Bacillus
anthracis неподвижная, грамположительная (в молодых и старых культурах
встречаются и грамотрицательные клетки), образующая капсулу (в организме или
при культивировании на искусственных питательных средах с большим содержанием
нативного белка и СО2) и спору палочка, размером 1-1,3 х 3,0-10,0 мкм. При
температуре ниже 12 и выше 42 оС, а также в живом организме или невскрытом
трупе, в крови и сыворотке животных споры не образуются. В окрашенных препаратах
из крови и тканей больных или погибших от сибирской язвы животных бактерии
располагаются одиночно, попарно и в виде коротких цепочек по 3-4 клетки; концы
палочек, обращенных друг к другу, прямые, резко обрубленные, свободные - слегка,
закругленные. Иногда цепочки имеют форму бамбуковой трости.В мазках из культур
на плотных и жидких питательных средах палочки располагаются длинными цепочками.
Культивирование.
Bacillus
anthracis по способу дыхания относят к факультативным анаэробам, хорошо
растет на универсальных средах (МПБ, МПА, МПЖ, картофеле, молоке).Оптимальная
температура роста на МПА 35-37oС, в бульоне 32-33oС.
При температуре ниже 12 и выше 45oС не растет. Оптимум рН сред
7,2-7,6. На поверхности МПА в аэробных условиях при температуре 37oС
17-24-часовые культуры состоят из серовато-беловатых тонкозернистых с серебристым
оттенком, похожих на снежинки колоний, имеющих шероховатый рельеф и характерных
для типичных вирулентных штаммов (R-форма). Диаметр колоний не превышает 3-5
мм.На сывороточном агаре и свернутой лошадиной сыворотке в присутствии 10-50%
углекислоты колонии гладкие полупрозрачные (S-форма), а также слизистые (мукоидные),
тянущиеся за петлей (М-форма), состоящие из капсульных палочек.В МПБ Bacillus
anthracis через 16-24 ч на дне пробирки образует рыхлый белый осадок,
надосадочная жидкость остается прозрачной, при встряхивании бульон не мутнеет,
осадок разбивается на мелкие хлопья (R-форма).При посеве в столбик желатина
на 2-5-е сут появляется желтовато-белый стержень. Культура напоминает елочку,
перевернутую верхушкой вниз. Постепенно верхний слой желатин начинает разжижаться,
принимая сначала форму воронки, затем мешочка.Bacillus anthracis
при росте в молоке вырабатывает кислоту и через 2-4 дня свертывает его и пептонизирует
сгусток.Возбудитель хорошо размножается в 8-12-суточных куриных эмбрионах,
вызывая их гибель на 2-4 дней с момента заражения.
Биохимические свойства.
Ферменты Bacillus anthracis: липаза, диастаза, протеаза, желатиназа,
дегидраза, цитохромоксидаза, пероксидаза, каталаза, лецитиназа и др.Ферментирует
с образованием кислоты без газа глюкозу, мальтозу, сахарозу, трегалозу, фруктозу
и декстрин. На средах с глицерином и салицином возможно слабое кислотообразование.
Арабинозу, рамнозу, галактозу, маннозу, раффинозу, инулин, маннит, дульцит,
сорбит, инозит не сбраживает. Утилизирует цитраты, образует ацетилметилкарбинол
(реакция Фогеса - Проскауэра положительная). Выделяет аммиак. Редуцирует метиленовый
синий и восстанавливает нитраты в нитриты. Некоторые штаммы образуют сероводород.
Токсинообразование.
Bacillus anthracis образует сложный экзотоксин, состоящий из трех
компонентов: эдематогенный фактор (ЕF), протективный антиген (РА) и летальный
фактор (LF) или факторы I, II, III. Эдематогенный фактор вызывает местную
воспалительную реакцию - отек и разрушение тканей. Протективный антиген -
носитель защитных свойств, обладает выраженным иммуногенным действием. Летальный
фактор в смеси со протективным вызывает гибель крыс, белых мышей и морских
свинок.Каждый из трех факторов обладает выраженной антигенной функцией и серологически
активен.Инвазивные свойства микроба обусловлены капсульным полипептидом d-глутаминовой
кислоты и экзоферментами.
Антигенная структура.
В состав антигенов Bacillus anthracis входят неиммуногенный соматический
полисахаридный комплекс и капсульный глутаминполипептид. Полисахаридный антиген
не создает иммунитета у животных и не определяет агрессивных функций микроорганизма.
Устойчивость.
В невскрытом трупе вегетативная клетка микроба разрушается в течение 2-3
сут, в зарытых трупах сохранятся до 4 дней. В замороженном мясе при минус
15oС жизнеспособна 15 дней, в засоленном мясе - до 1,5 мес. В навозная
жиже, смешанной с сибиреязвенной кровью, погибает через 2-3 ч, споры же остаются
в ней вирулентными в течение месяцев. В запаянных ампулах с бульонными культурами
могут оставаться жизнеспособными и вирулентными до 63 лет, в почве - более
50 лет.Спирт, эфир, 2 %-ный формалин, 5 %-ный фенол, 5-10 %-ный хлорамин,
свежий 5 %-ный раствор хлорной извести, перекись водорода разрушают вегетативные
клетки в течение 5 мин. Этиловый спирт 25-100 % убивает споры в течение 50
дней и более, 5 %-ный фенол, 5-10%-ный раствор хлорамина - от несколько часов
до нескольких суток, 2 %-ный раствор формалина - через 10-15 мин, 3%-ный раствор
перекиси водорода - через 1 ч, 4 %-ный раствор перманганата калия - через
15 мин, 10 %-ный раствор гидроокиси натрия - через 2 ч.Вегетативные клетки
при нагревании до 50-55oС гибнут в течение 1 ч, при 60 oС
- через 15 мин, при 75 oС - через 1 мин, при кипячении - мгновенно.При
медленном высушивании наступает спорообразование и микроб не гибнет. При минус
10oС бактерии сохраняются 24 дня, при минус 24oС - 12
дней.Воздействие прямого солнечного света обезвреживает бактерии через несколько
часов.Сухой жар при температуре 120-140oС убивает споры через 2-3
ч, при 150oС - через 1 ч, текущий пар при 100oС - через
12-15 мин, автоклавирование при 110oС - за 5-10 мин, кипячение
- через 1 ч.Возбудитель сибирской язвы проявляет высокую чувствительность
к пенициллину, хлортетрациклину и левомицетину, а также к лизоциму. Бактериостатическим
эффектом на протяжении 24 ч обладает свежевыдоенное молоко коров.
Патогенность.
К возбудителю сибирской язвы восприимчивы все виды млекопитающих. Чаще болеют
овцы, крупный рогатый скот, лошади, козы, буйволы, верблюды и северные олени,
могут заражаться ослы и мулы. Свиньи менее чувствительны. Среди диких животных
восприимчивы все травоядные. Известны случаи заболевания собак, волков, лисиц,
песцов, среди птиц - уток и страусов.
Патогенез.
Заражение животных происходит преимущественно алиментарно. Через поврежденную
слизистую пищеварительного тракта микроб проникает в лимфатическую систему,
а затем в кровь, где фагоцитируется и разносится по всему организму, фиксируясь
в элементах лимфоидно-макрофагальной системы, после чего снова мигрирует в
кровь, обусловливая септицемию.Капсульное вещество ингибирует опсонизацию,
в то время как экзотоксин разрушает фагоциты, поражает центральную нервную
систему, вызывает отек, возникает гипергликемию и повышается активность щелочной
фосфатазы.В терминальной фазе процесса в крови снижается содержание кислорода
до уровня, несовместимого с жизнью.
Лабораторная диагностика.
Для лабораторного исследования на сибирскую язву направляют ухо павшего животного.
Бактериоскопия. Из патологического материала для микроскопии готовят
мазки, часть красят по Граму и обязательно на капсулы по Михину и Ольту. Обнаружение
типичных по морфологии капсульных палочек является важным диагностическим
признаком.Посев на питательные среды. Исходный материал засевают в МПБ и на
МПА (рН 7,2-7,6), инкубируют посевы при температуре 37oС в течение
18-24 ч, при отсутствии роста их выдерживают в термостате еще 2 сут.Биологическая
проба. Осуществляется на белых мышах, морских свинках, кроликах, одновременно
с посевом материала на питательные среды. Белых мышей заражают подкожно в
заднюю часть спины (по 0,1-0,2 мл), морских свинок и кроликов - под кожу в
область живота (по 0,5-1,0 мл). Мыши погибают через 1-2 сут, морские свинки
и кролики - через 2-4 сут. Павших животных вскрывают, делают мазки и посевы
из крови сердца, селезенки, печени и инфильтрата на месте инъекции исследуемого
материала.Идентификация. Возбудителя сибирской язвы следует дифференцировать
от сапрофитных бацилл: B. cereus, B. megaterium, B. mycoides и B.
subtilis на основе главных и дополнительных признаков. К главным признакам
относятся патогенность, капсулообразование, тест «жемчужного ожерелья», лизабельность
фагом, иммунофлюоресцентный тест. Дополнительными являются подвижность, отсутствие
гемолиза, лецитиназная активность, образование фосфатазы.
Тест |
B. anthracis |
B. cereus, B. megaterium, B. mycoides, B. subtilis |
Патогенность |
Патогенна для лабораторных животных |
Не патогенны для лабораторных животных, за исключением
B.cereus (при внутрибрюшинном заражении белых мышей). |
Капсулообразование |
Образует массивную с четкими
контурами капсулу. |
Капсулу не образуют. |
«Жемчужное ожерелье» |
На агаре с пенициллином возбудитель растет в виде
цепочек, состоящих из шарообразных форм, напоминающих ожерелье из жемчуга. |
Феномен «жемчужного ожерелья» отсутствует. |
Лизабельность фагом |
Лизируется сибиреязвенный фагом. |
Лизис сибиреязвенный фагом отсутствует. |
Иммунофлюоресцентный тест1 |
Положительный |
Отрицательный |
Подвижность |
Неподвижна |
Подвижны |
Гемолитеческая активность2 |
Как правило не гемолизирует эритроциты барана, или
лизирует очень медленно. |
Гемолизируют эритроциты барана.
|
Лецитиназная активность |
Желток куриного яйца свертывает медленно или вообще
не свертывает (левый сектор) |
B.cereus интенсивно синтезирует лецитиназу (верхний
сектор) |
Образование фосфатазы |
Отсутствует |
Имеется |
1 - ориентировочный метод и требует дополнительного
изучения вирулентности, капсулообразования, фагочувствительности.
2 - признак вариабелен у разных штаммов.
Серологическое исследование.
Для обнаружения сибиреязвенных антигенов при исследовании кожевенного и мехового
сырья, загнившего патологического материала, а также свежего патологического
материала и серологической идентификации выделенных культур применяют реакцию
преципитации по Асколи.В качестве серологического теста, главным образом для
изучения антигенного спектра Bacillus anthracis, применяют реакцию диффузионной
преципитации (РДП).Для выявления свежих случаев и ретроспективной диагностики
сибирской язвы у человека предложен аллерген антраксин (Э. Н. Шляхов, 1961).
Им выявляют и специфическую поствакцинальную сенсибилизацию у сельскохозяйственных
животных.
Иммунитет.
Формирование иммунитета инфекции по типу антитоксического обуславливает протективный
антиген.В настоящее время защитные антитела обнаружены при помощи РСК, РДП
и непрямого варианта метода флюоресцирующих антител.В результате естественного
заражения и переболевания сибирской язвы у животных возникает длительный иммунитет.С
целью активная защита животных от сибирской язвы применяют живые споровые
сибиреязвенные вакцины: вакцина СТИ (иммунитет наступает через 10 дней и длится
не менее 12 мес), вакцина из штамма № 55 (иммунитет наступает через 10 дней
и сохраняется не менее 1 года).Для лечения и пассивной профилактики применяют
противосибиреязвенную сыворотку и глобулин. Иммунитет наступает через несколько
часов и сохраняется до 14 дней.