3. Возбудитель ботулизма

Возбудитель ботулизма – С. botulinum. Вызывает остропротекающий кормовой токсикоз. Болезнь развивается вследствие воздействия ботулинического токсина на организм, характеризуется поражением центральной нервной системы и сопровождается парезами двигательных мышц.

Ботулизм описан в середине XVIII в., его название связано с появлением болезни у людей в результате употребления в пищу кровяной колбасы (лат. botulus – колбаса). Возбудитель же был открыт в 1896 г. Ван Эрменгемом, который выделил его из зараженной ветчины, а также селезенки человека, погибшего от ботулизма.

Дальнейшее изучение показало, что в природе существует семь сероваров С. botulinum (А, В, С, D, E, F и G), которые различаются между собой по антигенной структуре экзотоксинов.

Морфология. С. botulinum в окрашенных препаратах имеет вид палочек с закругленными концами длиной 4-9 и шириной 0,6-0,8 мкм. Бактерии располагаются изолированно или парами, иногда в виде коротких цепочек. Микроб подвижен (перитрих); большинство клеток из старых культур без жгутиков. Образует споры, располагающиеся субтерминально, редко центрально. Палочки со спорами имеют вид теннисных ракеток. Капсулы не образуют. Вегетативные клетки хорошо окрашиваются спиртоводными растворами анилиновых красок: грамположительные – в молодых культурах и на препаратах из тканей, грамотрицательные – в старых культурах.

Культивирование. Возбудители ботулизма – строгие анаэробы. На поверхности плотных питательных сред растут при условии, если остаточное давление воздуха не превышает 8 кПа. Для культивирования применяют специальные среды: глюкозо-кровяной агар Цейсслера, печеночный агар с глюкозой, агар столбиком с глюкозой, среду Китта-Тароцци, бульон Хоттингера под вазелиновым маслом с кусочками мяса или печени и 0,5-1 % глюкозы.

Оптимальная температура для роста и токсинообразования бактерий сероваров А, В, С, D составляет 35 ⁰С, для сероваров Е и F – 28-30 ⁰С. Споры возбудителей ботулизма сероваров Е и F могут прорастать, размножаться и образовывать токсин даже при 4 ⁰С, развитие и токсинообразование сероваров А и В возможно при 10-55 ⁰С. Оптимум рН 7,4-7,7.

В среде Китта-Тароцци происходит помутнение, затем появляется осадок и жидкость светлеет, культура издает запах прогорклого масла.

На агаре Цейсслера вырастают прозрачные колонии – росинки величиной в несколько миллиметров с ровными или изрезанными краями и блестящей поверхностью, окруженные зоной гемолиза. Колонии окрашены в слегка коричневатый или серовато-мутный цвет, их середина вогнутая или выпуклая. Крупные колонии более плоские. Колонии одного штамма могут быть нескольких типов. В агаре столбиком колонии имеют форму чечевиц или комочков ваты с уплотненным центром.

Биохимические свойства. С. botulinum среды с сахарами ферментирует с образованием газа и кислоты глюкозу, левулезу, мальтозу, глицерин, декстрин, салицин, адонит, инозит и не разлагает галактозу, сахарозу, дульцит, маннит, арабинозу и рамнозу. Однако эти свойства непостоянны и не могут служить критерием идентификации микроба и дифференциации его сероваров.

Бактерии сероваров А и В обладают высокой протеолитической активностью: полностью переваривают кусочки печени и мышц в жидких средах; у серовара F протеолитические свойства выражены слабее и минимальны у сероваров С, D и Е.

Токсинообразование. В анаэробных условиях в организме животных, субстратах растительного и животного происхождения, а также на специальных питательных средах С. botulinum синтезирует чрезвычайно сильный экзотоксин, относящийся к группе нейротоксинов. Самый сильный токсин вырабатывает серовар А. Каждый из семи сероваров возбудителя ботулизма образует токсин, имеющий только ему присущую антигенную структуру. В составе токсина различают не менее пяти факторов: нейротоксин, гемолизин, гемолизин-гемагглютинин, липазу и протеазу. Токсическими факторами С. botulinum также служат ферменты патогенности и среди них протеиназы, лецитиназы и декарбоксилазы.

Антигенная структура. Все семь сероваров экзотоксина обладают иммунологической специфичностью, выявляемой в реакции нейтрализации. Специфичность токсинов сероваров А, В и Е очень высока, С и D – несколько ниже. Токсины сероваров С и D не нейтрализуются антитоксинами А, В и Е, но их небольшие дозы перекрестно нейтрализуются большими количествами антитоксинов D и С. Известен также факт перекрестной нейтрализации специфическими антисыворотками ботулинических токсинов сероваров Е и F.

Возбудители ботулизма имеют жгутиковый Н- и соматический О-антигены, выявляемые в реакции агглютинации. О-антиген является групповым, общим для протеолитических штаммов С. botulinum сероваров А, В и С. sporogenes; Н-антиген типоспецифичен. Наблюдается совпадение его (идентичность) у бактерий, различающихся по варианту экзотоксинов.

Устойчивость. Вегетативные клетки возбудителя малоустойчивы к воздействию различных факторов внешней среды. Температура 80 ⁰С убивает их через 30 минут, кипячение – через 2-5 минуты. Резистентность спор высока. В высушенном состоянии они сохраняют жизнеспособность десятилетиями. К нагреванию споры более устойчивы в среде, содержащей значительное количество жира; наличие ионов железа, кальция, высокая концентрация сахарозы также повышают термоустойчивость.

Споры клостридий ботулизма сероваров А, В и F наиболее устойчивы к кипячению; наименее резистентны споры серовара Е. Споры сероваров С и D имеют промежуточную степень терморезистентности. Так, споры сероваров А и В хорошо переносят кипячение (100 ⁰С) в течение 5ч и погибают только через 6 ч. При нагревании до 105 ⁰С споры погибают не ранее чем через 2 ч, при 120 ⁰С – через 20-30 мин. Поэтому более надежный способ обезвреживания спор возбудителя ботулизма – автоклавирование не менее 30 мин при 120 ⁰С. Молодые споры из 6-10 суточных культур сероваров А и В более устойчивы к температуре, чем споры из старых культур.

Споры хорошо переносят низкие температуры и не погибают при минус 190 ⁰С; при минус 16 ⁰С сохраняются до 1 года, но часть их при этом разрушается. Споры сероваров А и В обладают более высокой резистентностью к радиации: переносят облучение в дозе 2,5-3 Мрад, но эта способность у различных штаммов неодинакова и зависит от состава среды, ее рН и концентрации спор. Желудочный сок и пищеварительные ферменты их не разрушают.

Устойчивы споры и к различным химическим бактерицидным веществам. В 5 % феноле сохраняют жизнеспособность одни сутки, 10 % раствор соляной кислоты убивает их при комнатной температуре через 1 ч, 40 % формалин в двукратном разведении – через 24 ч, этиловый спирт – через 2 месяца. В среде, содержащей 14 % поваренной соли, выживают 2 месяца.

Ботулинический токсин в жидких средах разрушается при кипячении через 15-20 мин, в твердых субстратах – через 2 ч. Протеолитические ферменты желудочно-кишечного тракта (пепсин, трипсин) не разрушают токсины сероваров А, В, С, D, F, но усиливают активность токсина серовара Е. В кислой среде при рН 3,5-6,8 устойчивость токсинов выше, чем в щелочной, при рН 7,8 они значительно снижают свои токсические свойства, рН выше 8,5 их инактивирует.

В зерне токсин может сохраняться месяцами; солнечный свет и высушивание его ослабляют, но полностью не обезвреживают в течение 93 суток. Зерно, обработанное 1 % раствором гидроксида натрия, теряет токсические свойства через 3-6 ч.

Патогенность. Наиболее чувствительны к ботулиническому токсину лошади, у них болезнь чаще вызывают токсины серовара В, реже – сероваров А и С. Крупный рогатый скот поражается токсинами сероваров С и D, овцы и козы также чувствительны к токсинам С и D; у коз ботулизм встречается чрезвычайно редко, но они очень чувствительны к токсину С. Свиньи в естественных условиях проявляют к ботулизму значительную устойчивость, однако экспериментально заболевание можно вызвать всеми сероварами токсина, причем они наиболее чувствительны к сероварам В и F, но известны случаи заболевания свиней, обусловленные токсином А. Собаки, кошки, волки, другие хищники более резистентны. Исключение составляют норки, которые проявляют высокую чувствительность к ботулизму и поражаются чаще всего токсином серовара С. Описан ботулизм песцов, черно-бурых лисиц и ондатр.

К ботулизму восприимчивы более 36 видов птиц; среди них куры, индейки, утки, гуси, чайки, голуби. Болезнь вызывают преимущественно токсины сероваров С, А и В. Рыбы, амфибии и рептилии к ботулизму практически невосприимчивы.

Чувствителен к ботулизму и человек; в качестве этиологических факторов выделены клостридии сероваров А, В и Е.

Лабораторные животные (белые мыши, морские свинки и кролики) восприимчивы к ботулиническим токсинам всех сероваров.

Патогенез. Ботулинический токсин в организм попадает с кормом. Его удается обнаружить в тонком и толстом кишечниках, крови, печени, желчи, моче, иногда в мозге. Особенно сильно при ботулизме поражается центральная нервная система.

Из крови токсин проникает в органы, поражая нервные элементы. Действуя на нейроны спинальных моторных центров и продолговатого мозга, вызывает развитие паралитического синдрома; поражение же периферических моторных нервно-мышечных синапсов сопровождается нарушением передачи возбуждения с нерва на мышцу. В больших дозах токсин угнетает тканевое дыхание головного мозга и выступает в качестве сосудистого яда.

Эпизоотологические данные. Ботулизмом болеют многие виды животных и птицы независимо от возраста. У крупного рогатого скота и коз болезнь чаще вызывают клостридии типов С и D, у лошадей – А, В, С, D, у норок – С, у птиц – А, С. Плотоядные и всеядные животные (свиньи, собаки, кошки), а также крысы наиболее устойчивы ко всем типам токсина. Отравление животных и птицы чаще происходит при попадании токсина ботулизма в пищеварительный тракт с кормами и изредка – при прорастании спор и образовании токсина в травмированной ткани животного.

У животных болезнь проявляется в виде спорадических случаев или в виде небольших вспышек. Массовые отравления происходят в теплое время года на пастбищах.

Заражение после употребления консервов из мяса теплокровных животных (тушенка, окороки, колбасы и др.) наиболее часто вызывают бактерии типа В, из рыбы – бактерии типов Е и F, консервированных продуктов растительного происхождения (маринованные грибы, овощи, фрукты и др.) – бактерии типов А и В.

Предубойная диагностика. У животных наблюдается общая слабость, слюнотечение, частая зевота, нарушение акта жевания. Особо характерен синдром бульбарного паралича жевательного и глотательного аппаратов. У животных сохраняется аппетит, они захватывают корм, долго его пережевывают, обильно смачивая слюной, но не могут проглотить. Вода и жидкий корм также не проглатываются и вытекают через носовые ходы. Часто наблюдают парез нижней челюсти и языка. Язык вываливается из ротовой полости, нередко ущемляется зубами, отекает и приобретает сине-красный цвет, а иногда покрывается язвочками; нижняя челюсть отвисает. Голос теряется. Иногда отмечают расширение зрачков; верхние веки опущены. Перистальтика кишечника отсутствует. Температура нормальная или субнормальная. Нередко обнаруживают ригидность мышц шеи и расстройство координации движения. Вследствие резкого расслабления мускулатуры животные часто лежат и сами не поднимаются, иногда производят плавательные движения конечностями. Сознание в течение болезни сохраняется.

Послеубойная диагностика. Послеубойная диагностика ботулизма затруднена, так как патологоанатомические изменения не характерны. В кишечнике, особенно в тонком отделе, отмечают катаральные изменения, гиперемию и кровоизлияния на слизистой. Паренхиматозные органы нередко полнокровны и размягчены. Сосуды серозных покровов инъецированы. Легкие отечны, в осложненных случаях имеются признаки пневмонии. Иногда под эпикардом и эндокардом наблюдают кровоизлияния; в сердечной сумке – эксудат лимонно-желтого цвета. Диагноз ставят на основании клинической картины и лабораторных исследований.

Лабораторная диагностика. Биологическое исследование направлено на обнаружение ботулинических токсинов. Пробы патологического материала растирают с физиологическим раствором, затем для экстрагирования выдерживают при комнатной температуре 1-2ч, пропускают через ватно-марлевый фильтр или центрифугируют при 3000 оборотах в минуту в течение 30 минут. Цитратную кровь и сыворотку не разводят, но исследуют сразу после взятия: токсин в них разрушается очень быстро.

Для постановки биопробы берут четырех белых мышей массой по 16-18 г каждая. Двум из них исследуемый материал (0,5-0,8 мл) вводят внутрибрюшинно или внутривенно (в хвостовую вену). Две другие остаются контрольными, им инокулируют предварительно прогретый в течение 30 мин при 100 ⁰С экстракт. При наличии ботулинического токсина две первые мыши гибнут через 1-4 суток, контрольные остаются живы.

Типизацию токсина проводят в реакции нейтрализации с гомологичными антитоксическими сыворотками согласно прилагаемому к ним наставлению.

Специфическая профилактика. При ботулизме иммунитет антитоксический. У восприимчивых животных естественный иммунитет к ботулизму отсутствует. Описаны случаи индивидуальной устойчивости к ботулиническому токсину человека и животных. Перенесенное заболевание также не вызывает иммунитета ни у человека, ни у животных.

В сыворотках здоровых людей и животных неоднократно обнаруживали в высоких титрах агглютинины к антигенам клостридии ботулизма. Эти антитела не проявляли защитного эффекта и, как предполагают, возникали в результате скрытой иммунизации малыми дозами спор, случайно попавших с пищей и кормом.

Доказана возможность создания стойкого антитоксического иммунитета к ботулизму путем искусственной вакцинации специфическим анатоксином. Для специфической профилактики ботулизма используют анатоксины, преципитированные квасцами или сорбированные на гидроксиде алюминия.

Из животных вакцинируют только норок. Они очень чувствительны к токсину серовара С и при поедании недоброкачественных кормов заболевают ботулизмом. В России вакцина против ботулизма норок представляет собой анакультуру штаммов серовара «С-норка», преципитированную квасцами. Вводят ее (как молодняку, так и взрослым животным) однократно в дозе 1 мл в мышцу с внутренней стороны бедра. Иммунитет наступает через 2-3 недели после прививки и длится не менее года. В США используют ассоциированную вакцину против вирусного энтерита и ботулизма норок.

Для лечебных целей выпускают антитоксическую сыворотку.

Ветеринарно-санитарная оценка и мероприятия. По действующему законодательству убой на мясо животных, больных или подозрительных по заболеванию ботулизмом, запрещается.

Туши от больных ботулизмом животных с органами и шкурой уничтожаются. Туши, обсемененные по ходу технологического процесса возбудителем ботулизма, направляют на утилизацию.

Все готовые мясные и другие пищевые продукты, при обнаружении в них CI. botulinum и их токсинов, уничтожаются.

Ботулизм у домашней птицы. Тушки с внутренними органами, пух и перо уничтожают.