Опера о чуме (учебник)

ниями, носителями могут быть свиньи, коровы и даже верблюды, которые выступают в качестве случайных второстепенных носителей, то есть тех, которые способны заражаться и болеть, но не играют никакой роли в эпизоотии.

Некоторые из второстепенных носителей могут быть основными для антропургических очагов. Вспомним, что основным носителем во время первой и второй пандемии была крыса (при этом для природного очага она случайный носитель). С другой стороны, носителем в антропургическом очаге могут быть любые сельскохозяйственные и домашние животные, если они восприимчивы к чуме. Верблюды, сайгаки, овцы, в частности, тибетская овца (Ovis aries), вполне могут быть носителями инфекции, их мясо и молоко в отсутствие должной термической обработки, а также сам процесс забоя могут представлять опасность для человека. С другой стороны, такие крупные животные, как лошади, слоны, буйволы и олени, имеют достаточный иммунитет к чуме, и их заражение возможно только путём искусственного «накачивания» высокими дозами возбудителя.

Интересно, что среди грызунов также встречаются резистентные к чумному микробу виды и особи. Второе представляет особенный интерес: так полуденные песчанки (Meriones meridianus), обитающие на левом берегу реки Волги (левобережные), невосприимчивы к чуме, чего не скажешь об их высоковосприимчивых сородичах, обитающих, например, на правом берегу (правобережные). Исследования1 показали, что причиной этого является разница в содержании 2,3-дифосфоглицериновой кислоты и фосфора в эритроцитах, а также Ca2+ в сыворотке и плазме крови: у первых оно достоверно ниже, что и обуславливает их резистентность (напомним, что полуденных песчанок относят к основным носителям).

1 Смирнова Е. Б., Аванян Л. А. Содержание 2,3-дифосфоглицериновой кислоты в эритроцитах чувствительных и резистентных к чуме полуденных песчанок, в сборн. Патологическая физиология особо опасных инфекций (Труды противочумных учреждений). Саратов: Всесоюз-

ный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский противочумный институт «Микроб», 1981, 184 с.; Чурикова Н. В., Семененко Р. Д., и др. Содержание

Ca2+ в сыворотке и плазме крови полуденных песчанок с различной резистентностью к микробу чумы, в сборн. Микробиология и биохимия особо опасных инфекций (Труды противочумных учреждений). Саратов: Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научноисследовательский противочумный институт «Микроб», 1988, 104 с.

70

Отдельно стоит поговорить о домашних животных. Собаки сами по себе мало восприимчивы к чуме (болеют в лёгкой, чаще скрытой форме), но представляют эпидемиологическую опасность для человека в том смысле, что могут приносить на себе заражённых блох (однако, нужно помнить о редких случаях развития первичной лёгочной формы, о которых подробно поговорим в Главе 8).

Кошки, эти любимые многими пушистые урчащие комочки счастья, наоборот, крайне восприимчивы к чуме (вспомним болгарское поверье, за что чума мстит кошкам) и способны заразить человека, например, через укусы, фекалии и выдыхаемый аэрозоль (в 10 % случаев). Бубонная форма чумы у кошек возникает как вследствие укуса блохи (тогда поражаются дистальные лимфатические узлы), так и через раны в ротовой полости и межзубные щели во время проглатывания инфицированного мяса (поражаются подчелюстные и шейные лимфатические узлы, а также миндалины). В результате дальнейшего попадания в кровь и распространения инфекции возможен занос в лёгкие с развитием вторичной лёгочной формы. При прямом вдыхании возбудителя из полости рта или вдыхании чумного аэрозоля (от больного лёгочной формой) возможно развитие первичной лёгочной формы. Кроме того, кошки могут реализовать аэрогенный механизм передачи инфекции (как и человек). Вполне вероятно, что кошки как основные борцы с грызунами во время эпидемий чумы1 вносили важный вклад в её распространение.

1 В Средневековье за убитую крысу полагалась награда, но она была так мала, что не оправдывала риска заражения. Интересно, что спустя много лет неофициальным девизом так называемых туннельных крыс (подразделений вооружённых сил США, Австралии и Новой Зеландии, действующих во время Вьетнамской войны в подземных туннелях, вырытых вьетнамскими партизанами) был «Non Gratum Anus Rodentum» (англ. «Not Worth a Rat’s Ass»), что следует перевести как «не стоит и крысиной задницы».

71

В предыдущих главах мы довольно много говорили о роли блох как в эпизоотии, так и распространении чумного микроба через заражение млекопитающих, в том числе человека. И хотя каждой блохе присущи свои хозяева (хоть это и не строго специфично) 1 и свой ареал обитания, механизм передачи чумного микроба от одного носителя другому в целом похож, поэтому остановимся на нём подробнее. Процесс насасыва-

ния крови длится от одной минуты до нескольких часов и различается в зависимости от вида. Так, Xenopsylla cheopis насасывает кровь с избытком, в то время как Ctenocephalides felis насасывает немного, но часто. Вместе с тем механизм насасывания у всех сводится к работе двух насосов (цибариальному и фарингиальному), которые сокращаются один за другим, чтобы протолкнуть порцию крови через пищевод к преджелудку и далее в желудок, именуемый средней кишкой (Рис. 5.1). Между порциями крови преджелудок остаётся плотно закрытым клапаном. Однако поскольку во время насасывания он постоянно открывается и закрывается, то часть крови из средней кишки может регургитировать в преджелудок. Там под действием мышиного токсина, о котором мы говорили ранее, и продуктов хромосомных генов запасания гемина (hms, от англ. hemine storage [gene])2, белков аккумуляции гемина, реализуется то, что принято называть блокадой.

1Уже упоминалось, что, например, Pulex irritans паразитирует на человеке, а

Xenopsylla cheopis – на грызунах. Блоха Ctenocephalides felis – на кошках, Cediopsylla spillmannii – на американских кроликах рода Sylvilagus (сведения о переносчиках в природных очагах см. в Приложениях).

2Присутствуют у всех йерсиний на так называемой хромосомной области пигментации (различаются единичными нуклеотидными заменами). Получили своё название из-за способности сорбировать кислые красители и гемин.

73

Рис. 5.2. Блокада преджелудка блохи Oropsylla montana (по Hinnebusch B. J., 2017):

а и d – блокированная блоха, женская (а) и мужская (d) особи (стрелкой указана свежая кровь, которая не может попасть в желудок);

b и е – рассечение пищеварительного тракта (дифференциальная интерференци- онно-контрастная микроскопия; Е – свежая кровь, PV – желудок с блокированным преджелудком, MG – средняя кишка); с и f – комбинация

(b и е) с флуоресцентной микроскопией

Впервые механизм блокады преджелудка блохи был описан1 в 1914 году Артуром Уильямом Бэ котом2 и Чарльзом Джеймсом Мáртином3. Учёные обнаружили, что Y. pestis росла в виде больших скоплений в средней кишке инфицированных блох. Более того, у некоторых блох бактериальные скопления также развивались в просвете преджелудка, что, по их мнению, имеет решающее значение для дальнейшей эффективной передачи бактерии носителю (Рис. 5.2 и Рис. 5.3).

1 Bacot A. W., Martin C. J. LXVII. Observations on the mechanism of the transmission of plague by fleas. J Hygiene (Lond). 1914; 13:423–439; Bacot A. W. Further notes on the mechanism of the transmission of plague by fleas. J Hygiene (Lond). 1915; 14:774–776.

2Arthur William Bacot, 1866–1922; британский энтомолог, изучавший патогенез чумы у блох. Занимался изучением вшей и их связи с окопной лихорадкой (возбу-

дитель: Bartonella quintana, ранее Rickettsia quintana) и сыпным тифом (возбудитель:

Rickettsia provazekii). Умер, заразившись последним.

3Sir Charles James Martin, 1866–1955 британский врач, физиолог, член Лондонского королевского общества. Директор Института профилактической медицины им. Дж. Листера (1903–1930). Автор работ по змеиным токсинам, эпидемиологии.

74

Рис. 5.3. Классический рисунок процесса формирования блока в преджелудке блох (по Bacot A. W., Martin C. J., 1914; публикуется с разрешения

The Cambridge University Press)

В вопросе механизма блокировки довольно долгое время господствовала так называемая коагулазная модель, которая отводила центральную роль активатору плазминогена, кодируемому плазмидой pPla. Хотя быстрая активация плазминогена приводит к разрушению сгустков фибрина при 37°С, при более низкой температуре, которая свойственна кишечнику блох, наоборот, наблюдается тромбообразующая и плазмакоагулазная активности, поэтому Y. pestis, обволакиваясь и размножаясь внутри фибринового сгустка, залегает среди шипиков преджелудка, разрастаясь до полноценного блока. При всей кажущейся логичности этой модели она вступает в противоречие, например, с тем фактом, что штаммы, не синте-

75

зирующие активатор плазминогена (т. е. Pla-негативные штаммы пишут «Pla-»)1, также способны блокировать блоху Xenopsylla cheopis. Поэтому на смену этой модели пришла новая, получившая название биоплёночная. Как уже говорилось ранее, мышиный токсин способствует выживанию бактерии в средней кишке от бактерицидных продуктов распада эритроцитов. При этом снижение температуры запускает продукцию регулятора транскрипции RovМ, стимулирующего синтез продуктов генов hms (белков HmsH и HmsF во внешней мембране и белков HmsR, HmsS, HmsT и HmsP во внутренней мембраны), то есть образование внеклеточного матрикса, который, в свою очередь, окружает плотную микроколонию бактерий по мере их роста, образуя биоплёнку. Кроме того, вклад в образование биоплёнки вносит синтезируемый в ответ на кислую среду кишечника порин OmpF. Сформированная биоплёнка усиливает агрегацию бактерий на поверхности шипиков преджелудка (Рис. 5.4), приводя к его блокированию.

Далее, блохи достаточно быстро погибают (через 5–10 суток), причиной чему служат голод и нарушение функции органов, стеснённых раздувшимся преджелудком. В это время блоха и выступает в роли активного переносчика2, поскольку каждая поступающая порция крови оказывается регургитирована назад в млекопитающего, неся в себе чумные микробы. При этом, поскольку при насасывании порция составляет 0,1–0,3 мкл, помним, что для зараже-

ния блохи требуется, чтобы бактериемия у носителя составляла не менее 106 КОЕ/мл.

Интересно, что у Y. pseudotuberculosis (как и у всех представителей рода Yersinia) также имеются гены hms, но опыты показывают, что они не придают бактерии способности образовывать биоплёнку и с её помощью блокировать блох. Но и у чумного микроба этот процесс неоднороден. Так, штамм KIM6+ (2.MED) демонстрирует колонизацию не только преджелудка, но всей длины пищевода (Рис. 5.5)! Однако близость к ротовым частям блохи в этом случае не приводит к более высокой эффективности регургитативной передачи.

1В обратной ситуации штамм называют Pla-позитивным или Pla+.

2«Пассивным» переносчиком будет являться блоха, употреблённая в пищу носителем.

76

В противоположность сказанному, возможна реализация альтернативного механизма, поскольку не все блохи подвергаются блокированию, а у некоторых оно реализуется частично. Сообщается, что блок возникает у Xenopsylla cheopis только в 60% случаев, у

Oropsylla montana – в 25% случаев, а у блох Frontopsylla semura, пара-

зитирующих на горных сусликах, только в 3% случаев! Тем не менее уже члены Индийской комиссии по исследованию чумы в 1907 году показали1 возможность заражения млекопитающих такими блохами, назвав это ранней фазой передачи, что подтверждает предположение Артура Уильяма Бэкота о том, что образование чумного блока (поздняя фаза передачи) не является единственным способом передачи бактерий блохами. Конечно, одна незаблокированная блоха, у которой почти вся порция крови попала в желудок и среднюю кишку при почти полном отсутствии регургитации (мешает закрытый клапан желудка), не способна заразить млекопитающее через укус, но для 10–25 блох скорость передачи уже составит около 70%. И поскольку такой способ передачи требует участия множества блох, его также называют массовой передачей. Кроме того, реали-

1 Indian Plague Research Commission. Further observations on the transmission of plague by fleas, with special reference to the fate of the plague bacillus in the body of the rat flea (P. cheopis). J Hygiene

(Lond). 1907; 7:395–360.

77

Рисунок блох, отловленных во время эпидемии чумы на острове Авадзи (Япония), выполненный Китасато Сибасабуро (по , 1909)

зация такого вида передачи зависит от температуры, прекращаясь при 10°С, что указывает на некоторую протективную функцию блока, поскольку блокированные блохи передают инфекцию во всём диапазоне температур (при 27–30°С она несколько снижена). Конечно, ранняя передача менее эффективна, однако она тоже играет важную роль в эпизоотическом процессе, поскольку образование блока занимает время, а также способствует гибели до поло-

78

вины всех заражённых блох. Можно предположить, что млекопитающие также могут заражаться от умерших блох алиментарным путём, употребляя их в пищу.

Подводя итог сказанному, следует поговорить об эпидемиологии. На Рис. 5.6 кратко показаны основные пути и механизмы передачи инфекции. Как уже говорилось ранее, чума «обитает» в природных очагах и существует в них в рамках эпизоотического процесса (чёрный пунктирный круг), однако возможен «выход» из него, например, при миграции грызунов 1 и паразитирующих на них блох во время голода, как это было во время первой пандемии. Также возможно попадание заражённой блохи на домашних и сельскохозяйственных животных с последующим их заражением при близком расположении очага с жилыми постройками. В основном такой путь реализуется в странах Северной и Южной Америки и Африки. Для сохранения очага в природных границах осуществляется комплекс мероприятий, возглавляемых в некоторых странах так называемой противочумной службой. Среди мероприятий отметим слежение за эпизоотическими проявлениями чумы (включая отлов животных и взятие проб окружающей среды для микробиологической индикации возбудителя), а также проведение профилактических и противоэпидемических мероприятий, включающих снижение численности (истребление) носителей и блох (вспомним: для прекращения распространения инфекции нужно разрушение хотя бы одного звена эпидемиологической цепочки).

Основной способ распространения инфекции (красные жир-

ные стрелки) обеспечивается трансмиссивным механизмом, когда блоха, насосавшись крови от инфицированного носителя, кусает другого носителя или человека, при этом инфицированная кровь от блохи попадает в кровь укушенного. Может также реализовываться непосредственно при укусе инфицированного носителя, например, грызуна или кошки (красные пунктирные стрелки).

Остальные способы следует считать второстепенными.

Контактный механизм (чёрные сплошные стрелки) реализует передачу инфекции через контаминированные предметы, такие как

1 Большой тушканчик (Allactaga major) способен развивать скорость до 50 км/ч!

79