פתוגן המגפה

מגפה (pestis) היא מחלה זיהומית חריפה המופיעה כאלח דם דימומי. בעבר, המגפה הייתה מכה נוראית לאנושות. ידועות שלוש מגפות מגפה, שגבו מיליוני חיים.

המגפה הראשונה התרחשה במאה ה-6 לספירה. היא גרמה למותם של כ-100 מיליון בני אדם בין השנים 531 ל-580 - מחצית מאוכלוסיית האימפריה הרומית המזרחית (מגפת "יוסטיניאנוס").

המגפה השנייה פרצה במאה ה-14. היא החלה בסין ופגעה במדינות רבות באסיה ובאירופה. באסיה מתו ממנה 40 מיליון איש, ובאירופה מתו 25 מיליון מתוך 100 מיליון איש. כך מתאר נ.מ. קרמזין את המגפה הזו בספרו "תולדות המדינה הרוסית": "המחלה התגלתה על ידי בלוטות בחללים הרכים של הגוף, אדם השתעל דם ומת ביום השני או השלישי. בלתי אפשרי, אומרים הכרוניקאים, לדמיין מחזה נורא יותר... מבייג'ינג ועד גדות הפרת והלדוגה, בטן הארץ התמלאה במיליוני גופות, והמדינות היו שוממות... בגלוחוב ובבלוז'רסק לא נותר תושב אחד... מגפה אכזרית זו הגיעה וחזרה מספר פעמים. בסמולנסק היא השתוללה שלוש פעמים, ולבסוף, בשנת 1387, נותרו רק חמישה אנשים, שלפי הכרוניקה יצאו וסגרו את העיר, שהייתה מלאה בגופות."

מגפת המגפה השלישית החלה בשנת 1894 והסתיימה בשנת 1938, והרגה 13-15 מיליון בני אדם.

הגורם למגפה התגלה בשנת 1894 על ידי המדען הצרפתי א. ירסן, שלכבודו היא נקראה Yersinia pestis. הסוג Yersinia שייך למשפחת ה-Enterobacteriaceae וכולל 11 מינים, מתוכם שלושה פתוגניים לבני אדם: Yersinia pestis, Yersinia pseudotuberculosis ו-Yersinia enterocolitica; הפתוגניות של האחרים עדיין אינה ברורה.

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

מורפולוגיה של פתוגן המגפה

ירסיניה פסטיס היא באורך 1-2 מיקרון ועוביה 0.3-0.7 מיקרון. במריחות מגוף החולה ומגופות של אנשים ומכרסמים שמתו מהמגפה, היא נראית כמו מוט קצר בצורת אליפסה (בצורת ביצה) עם צביעה דו-קוטבית. במריחות מתרבית ציר, המוט ממוקם בשרשרת, במריחות מתרביות אגר - באופן אקראי. צביעה דו-קוטבית נשמרת בשני המקרים, אך חלשה מעט במריחות מתרביות אגר. הגורם למגפה הוא גראם-שלילי, נצבע טוב יותר בצבעים אלקליים וקרבוליים (כחול לפלר), אינו יוצר נבגים ואין לו שוטונים. תכולת ה-G + C ב-DNA היא 45.8-46.0 מול % (לכל הסוג). בטמפרטורה של 37 מעלות צלזיוס, הוא יוצר קפסולה עדינה בעלת אופי חלבוני, המתגלה על מצע תזונתי לח ומעט חומצי.

תכונות ביוכימיות של פתוגן המגפה

ירסיניה פסטיס היא צמח אירובי, והוא גדל היטב על מצע תזונתי רגיל. הטמפרטורה האופטימלית לגדילה היא 27-28 מעלות צלזיוס (טווח - מ-0 עד 45 מעלות צלזיוס), pH = 6.9-7.1. חיידק המגפה גדל באופן אופייני על מצע תזונתי נוזלי ומוצק: על ציר הוא מתבטא ביצירת שכבה רופפת, שממנה יורדים חוטים בצורת נטיפי קרח, הדומים לנטיפים, בתחתית - משקע רופף, הציר נשאר שקוף. התפתחות המושבות על מצע מוצק עוברת שלושה שלבים: לאחר 10-12 שעות תחת מיקרוסקופ, צמיחה בצורת לוחות חסרי צבע (שלב "הזכוכית השבורה"); לאחר 18-24 שעות - שלב "מטפחות התחרה", כאשר מסתכלים תחת מיקרוסקופ, מורגש אזור תחרה בהיר, הממוקם סביב החלק המרכזי הבולט, בצבע צהבהב או חום קל. לאחר 40-48 שעות, מתרחש שלב "המושבה הבוגרת" - מרכז בעל קווי מתאר חומים עם אזור היקפי מובהק. ל-Yersinia pseudotuberculosis ול-Yersinia enterocolitica אין שלב של "זכוכית שבורה". במצעים עם דם, מושבות Yersinia pestis הן גרגיריות עם אזור היקפי חלש מוגדר. על מנת להשיג במהירות צמיחה אופיינית ל-Yersinia pestis במצעים, מומלץ להוסיף להן ממריצי צמיחה: נתרן סולפיט, דם (או תכשיריו) או ליזט של תרבית סרקיניה. חיידק המגפה מאופיין בפולימורפיזם בולט, במיוחד במצעים עם ריכוז מוגבר של NaCl, בתרביות ישנות, באיברים של גופות מגפה מפורקות.

לחיידק המגפה אין אוקסידאז, אינו יוצר אינדול ו-H2S, יש לו פעילות קטלאז והוא מתסיס גלוקוז, מלטוז, גלקטוז ומניטול עם היווצרות חומצה ללא גז.

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

הרכב אנטיגני של פתוגן המגפה

עד 18 אנטיגנים סומטיים דומים נמצאו ב-Yersinia pestis, Yersinia pseudotuberculosis ו-Yersinia enterocolitica. Yersinia pestis מאופיין בנוכחות אנטיגן קפסולרי (חלק I), אנטיגני T ו-VW, חלבוני קואגולאז בפלזמה, פיברינוליזין, חלבוני ממברנה חיצונית ואנטיגן pH6. עם זאת, בניגוד ל-Yersinia pseudotuberculosis ו-Yersinia enterocolitica, Yersinia pestis אחיד יותר מבחינת אנטיגן; אין סיווג סרולוגי של מין זה.

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

עמידות של פתוגן המגפה

בכיח, חיידק המגפה יכול לשרוד עד 10 ימים; על פשתן ובגדים המלוכלכים בהפרשות החולה, הוא שורד במשך שבועות (חלבון וריר מגנים עליו מפני ההשפעה ההרסנית של ייבוש). בגופות של אנשים ובעלי חיים שמתו מהמגפה, הוא שורד מתחילת הסתיו ועד החורף; טמפרטורות נמוכות, קיפאון והפשרה אינן הורגות אותו. שמש, ייבוש וטמפרטורות גבוהות הרסניות עבור ירסיניה פסטיס. חימום ל-60 מעלות צלזיוס הורג תוך שעה, בטמפרטורה של 100 מעלות צלזיוס הוא מת תוך מספר דקות; אלכוהול 70%, תמיסת פנול 5%, תמיסת ליזול 5% וחומרי חיטוי כימיים אחרים הורגים תוך 5-10-20 דקות.

גורמי פתוגניות של פתוגן המגפה

ירסיניה פסטיס היא החיידק הפתוגני והתוקפני ביותר מבין החיידקים, ולכן היא גורמת למחלה הקשה ביותר. בכל בעלי החיים הרגישים אליו ובבני אדם, פתוגן המגפה מדכא את תפקוד ההגנה של מערכת הפגוציטים. הוא חודר לפגוציטים, מדכא את "התפרצות החמצון" בהם ומתרבה באין מפריע. חוסר היכולת של הפגוציטים לבצע את תפקידם ההורג ביחס לירסיניה פסטיס היא הסיבה העיקרית לרגישות למגפה. פולשנות גבוהה, אגרסיביות, רעילות, רעילות, אלרגניות ויכולת לדכא פגוציטוזה נובעים מנוכחותם של ארסנל שלם של גורמי פתוגניות ב-Y. פסטיס, המפורטים להלן.

יכולתם של תאים לספוג צבעים חיצוניים והמין. היא קשורה לתפקוד מערכת הובלת הברזל ומספקת ל-Yersinia pestis את היכולת להתרבות ברקמות הגוף.

• תלות הגידול בטמפרטורה של 37 מעלות צלזיוס בנוכחות יוני סידן במדיום.
• סינתזה של אנטיגנים של VW. אנטיגן W ממוקם בקרום החיצוני, ואנטיגן V נמצא בציטופלזמה. אנטיגנים אלה מבטיחים את רביית Y. pestis בתוך מקרופאגים.
• סינתזה של רעלן "עכבר". הרעלן חוסם את תהליך העברת האלקטרונים במיטוכונדריה של הלב והכבד של בעלי חיים רגישים, משפיע על טסיות דם וכלי דם (תרומבוציטופניה) ומשבש את תפקודם.
• סינתזה של קפסולה (חלק I - Fral). הקפסולה מעכבת את פעילות המקרופאגים.
• סינתזת חומרי הדברה היא מאפיין ספציפי למין של Yersinia pestis.
• סינתזת פיברינוליזין.
• סינתזה של קואגולאז בפלזמה. שני חלבונים אלה ממוקמים בקרום החיצוני ומספקים תכונות פולשניות גבוהות של ירסיניה פסטיס.
• סינתזה של פורינים אנדוגניים.
• סינתזה של חלבונים המושרים על ידי חום של הממברנה החיצונית - חלבוני Yop (חלבוני חוץ של Yersinia). חלבונים YopA, YopD, YopE, YopH, YopK, YopM, YopN מדכאים את פעילות הפגוציטים.
• סינתזה של נוירמינידאז. זה מקדם הידבקות (משחרר קולטנים עבור ירסיניה פסטיס).
• סינתזה של אדנילט ציקלאז. ההנחה היא שהוא מדכא את "התפרצות החמצון", כלומר חוסם את פעולת ההרג של מקרופאגים.
• סינתזה של פילי הידבקות. הם מעכבים פגוציטוזה ומבטיחים את חדירת Yersinia pestis, כטפיל תוך תאי, למקרופאגים.
• סינתזה של אמינופפטידאזות רחבות טווח.
• אנדוטוקסין (LPS) ורכיבים אחרים של דופן התא בעלי השפעות רעילות ואלרגניות.
• אנטיגן pHb. הוא מסונתז בטמפרטורה של 37 מעלות צלזיוס וב-pH נמוך, מדכא פגוציטוזה ובעל השפעה ציטוטוקסית על מקרופאגים.

חלק משמעותי מגורמי הפתוגניות של ירסיניה פסטיס נשלט על ידי גנים הנישאים על ידי 3 סוגי פלסמידים הבאים, הנמצאים בדרך כלל יחד בכל הזנים הפתוגניים:

• pYP (9.5 kb) - פלסמיד פתוגניות. נושא 3 גנים:
  • pst - מקודד את הסינתזה של פסטיצין;
  • פים - קובע חסינות לחומרי הדברה;
  • pla - קובע את פעילות הפיברינוליטית (מפעיל פלסמינוגן) ופלזמה-קואגולאז.
• pYT (65 MD) הוא פלסמיד בעל יכולת רעילה. הוא נושא גנים הקובעים את הסינתזה של רעלן ה"עכבר" (חלבון מורכב המורכב משני מקטעים, A ו-B, בעלי משקל מולקולרי של 240 ו-120 kDa, בהתאמה), וגנים השולטים ברכיבי החלבון והליפופרוטאין של הקפסולה. הרכיב השלישי שלו שולט בגנים של הכרומוזומים. הפלסמיד נקרא בעבר pFra.
• pYV (110 kb) - פלסמיד ארסי.

הוא קובע את התלות של גדילת Y. pestis ב-37 מעלות צלזיוס בנוכחות יוני Ca2+ במדיום, ולכן יש לו שם נוסף - פלסמיד Lcr (תגובת סידן נמוכה). הגנים של פלסמיד חשוב במיוחד זה מקודדים גם לסינתזה של אנטיגנים V ו-W וחלבוני Yop המושרים על ידי חום. הסינתזה שלהם מתבצעת תחת בקרה גנטית מורכבת בטמפרטורה של 37 מעלות צלזיוס ובהיעדר Ca2+ במדיום. כל סוגי חלבוני ה-Yop, למעט YopM ו-YopN, עוברים הידרוליזה עקב פעילותו של מפעיל הפלסמינוגן (גן pla של פלסמיד pYP). חלבוני Yop קובעים במידה רבה את הארסיות של Yersinia pestis. לחלבון YopE יש השפעות אנטי-פגוציטיות וציטוטוקסיות. YopD מבטיח את חדירת YopE לתא המטרה; ל-YopH יש פעילות אנטי-פגוציטית וחלבון טירוזין פוספטאז; לחלבון YopN יש תכונות של חיישן סידן; YopM נקשר לאתרומבין בדם אנושי.

[ 16 ], [ 17 ], [ 18 ]

חסינות לאחר זיהום

חסינות לאחר הדבקה חזקה ונמשכת לכל החיים. מקרים חוזרים של מגפה הם נדירים ביותר. אופי החסינות הוא תאי. למרות שנוגדנים מופיעים וממלאים תפקיד מסוים בחסינות הנרכשת, היא מתווכת בעיקר על ידי לימפוציטים מסוג T ומקרופאגים. אצל אנשים שחלו במגפה או שחוסנו, פגוציטוזה היא שלמה. היא זו שקובעת את החסינות הנרכשת.

אפידמיולוגיה של מגפה

מגוון נשאי הדם החם של חיידק המגפה הוא נרחב ביותר וכולל יותר מ-200 מינים מ-8 סדרות של יונקים. המקור העיקרי למגפה בטבע הם מכרסמים ולגומורפים. זיהום טבעי נקבע ביותר מ-180 מינים, כאשר למעלה מ-40 מהם הם חלק מעולם החי של רוסיה והטריטוריות הסמוכות (בתוך ברית המועצות לשעבר). מתוך 60 מיני הפרעושים שעבורם נקבעה האפשרות להעביר את פתוגן המגפה בתנאים ניסיוניים, 36 חיים בטריטוריה זו.

חיידק המגפה מתרבה בלומן מערכת העיכול של הפרעוש. בחלקו הקדמי נוצר פקק ("חסימת מגפה"), המכיל מספר רב של חיידקים. כאשר יונק נושך עם זרימת דם הפוכה לתוך הפצע, חלק מהחיידקים נשטפים מהפקק, מה שמוביל לזיהום. בנוסף, צואה המופרשת על ידי הפרעוש במהלך האכילה יכולה גם היא לגרום לזיהום אם היא נכנסת לפצע.

הנשאים העיקריים (העיקריים) של Y. pestis ברוסיה ובמרכז אסיה הם סנאי קרקע, גרבילים ומרמיטות, ובמוקדים מסוימים גם פיקות ונברנים. קיומם של מוקדי המגפה הבאים קשור אליהם.

• 5 מוקדים שבהם הנשא העיקרי של חיידק המגפה הוא סנאי הקרקע הקטן (אזור צפון-מערב הכספי; תעלת טרק-סונז'ה; מוקדי אלברוס; מוקדי וולגה-אורל וטרנס-אורל למחצה-מדבריים).
• 5 מוקדים שבהם הנשאים הם גופרים ומרמיטות (באלטאי - פיקות): טרנסבאיקל, גורנו-אלטאי, טובה ומוקדי טיין שאן ופמיר-אלאי בהרים הגבוהים.
• אזורי מדבר וולגה-אורל, טרנס-קווקז ומרכז אסיה, שם הנשאים העיקריים הם גרבילים.
• מוקדים טרנס-קווקזיים וגיסאר גבוהים בהרים עם הנושאים העיקריים - נברנים.

סיווגים שונים של Yersinia pestis מבוססים על קבוצות שונות של מאפיינים - מאפיינים ביוכימיים (וריאנטים חיוביים לגליצרול ושליליים לגליצרול), אזור תפוצה (וריאנטים אוקייניים ויבשתיים), סוגי נשאים עיקריים (וריאנטים של חולדה וסנאי קרקע). על פי אחד הסיווגים הנפוצים ביותר, שהוצע בשנת 1951 על ידי חוקר המגפה הצרפתי ר. דווינאט, בהתאם לתפוצה הגיאוגרפית של הפתוגן ולתכונותיו הביוכימיות, מובחנות שלוש צורות תוך-ספציפיות (ביו-בר) של Yersinia pestis.

על פי הסיווג של מדענים רוסים (סרטוב, 1985), המין Yersinia pestis מחולק ל-5 תת-מינים: Yersinia pestis subsp. pestis (תת-המין העיקרי; הוא כולל את שלושת הביו-ווארים של הסיווג של R. Devigny), Y. pestis subsp. altaica (תת-מין אלטאי), Yersinia pestis subsp. caucasica (תת-מין קווקזי), Y. pestis subsp. hissarica (תת-מין גיסאר) ו-Yersinia pestis subsp. ulegeica (תת-מין אודגה).

בני אדם נדבקים באמצעות עקיצות פרעושים, מגע ישיר עם חומר מדבק, טיפות הנישאות באוויר, ולעתים רחוקות דרך מזון (לדוגמה, אכילת בשר של גמלים נגועים במגפה). בשנים 1998-1999, 30,534 בני אדם ברחבי העולם סבלו מהמגפה, מתוכם 2,234 מתו.

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

תסמיני המגפה

בהתאם לשיטת ההדבקה, ישנן צורות בועות, ריאתיות ומעיים של מגפה; לעיתים רחוקות, ספטי ועורני (שלפוחיות מוגלתיות במקום עקיצת פרעוש). תקופת הדגירה של מגפה משתנה בין מספר שעות ל-9 ימים (אצל אנשים שעוברים סרופופילקסיס, עד 12 ימים). הגורם הסיבתי למגפה חודר דרך הנזק הקטן ביותר לעור (עקיצת פרעוש), לפעמים דרך הקרום הרירי או באמצעות טיפות הנישאות באוויר, מגיע לבלוטות הלימפה האזוריות, שם הוא מתחיל להתרבות במהירות. המחלה מתחילה בפתאומיות: כאב ראש חמור, חום גבוה עם צמרמורות, הפנים היפרמיות, ואז הן מתכהות, עיגולים כהים מתחת לעיניים ("מוות שחור"). בובו (בלוטת לימפה מודלקת מוגדלת) מופיעה ביום השני. לפעמים המגפה מתפתחת כל כך מהר שהחולה מת לפני הופעת בובו. מגפת ריאות חמורה במיוחד. היא יכולה להופיע כסיבוך של מגפת בועות, וגם באמצעות הדבקה באוויר. המחלה מתפתחת גם היא במהירות רבה: צמרמורות, חום גבוה, וכבר בשעות הראשונות כאב בצד, שיעול, בתחילה יבש, ולאחר מכן עם ליחה דמית, מתווספים; מתרחשים דליריום, ציאנוזה, קריסה ומוות. חולה במגפה ריאתית מהווה סכנה יוצאת דופן לאחרים, שכן הוא מפריש כמות עצומה של הפתוגן עם ליחה. בהתפתחות המחלה, התפקיד העיקרי ממלא דיכוי פעילות הפגוציטים: לויקוציטים נויטרופיליים ומקרופאגים. רבייה והתפשטות בלתי מרוסנת של הפתוגן דרך הדם בכל הגוף מדכאות לחלוטין את מערכת החיסון ומובילות (בהיעדר טיפול יעיל) למותו של החולה.

אבחון מעבדתי של מגפה

נעשה שימוש בשיטות בקטריולוגיות, בקטריולוגיות, סרולוגיות וביולוגיות, וכן בבדיקה אלרגית עם פשטין (לאבחון רטרוספקטיבי). החומר למחקר הוא: ניקוב מהבועה (או מהפרישה שלה), כיח, דם, ובצורת מעיים, צואה. ירסיניה פשטיס מזוהה על סמך מורפולוגיה, מאפיינים תרבותיים וביוכימיים, בדיקה עם פאג' מגפה ובאמצעות בדיקה ביולוגית.

שיטה פשוטה ואמינה לקביעת אנטיגנים של חיידקי מגפה בחומר הנחקר היא השימוש ב-RPGA, במיוחד באמצעות אבחון דם אדמוציטיים שעבר רגישות בנוגדנים חד שבטיים לאנטיגן הקפסולרי, ו-IFM. אותן תגובות יכולות לשמש לגילוי נוגדנים בסרום של חולים.

שיטת האבחון הביולוגית כוללת הדבקה של שרק ים בחומר הבדיקה (כאשר הוא מזוהם מאוד במיקרופלורה נלווית) באופן עורי, תת עורי, או, בתדירות נמוכה יותר, תוך-צפקי.

כאשר עובדים עם חומר המכיל את פתוגן המגפה, נדרשת הקפדה על המשטר, ולכן כל המחקרים מתבצעים רק על ידי אנשי צוות מיומנים היטב במוסדות מיוחדים למגפה.

מניעת מגפה

ניטור מתמיד של מוקדי מגפה טבעיים וארגון אמצעים למניעת מחלות אנושיות במדינה מתבצעים על ידי שירות מיוחד למאבק במגפה. הוא כולל חמישה מכונים למאבק במגפה ועשרות תחנות ומחלקות למאבק במגפה.

למרות נוכחותם של מוקדים טבעיים, לא היה מקרה אחד של מגפה בבני אדם ברוסיה מאז 1930. למניעת מגפה ספציפית, משתמשים בחיסון נגד מגפה - חיסון חי מוחלש מזן EV. הוא ניתן עורית, תוך-עורית או תת-עורית. בנוסף, הוצע חיסון יבש בטבליות לשימוש דרך הפה. חסינות לאחר חיסון נוצרת עד היום ה-5-6 לאחר החיסון ונמשכת 11-12 חודשים. הוצעה בדיקת אלרגיה תוך-עורית עם פשטין להערכתה ולאבחון רטרוספקטיבי של מגפה. התגובה נחשבת חיובית אם נוצר חותם בקוטר של לפחות 10 מ"מ באתר מתן פשטין לאחר 24-48 שעות ומופיעה אדמומיות. בדיקת האלרגיה חיובית גם אצל אנשים עם חסינות לאחר הדבקה.

תרומה גדולה לחקר המגפה ולארגון המאבק בה תרמו מדענים רוסים: ד.ס. סמוילוביץ' (הראשון לא רק ברוסיה, אלא גם באירופה ש"ציד" את חיידק המגפה עוד במאה ה-18, הוא היה גם הראשון שהציע חיסונים נגד המגפה), ד.ק. זבולוטני, נ.פ. קלודניצקי, י.א. דמינסקי (חקר מוקדי מגפה טבעיים, נשאים של הפתוגן במוקדים וכו') ואחרים.