Brucellae

Brucelóza je unikátne infekčné ochorenie ľudí a zvierat spôsobené baktériami rodu Brucella. V Rusku sa ročne zaregistruje približne 500 primárnych prípadov brucelózy u ľudí.

Ľudia sa nakazia brucelózou prevažne z domácich zvierat (ovce, kozy, kravy, ošípané, soby - hlavný rezervoár patogénu v prírode). Brucelóza existuje už dlho a bola opísaná pod názvami určenými jej geografickým rozšírením (maltská, neapolská, gibraltárska, stredomorská horúčka).

Patogén objavil v roku 1886 D. Bruce, ktorý ho našiel v preparáte zo sleziny vojaka, ktorý zomrel na maltskú horúčku, a nazval ho maltský mikrokok - Micrococcus melitensis. Zistilo sa, že jeho hlavnými prenášačmi sú kozy a ovce a k infekcii dochádza pri konzumácii surového mlieka od nich. V roku 1897 B. Bang a B. Stribolt objavili patogén infekčného potratu u kráv - Bacterium abortus bovis a v roku 1914 J. Traum objavil patogén infekčného potratu u ošípaných - Brucella abortus suis. Porovnávacia štúdia vlastností Brucella melitensis a Brucella abortus bovis, ktorú v rokoch 1916-1918 vykonal A. Ivens, ukázala, že sú od seba v mnohých vlastnostiach takmer nerozoznateľné. V tejto súvislosti bolo navrhnuté zlúčiť ich do jednej skupiny, pomenovanej na Bruceovu počesť - Brucella. V roku 1929 I. Heddleson zaradil do tejto skupiny Brucella abortus suis a navrhol rozdeliť rod Brucella na 3 druhy: Brucella abortus (Micrococcus melitensis), Brucella abortus (Brucella abortus bovis) a Brucella suis (Brucella abortus suis).

Ochorenie ľudí a zvierat spôsobené brucellami sa rozhodlo nazvať brucelóza. Následne bol rod Brucella doplnený o ďalšie tri druhy: Brucella ovis bola izolovaná z baranov trpiacich epididymitídou (1953), Brucella neotomae - z krýsových potkanov (1957) a Brucella canis - z loveckých psov (1966). Podľa klasifikácie Bergeyho (2001) patria brucely do triedy Alphaproteobacteria.

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

Morfológia brucely

Brucelózy majú podobné morfologické, tinktoriálne a kultivačné vlastnosti. Sú to gramnegatívne malé kokoidné bunky s priemerom 0,5-0,7 μm a dĺžkou 0,6-1,5 μm, umiestnené náhodne, niekedy v pároch, nemajú bičíky, netvoria spóry a kapsuly. Obsah G + C v DNA je 56-58 mol %.

Biochemické vlastnosti brucely

Brucella sú aeróby alebo mikroaerofily, nerastú za anaeróbnych podmienok. Optimálna teplota pre rast je 36-37 °C; pH 7,0-7,2; dobre rastie na konvenčných živných médiách, ale lepšie s pridaním séra alebo krvi. Odporúčané médiá: živný agar s prídavkom séra (5 %) a glukózy; agar pripravený na zemiakovom náleve s pridaním 5 % séra; krvný agar; mäsovo-peptónový vývar. Charakteristickým znakom Brucella abortus je jej potreba zvýšeného obsahu CO2 (5-10 %) v rastovej atmosfére. Pomalý rast je veľmi charakteristický pre brucely, najmä v prvých generáciách: pri výseve z ľudí a zvierat sa rast niekedy objaví po 2-4 týždňoch. Kolónie brucelly sú bezfarebné, konvexné, okrúhle - v tvare S, alebo drsné - v tvare R, spočiatku jemné a priehľadné, s vekom sa zakaľujú.

Kolónie Brucella canis, Brucella ovis a 5. biotypu Brucella suis majú vždy R-formu. Rast brucelly v bujónovom médiu je sprevádzaný rovnomerným zakalením. Pre rast brucelly sú nevyhnutné tiamín, biotín a niacín. Brucella fermentuje glukózu a arabinózu za vzniku kyseliny bez plynu, netvorí indol a redukuje dusičnany na dusitany. Tvorba sírovodíka je najvýraznejšia u Brucella suis.

Celkovo bolo u brucelly detegovaných 10 – 14 antigénových frakcií pomocou imunoelektroforézy extraktov pripravených z buniek zničených ultrazvukom. Brucelly majú spoločný rodovo špecifický antigén, rôzne ďalšie somatické antigény vrátane druhovo špecifického M (prevládajúci u Brucella melitensis), A (prevládajúci u Brucella abortus) a R (v hrubých formách). Antigény M a A sú detegované aj u iných druhov (biovarov) brucelly, ale v rôznych pomeroch, čo je potrebné zohľadniť pri ich identifikácii. Boli detegované antigény spoločné pre Francisella tularensis, Bordetella bronchiseptica a Y. enterocolitica (sérotyp 09). Vzhľadom na to, že niektoré znaky brucel sa líšia, druh Brucella melitensis sa delí na 3 biovary, druh Brucella abortus na 9 a B. suis na 5 biovarov. Na ich rozlíšenie na druhy a biotypy a identifikáciu sa používa komplex znakov, ktorý okrem morfologických a tinktoriálnych vlastností zahŕňa aj potrebu CO2 pre rast, schopnosť rásť na médiách v prítomnosti určitých farbív (zásaditý fuchsín, tionín, safranín), vylučovať H2S, tvoriť ureázu, fosfatázu, katalázu (aktivita týchto enzýmov je najsilnejšie prejavená u Brucella suis, na médiu so safranínom nerastú), citlivosť na bakteriofág Tbilisi, aglutináciu s monospecifickými sérami. V prípade potreby sa používajú ďalšie metabolické testy: schopnosť oxidovať určité aminokyseliny (alanín, asparagín, kyselina glutámová, ornitín, citrulín, arginín, lyzín) a sacharidy (arabinóza, galaktóza, ribóza, D-glukóza, D-erytritol, D-xylóza).

Štvrtým biovarom je Brucella suis, keďže jeho hlavným nosičom nie sú ošípané, ale soby, a vzhľadom na jeho ďalšie vlastnosti je vhodné ho rozlíšiť ako samostatný druh, Brucella rangiferis.

Piaty biovar B. suis zahŕňa kultúry izolované z potratených kráv a oviec a obsahujúce stabilnú R-formu Brucella.

Brucella-fág Tbilisi: v bežnom pracovnom riedení fág lyzuje iba B. abortus. Avšak v dávke rovnajúcej sa desiatim pracovným riedeniam fág lyzuje, aj keď slabo, kmene Brucella suis a Brucella neotomae.

[ 6 ], [ 7 ], [ 8 ], [ 9 ], [ 10 ], [ 11 ], [ 12 ]

Rezistencia voči brucelóze

Brucely sú v prostredí relatívne odolné. Prežívajú vo vlhkej pôde a vode až 2 – 3 mesiace a pri teplote 11 – 13 °C až 4,5 mesiaca; v stojatých vodách až 3 mesiace; v mlieku až 273 dní; v masle až 142 dní; v syre až 1 rok; vo fete až 72 dní; v kyslom mlieku až 30 dní; v kefíre až 11 dní. Sú však veľmi citlivé na vysoké teploty – pri 70 °C hynú po 10 minútach a pri varení už po niekoľkých sekundách. Pasterizácia mlieka pri teplote 80 – 90 °C spôsobuje ich úhyn po 5 minútach. Brucely sú tiež citlivé na rôzne chemické dezinfekčné prostriedky.

Faktory patogenity brucelózy

Brucelózy netvoria exotoxín. Ich patogenita je spôsobená endotoxínom a schopnosťou potláčať fagocytózu, zabrániť „oxidačnému vzplanutiu“. Špecifické faktory, ktoré potláčajú fagocytózu, neboli dostatočne preskúmané. Patogenita brucelózy je tiež spojená s hyaluronidázou a inými enzýmami. Je nevyhnutné, že brucelózy majú veľmi silnú alergénnu vlastnosť, ktorá do značnej miery určuje patogenézu a klinický obraz brucelózy.

[ 13 ], [ 14 ], [ 15 ], [ 16 ]

Postinfekčná imunita

Postinfekčná imunita je dlhotrvajúca a silná, ale sú možné opakované ochorenia. Imunita je zosieťovaná (proti všetkým typom brucelózy) a je spôsobená T-lymfocytmi a makrofágmi. U imúnnych ľudí a zvierat je fagocytóza úplná. Úlohou protilátok v imunite je stimulácia fagocytovej aktivity. Pozitívna alergická reakcia naznačuje nielen senzibilizáciu organizmu, ale aj prítomnosť imunity. K prelomu v imunite môže dôjsť pri infekcii veľkými dávkami patogénu alebo pri jeho vysokej virulencii.

Epidemiológia brucelózy

Hlavnými prenášačmi brucelózy sú ovce, kozy (Brucella melitensis), hovädzí dobytok (Brucella abortus), ošípané (Brucella suis) a soby (Brucella rangiferis). Môžu sa však šíriť aj na mnoho iných druhov zvierat (jaky, ťavy, byvoly, vlky, líšky, hlodavce, lamy, sajgy, bizóny, kone, zajace, ježky, sliepky atď.). Prechod Brucella melitensis na hovädzí dobytok je obzvlášť nebezpečný, pretože si v tomto prípade zachováva vysokú patogénnosť pre ľudí. Zo všetkých druhov je pre ľudí v našej krajine najpatogénnejší Brucella melitensis. Spôsobuje ochorenie u ľudí vo viac ako 95 – 97 % všetkých prípadov brucelózy. Brucella abortus spravidla spôsobuje latentnú formu ochorenia a klinické prejavy sa pozorujú iba v 1 – 3 %. Brucella suis spôsobuje ochorenie ešte menej často (menej ako 1 %). Patogenita brucelózy sa líši nielen v závislosti od druhu, ale aj od biovaru. Najmä biovary 3, 6, 7, 9 Brucella abortus nie sú horšie vo virulencii ako Brucella melitensis. Americké varianty Brucella suis sú tiež vysoko virulentné, preto sa etiologická úloha jednotlivých druhov brucelózy prejavuje v rôznych krajinách odlišne. Napríklad v Mexiku zohráva hlavnú úlohu v epidemiológii brucelózy Brucella melitensis, v USA - Brucella suis a v Kanade a niektorých európskych krajinách - Brucella abortus. Je možné, že biovary 3, 6, 7, 9 Brucella abortus vznikli v dôsledku migrácie Brucella melitensis na dobytok a jej transformácie.

U zvierat sa brucelóza vyskytuje ako všeobecné ochorenie, ktorého obraz môže byť rôzny. U veľkého a malého dobytka sú najtypickejšími prejavmi ochorenia infekčné potraty, najmä ak sú hromadné. U ošípaných sú potraty menej časté, ochorenie prebieha ako chronická sepsa s poškodením kĺbov, semenníkov a iných orgánov. Z chorých zvierat sa patogén vylučuje mliekom, močom, výkalmi, hnisom a obzvlášť hojne - počas obdobia potratu s plodom, plodovou vodou a výtokom z pôrodných ciest, ktoré sú najinfekčnejším materiálom. Hojné rozmnožovanie brucelóz v blanách plodu je spojené s prítomnosťou viacsýtneho alkoholu - erytritolu, ktorý slúži ako dôležitý rastový faktor pre Brunella všetkých druhov, okrem Brucella ovis.

Človek sa nakazí od zvierat (veľmi zriedkavo od chorého človeka) prevažne kontaktnou alebo kontaktno-domácou cestou (80-90% všetkých ochorení). Alimentárna metóda infekcie sa pozoruje najmä pri konzumácii nepasterizovaného mlieka od chorých zvierat alebo mliečnych výrobkov z neho pripravených, ako aj vody. Kontaktnou alebo kontaktno-domácou cestou sa môžu nakaziť všetky osoby, ktoré v dôsledku svojho povolania neustále alebo dočasne prichádzajú do styku so zvieratami alebo živočíšnymi surovinami (pastieri, chovatelia dobytka, dojičky, veterinárni pracovníci a iní). Brucelóza sa do ľudského tela dostáva cez kožu alebo oveľa častejšie cez sliznice úst, nosa, očí (zanesená špinavými rukami).

[ 17 ], [ 18 ], [ 19 ], [ 20 ], [ 21 ]

Príznaky brucelózy

Inkubačná doba brucelózy sa pohybuje od 1 týždňa do niekoľkých mesiacov.

Patogén vstupuje do lymfatických uzlín lymfatickými cestami; množením vytvára „primárny brucelózny komplex“, ktorého lokalizácia závisí od miesta vstupnej brány, ale najčastejšie ide o lymfatický aparát ústnej dutiny, retrofaryngeálne, cervikálne, submandibulárne žľazy a lymfatický aparát čreva. Z lymfatických uzlín patogén vstupuje do krvi a šíri sa po celom tele, pričom selektívne postihuje tkanivá lymfohematopoetického systému. Bakterémia a generalizácia procesu vedú k ťažkej alergizácii tela. Brucelóza sa vyskytuje ako chronická sepsa. Je to spôsobené neúplnou povahou fagocytózy. Keďže sa brucely nachádzajú a množia sa vo vnútri buniek vrátane fagocytov, sú neprístupné ani protilátkam, ani chemoterapeutickým liekom. Okrem toho sa môžu vo vnútri buniek transformovať na L-formy a v tejto forme pretrvávajú v tele dlhý čas a po návrate do pôvodnej formy spôsobujú recidívu ochorenia.

Príznaky brucelózy sú veľmi rozmanité a komplexné. Závisia predovšetkým od alergie a intoxikácie tela a od toho, ktoré orgány a tkanivá sú zapojené do infekčného procesu. Najčastejšie sú postihnuté lymfatický, cievny, hepatosplenický, nervový a najmä pohybový aparát. Brucelóza sa vyznačuje dlhým priebehom (niekedy až 10 mesiacov), v závažných prípadoch môže viesť k dlhodobej strate schopnosti pracovať a dočasnej invalidite, ale ochorenie spravidla končí úplným uzdravením.

Laboratórna diagnostika brucelózy

Brucelóza sa diagnostikuje pomocou biologického testu, bakteriologickej metódy, sérologických reakcií, Burnettovho alergického testu a DNA-DNA hybridizačnej metódy. Materiálom na štúdiu je krv, kostná dreň, spojivkový sekrét, moč, materské mlieko (u dojčiacich matiek), menej často - stolica, periartikulárna tekutina. Keďže hlavným miestom pobytu patogénu v tele sú bunky hemo- alebo lymfopoetického systému, mala by sa uprednostniť izolácia hemo- alebo myelokultúry. Pri bakteriologickom výskume je potrebné zabezpečiť podmienky pre rast Brucella abortus (potreba CO2). Identifikácia izolovaných brucelóznych kultúr sa vykonáva na základe znakov uvedených v tabuľke 30. Biologický test (infekcia morčiat) sa používa v prípadoch, keď je materiál silne kontaminovaný cudzou mikroflórou a je ťažké z neho priamo získať čistú kultúru patogénu. Sérologické reakcie sa môžu použiť buď na detekciu antigénov patogénu, alebo na detekciu protilátok proti nemu. Na detekciu brucelóznych antigénov, ktoré môžu cirkulovať v krvi buď vo voľnej forme, alebo vo forme komplexov antigén + protilátka (CIC - cirkulujúce imunitné komplexy), sa používajú nasledujúce reakcie: RPGA (najmä s použitím diagnostiky erytrocytov s monoklonálnymi protilátkami proti rodovo špecifickému antigénu Brucella); agregátno-hemaglutinačná reakcia (AGR); erytrocyty nesú protilátky proti brucelóznym antigénom; koaglutinačné, precipitačné a IFM reakcie. Na detekciu protilátok v sére pacienta sa používajú: Wrightova aglutinačná reakcia, Coombsova reakcia (na detekciu neúplných protilátok), nepriama imunofluorescenčná reakcia, RPGA, IFM, RSK, OFR, ako aj zrýchlené reakcie na skle: Heddlesonova, Rose Bengal, latexová aglutinácia, nepriama hemolytická reakcia (erytrocyty senzibilizované Brucella LPS sa lyzujú v prítomnosti protilátok a komplementu).

Ako predchádzať brucelóze?

Vakcína proti brucelóze je špecifická profylaxia brucelózy. Očkovanie sa vykonáva živou vakcínou pripravenou z kmeňa B. abortus (živá vakcína proti brucelóze - LBB), iba v ohniskách brucelózy kôz a oviec. Vakcína sa aplikuje kožne, jednorazovo. Revakcinácia sa vykonáva iba u jedincov s negatívnym Burnetovým testom a sérologickými reakciami. Keďže LBB má silný alergénny účinok, namiesto nej bola navrhnutá chemická vakcína proti brucelóze (CBV) pripravená z antigénov bunkovej steny brucely. Má vysokú imunogenicitu, ale je menej alergénna. Na liečbu chronickej brucelózy (stimuluje tvorbu postinfekčnej imunity) sa môže použiť suspenzia usmrtených brucel (usmrtená terapeutická vakcína) alebo LBB.