atau saat bersentuhan dengan wol, kulit, atau bulu sikat yang terinfeksi patogen atau sporanya. Infeksi pada orang yang sehat dari orang yang sakit sangat jarang terjadi.

Portal masuk untuk infeksi adalah kulit dan selaput lendir saluran usus dan pernapasan. Bergantung pada portal masuk, antraks manusia terjadi dalam bentuk kulit (paling sering, hingga 98% dari semua kasus penyakit), bentuk usus atau paru-paru. Masa inkubasi bervariasi dari beberapa jam hingga 6-8 hari, paling sering - 2-3 hari. Bentuk kulit memanifestasikan dirinya dalam bentuk karbunkel antraks, yang biasanya terlokalisasi pada bagian tubuh yang terbuka (wajah, leher, tungkai atas), lebih jarang - pada area tubuh yang ditutupi pakaian. Karbunkel adalah semacam fokus nekrosis hemoragik, di atasnya terbentuk vesikel dengan isi serosa-berdarah atau keropeng hitam-coklat padat. Kulit dan jaringan subkutan karbunkel dan sekitarnya mengalami edema, jenuh dengan eksudat serosa-berdarah, tetapi nanah dan abses biasanya tidak diamati. Pada jaringan yang meradang dan eksudat terdapat sejumlah besar basil yang dikelilingi oleh kapsul.

Dalam bentuk usus, keracunan umum dengan manifestasi katarak dan hemoragik dari saluran pencernaan (mual, muntah dengan darah, diare berdarah, nyeri di perut dan punggung bawah) diamati. Penyakit ini berlangsung 2-4 hari dan paling sering berakhir dengan kematian.

Bentuk antraks paru sangat jarang terjadi dan terjadi sebagai bronkopneumonia dengan keracunan umum yang dalam, nyeri dada, malaise umum, suhu tinggi, batuk dengan produksi dahak, awalnya lendir, kemudian berdarah. Kematian terjadi pada hari ke-2-3. Sebagai aturan, semua bentuk antraks disertai dengan suhu tinggi (39-40 °C). Bentuk antraks yang paling parah adalah dalam bentuk septik, yang dapat berupa primer atau akibat komplikasi dari bentuk penyakit lainnya. Hal ini ditandai dengan banyaknya manifestasi hemoragik dan adanya sejumlah besar patogen dalam darah, cairan serebrospinal dan di sejumlah organ orang yang sakit. Penyakit antraks di antara orang-orang bersifat sporadis.

Kekebalan pasca infeksi dikaitkan dengan munculnya antitoksin dan antibodi antimikroba (pelindung).

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

Diagnostik laboratorium antraks

Berikut ini berfungsi sebagai bahan untuk penelitian: dalam bentuk kulit - isi vesikel, keluarnya cairan dari karbunkel atau ulkus; dalam bentuk usus - feses dan urin; dalam bentuk paru - dahak; dalam bentuk septik - darah. Berbagai objek lingkungan (tanah, air), produk makanan, bahan baku asal hewan dan bahan lainnya dapat menjadi subjek penelitian. Untuk mendeteksi patogen, metode bakterioskopik digunakan: deteksi batang gram positif yang dikelilingi oleh kapsul (dalam bahan dari hewan atau manusia) atau yang mengandung spora (objek lingkungan). Metode diagnostik utama adalah bakteriologis - isolasi kultur murni dan identifikasinya, dengan pengujian wajib untuk patogenisitas untuk hewan laboratorium. Dalam kasus di mana bahan yang diteliti sangat terkontaminasi dengan mikroflora yang menyertainya, terutama yang membusuk, uji biologis digunakan: tikus putih atau marmut terinfeksi secara subkutan. Bila ada B. anthracis, tikus dan marmut mati dalam 24-26 jam, kelinci - dalam 2-3 hari, dengan tanda-tanda sepsis umum; limpa membesar tajam, di tempat penyuntikan bahan - infiltrat. Pada sediaan apusan dari darah dan organ - batang kapsul.

Di antara reaksi serologis, reaksi termopresipitasi Ascoli digunakan terutama untuk tujuan diagnostik. Reaksi ini digunakan dalam kasus-kasus yang sulit untuk mengandalkan isolasi kultur patogen murni (khususnya, ketika memeriksa wol, kulit, bulu sikat, dan benda-benda lainnya). Reaksi Ascoli didasarkan pada deteksi antigen patogen yang bersifat termostabil, yang bertahan lebih lama daripada sel vegetatif dan spora basil antraks yang masih hidup. Untuk diagnostik antraks retrospektif, digunakan uji alergi dengan antraksin.

Pengobatan antraks

Pengobatan antraks bersifat kompleks. Pengobatan ini ditujukan untuk menetralkan racun dan melawan patogen: imunoglobulin anti-antraks dan antibiotik (penisilin, tetrasiklin, eritromisin, dll.) digunakan.

[ 13 ], [ 14 ], [ 15 ], [ 16 ], [ 17 ], [ 18 ], [ 19 ]

Profilaksis spesifik antraks

Vaksin pertama terhadap antraks diperoleh oleh L. Pasteur pada tahun 1881, di negara kita - oleh LS Tsenkovsky pada tahun 1883 dari strain B. anthracis yang dilemahkan. Saat ini, di Rusia, vaksin STI bebas spora dan bebas kapsul digunakan untuk mencegah antraks pada manusia dan hewan. Vaksin ini dibuat dari strain basil antraks yang tidak virulen. Vaksin terhadap antraks sangat efektif. Vaksinasi diberikan satu kali, baik secara kutan atau intradermal, kepada individu yang, karena profesinya, mungkin terinfeksi antraks. Vaksinasi ulang diberikan setelah satu tahun.