Особено опасни инфекции

Особено опасните инфекции са група заболявания, които включват следните инфекции: чума, антракс, едра шарка, които могат да бъдат използвани като биологични оръжия или за терористични цели.

Биологичните оръжия са микроорганизми или техните токсини, използвани за причиняване на смърт или безпомощност при хора, животни или растения. Следователно, биологичните оръжия могат да се използват не само за убиване на хора, но и за причиняване на икономически щети чрез убиване на животни или култури.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]

Епидемиология

Отличителните епидемиологични характеристики на биологичните оръжия са достъпност, ниска цена, наличие на инкубационен период, възможност за защита от повреди, простота и секретност на производството, лекота на разпространение, широк обществен резонанс и достъпност на информация.

[ 4 ], [ 5 ], [ 6 ]

Причини

Стотици патогени са способни да причиняват инфекциозни заболявания, но само няколко от тях могат да бъдат използвани като биологични оръжия. Много от тях са патогени на зоонозни инфекции, които са опасни както за хората, така и за животните. Най-ефективният метод за разпространение на инфекциозни заболявания е аерозолът, в резултат на който патогените или токсините директно попадат в белите дробове. В този случай обаче увреждащият агент трябва да е стабилен под формата на аерозол, да има висока вирулентност и способност да причинява широк спектър от клинични прояви. Например, вирусът на венецуелския свински енцефалит, който може да причини заболяване при приблизително 100% от заразените хора, може да се използва като биологично оръжие, но вирусът на японския енцефалит, който в повечето случаи води до субклиничен ход на инфекцията, не може. В зависимост от целта на употреба, биологичните оръжия се разграничават с летални и нелетални ефекти. НАТО представи списък с 39 потенциални патогени и токсини, които могат да бъдат използвани като биологични оръжия. В Русия също има подобен списък, наречен „особено опасни патогени“. Освен това съществува скала, според която патогените на особено опасни инфекции се разграничават по необходимата доза за използване в аерозол, стабилност в околната среда, заразност, тежест на инфекцията, бързина на диагностициране, възможност за превенция и лечение. Най-актуални са патогените на едра шарка, чума, антракс и ботулизъм.

[ 7 ], [ 8 ], [ 9 ]

Патогени на особено опасни инфекции

Антракс (черна едра шарка)

Причинителят на антракс е Bacillus anthracis, неподвижна, грам-положителна, спорообразуваща бактерия. Тя е силно стабилна и вирулентна в продължение на десетилетия. Може да се произвежда и съхранява за дълги периоди от време. Спорите могат да бъдат приготвени с идеален размер (1-5 µm), за да проникнат дълбоко в дихателните пътища. Смъртоносната доза на бактериите за половината от заразените чрез вдишване е 8-10 хиляди спори или повече. Това количество може да попадне в дихателната система с едно вдишване в рамките на споровия облак. При остри инфекции в тялото се откриват само живи, капсулирани бактерии.

[ 10 ], [ 11 ], [ 12 ]

Едра шарка

Вирусът принадлежи към рода Orthopoxvirus и е ДНК вирус с диаметър 0,25 µm.

Чума

Причинителят на чумата е неподвижен грам-отрицателен кокобацил Yersinia pestis. При оцветяване по Грам, той има вид на тояга в резултат на биполярно оцветяване. В сравнение с причинителя на антракс, той е по-малко стабилен в околната среда, но леталната доза е значително по-ниска.

Наличност

Причинителите на особено опасни инфекции могат лесно да бъдат получени. Бактерии като Clostridium botulinum могат да бъдат изолирани от почвата и култивирани с основни микробиологични познания и умения. Причинителите на антракс и чума могат да бъдат изолирани от животни и обекти на околната среда в ендемични райони, от микробиологични колекции, от медицински компании или лаборатории, занимаващи се с легитимни научни и диагностични изследвания.

[ 13 ]

Инкубационен период

Може да продължи от няколко часа (стафилококов ентеротоксин B) до няколко седмици (Q-треска). Този вид оръжие се характеризира с постепенно развитие на ефекта, разпространява се под формата на аерозол без звук, мирис, цвят и не предизвиква усещания.

Патогенеза на особено опасни инфекции

Антракс

Инфекцията се предава по три начина: чрез контакт, храна и по въздушно-капков път. Капсулата на тези микроорганизми съдържа полиглутаминова киселина, която намалява фагоцитната активност на макрофагите. Спорите обаче могат да бъдат фагоцитирани от тъканни макрофаги, в които са способни да покълнат. Бактериите се размножават в зоната на проникване и навлизат в регионалните лимфни възли по лимфния път. По време на растежа си антраксните бактерии синтезират три протеина: едемален фактор, летален фактор и защитен антиген, като последният създава комплекси с едемален и летален фактор. Тези комплекси се наричат едемален и летален токсини. Действието на едемален фактор е свързано с локално активиране на аденилат циклазата и появата на едем. Действието на леталния фактор води до развитие на тъканна некроза.

При консумация на недопечено месо, бактериалните спори могат да попаднат в стомашно-чревния тракт и да причинят съответната форма на заболяването. Инхалационната форма се получава, когато спорите навлизат през дихателните пътища и се счита за най-привлекателната от гледна точка на създаването на биологични оръжия.

[ 14 ], [ 15 ], [ 16 ], [ 17 ]

Едра шарка

Патогенът навлиза в тялото по няколко начина. Аерозолната инфекция възниква чрез директен контакт със заразени индивиди. Контактната инфекция възниква чрез директен контакт на лигавиците на болни индивиди с лигавиците на здрав човек. В този случай вирусът се предава чрез заразени лигавични секрети или заразени клетки от десквамиран епител. Рискът от инфекция се увеличава рязко при аерозолно разпространение на вируса чрез кихане и кашляне. Един пациент може да бъде източник на инфекция за 10-20 здрави индивида. Инкубационният период е от 7 до 17 дни.

Вирусът прониква през лигавицата на дихателните пътища и навлиза в регионалните лимфни пътища. След репликация, в рамките на 3-4 дни настъпва виремия, която не е съпроводена с клинични прояви поради активното елиминиране на вирусите от ретикулоендотелната система. В резултат на продължаващата вирусна репликация, след няколко дни настъпва втора вълна на виремия, вирусите навлизат в кожата и други органи, а пациентите развиват първите симптоми на заболяването.

Чума

При бубонната форма на чума, бактериите от заразената област (ухапване от насекомо) навлизат в лимфната система, достигат до лимфните възли, където се размножават. В резултат на това лимфните възли се уголемяват и представляват бубон - силно напрегнат и възпален лимфен възел, ограничаващ движението поради силна болка. Увреждането на органи настъпва в резултат на хематогенна дисеминация.

Пневмоничната форма на чумата може да възникне като усложнение в резултат на вторична бактериемия или като самостоятелна форма, развиваща се чрез вдишване на заразени частици. Инкубационният период варира от няколко часа до 12 дни.

Симптоми на особено опасни инфекции

Антракс

Протича в следните клинични форми, в зависимост от пътя на проникване: кожна, стомашно-чревна, белодробна. Инкубационният период е от 1 до 6 дни, като в някои случаи достига 43 дни след заразяването (според данни, получени след разследването на бедствието в Свердловск). Причината за толкова дългата инкубация е неизвестна, но в експеримент са открити живи спори в лимфните възли на медиастинума на примати по време на 100 дни наблюдение. След започване на антибиотично лечение клиничните симптоми могат да изчезнат, но останалите живи спори в лимфните възли могат да доведат до рецидив на инфекцията. При инхалаторна инфекция се появяват неспецифични симптоми под формата на треска, кашлица, слабост, болка в гърдите. Състоянието се влошава в рамките на 24-48 часа. Лимфните възли се уголемяват и подуват, често се появяват кръвоизливи в стромата им, разкъсвания и кървене, патогените навлизат в медиастинума. След кратък период на привидно благополучие, състоянието внезапно се влошава рязко. Появяват се цианоза, диспнея, стридор и признаци на дихателна недостатъчност. Пневмонията няма характерни признаци. Може да се развие хеморагичен плеврит. При липса на адекватно лечение се появяват бактериемия и токсемия, появяват се вторични метастатични огнища в стомашно-чревния тракт и мембраните на главния и гръбначния мозък. Хеморагичен менингит се открива при аутопсия при 50% от починалите от антракс.

Едра шарка

Първите симптоми на заболяването са треска, главоболие, мускулни болки и повръщане. Основният симптом е обрив, който първо се появява по лицето и дисталните крайници, след което се разпространява по тялото. Най-голям брой елементи се наблюдават по лицето и крайниците. В началото обривът наподобява морбили. Въпреки това, в повечето случаи на морбили обривът е локализиран предимно по тялото, има елементи на обрива в различни стадии на развитие, след обрива пациентът бързо става незаразен. При едра шарка пациентът остава заразен, докато всички елементи на обрива изчезнат. Клиничните варианти на инфекцията варират от нискосимптомни до летални, хеморагични форми. Усложнения на заболяването са енцефалит, ARDS, слепота.

Чума

Бубонна форма

Типични са остро начало, висока температура (до 40 °C) с втрисане, увеличени лимфни възли. Образуват се бубони (болезнени увеличени лимфни възли с изразен оток, кожата над тях е гладка и хиперемирана). Най-често се засягат бедрените и ингвиналните лимфни възли, по-рядко аксиларните и шийните. На мястото на ухапването може да се открие гноен везикул с локален лимфангит, понякога струпей. Типично е нарушено съзнание от дезориентация до делириум. През втората седмица е възможно нагнояване на лимфните възли. Причината за смъртта е сепсис, който настъпва на 3-5-ия ден от заболяването.

[ 18 ], [ 19 ], [ 20 ]

Първична белодробна форма

Инкубационният период продължава 2-3 дни. Бързо се развиват хипертермия, втрисане, главоболие, а в рамките на 20-24 часа се развива кашлица, първоначално със слузести храчки. След това в храчките могат да се появят ивици кръв, а храчките могат да придобият и яркочервен цвят (малинов сироп). Характерно белодробно увреждане се проявява под формата на уплътняване, плеврит обикновено не се развива. Без лечение смъртта настъпва в рамките на 48 часа.

Други форми на чума са септицемична, менингитна, фарингеална, доброкачествена (в ендемични райони).

Диагностика на особено опасни инфекции

[ 21 ], [ 22 ], [ 23 ], [ 24 ]

Антракс

Клиничната картина на инхалаторната инфекция няма патогномонични симптоми. Характерни промени в рентгенографските изображения на гръдния кош са медиастинално разширяване (60%), инфилтрация (70%) и плеврален излив (80%). Бактериите и техните токсини се появяват в кръвта два дни след инфекцията. Левкоцитозата се развива веднага след появата на токсините в кръвта.

Бактериите могат да бъдат открити в кръвта чрез оцветяване по Грам. За диагностични цели се извършва микробиологично изследване на периферна кръв, цереброспинална течност и плеврален излив. Оцветяване по Грам на храчки не се извършва, тъй като микроорганизмите обикновено не се откриват. Серологични диагностични методи се използват за ретроспективно потвърждаване на диагнозата. За бърза диагностика могат да се използват имунофлуоресцентни реакции и PCR.

В случай на инхалаторна инфекция, спорите могат да бъдат открити в секрети от орофаринкса (в рамките на 24 часа) и в изпражненията (в рамките на 24-72 часа).

[ 25 ]

Едра шарка

Диагнозата на заболяването се основава на характерния обрив. Светлинната микроскопия на биопсии от обрив може да разкрие еозинофилни елементи (телца на Гуарнери). Електронната микроскопия разкрива вируси, но те са трудни за разграничаване от други вируси от семейството на ортопоксвирусите. За изясняване на диагнозата се използва вирусологично изследване или PCR.

Чума

Клиничната диагноза при бубонната форма се поставя въз основа на наличието на входни портали, характерни бубони, признаци на генерализирано възпаление и висока левкоцитоза. При белодробната форма - наличието на характерна инфилтрация на белодробната тъкан по време на рентгенографско изследване. Диагнозата се потвърждава чрез изолиране на патогена от кръв, храчки и аспират от лимфни възли. Хирургичната биопсия може да доведе до дисеминация на йерсиния. Предлагат се серологични тестове (реакция на свързване на комплемента, индиректна хемаглутинация, имунофлуоресценция).

Лечение на особено опасни инфекции

Антракс

Обикновено щамовете на патогена са чувствителни към пеницилинови антибиотици, следователно в ендемични райони, за кожна форма на инфекция, група пеницилини се прилага интрамускулно или интравенозно по 2 милиона единици на всеки 2 часа или 4 милиона единици на всеки 4-6 часа. Поради високата вероятност за лабораторна модификация на щамовете в случай на атака с биологично оръжие, ципрофлоксацин обикновено се прилага интравенозно по 400 mg на всеки 12 часа. В случай на алергия към пеницилин може да се използва тетрациклин (доксициклин 100 mg перорално на всеки 12 часа) или еритромицин (500 mg интравенозно на всеки 6 часа).

Въз основа на нови данни (2001 г.) препоръките бяха леко променени. Лечението трябва да започне с ципрофлоксацин или доксициклин (в горепосочените дози) в комбинация с един или два други антибиотика (рифампицин, ванкомицин, пеницилин, ампицилин, хлорамфеникол, тиенам, клиндамицин, кларитромицин). Същите лекарства се използват за лечение и профилактика на антракс при деца (в дози, подходящи за възрастта) и бременни жени. Антибиотиците трябва да се предписват възможно най-рано и да продължат до 60 дни. Ако състоянието на пациента се подобри с парентерално лечение, е рационално да се премине към перорално приложение на лекарства.

Употребата на цефалоспорини и ко-тримоксазол не се препоръчва.

За целите на патогенетичната терапия се препоръчва инфузионна терапия, вазоактивни лекарства в случай на шок и дихателна поддръжка в случай на хипоксемия.

[ 26 ]

Naturalpap шарка

Обикновено се прилага симптоматично лечение. Има известен положителен опит с антивирусното лекарство цидофовир при човекоподобни маймуни.

Чума

Лечението трябва да започне незабавно. При септични и белодробни форми лечението трябва да започне в рамките на първите 24 часа. Препоръчва се предписване на стрептомицин в доза от 1 g на всеки 12 часа интрамускулно в продължение на 10 дни. Гентамицин в доза от 5 mg/kg интрамускулно или интравенозно веднъж дневно или 2 mg/kg за първо приложение, след това 1,7 mg/kg интрамускулно или интравенозно на всеки 8 часа. Алтернативно лекарство е доксициклин в доза от 100 mg интравенозно 2 пъти дневно, ципрофлоксацин 400 mg интравенозно на всеки 12 часа или хлорамфеникол (левомицетин) в доза от 25 mg/kg интравенозно на всеки 6 часа. При менингеална форма хлорамфениколът се счита за лекарство по избор поради високото му проникване в субарахноидалното пространство. Бета-лактамните антибиотици не се използват за лечение на чума.

Как да се предпазим от особено опасни инфекции?

Въпреки относителната наличност на биологични оръжия, масовото им производство все още е ограничено от факта, че те изискват живи микроорганизми и протеинови вещества, чувствителни към фактори на околната среда (сушене, слънчева светлина, нагряване).

Антракс

Основните превантивни мерки са противоепидемичен контрол в стопанства, занимаващи се с говедовъдство, ваксинация на животни, ветеринарни лекари, работници в текстилни (свързани с вълна) предприятия, въвеждане на ограничения за употребата на вълна в промишлеността и бита. В случай на очакван контакт, ципрофлоксацин се използва за химиопрофилактика. Алтернативни лекарства са доксициклин и амоксицилин. Въз основа на практическия опит, експерти от САЩ препоръчват профилактика с ципрофлоксацин в продължение на 60 дни след вероятен контакт.

Друго средство за превенция е ваксинацията с абсорбирана ваксина. Експерименти показват, че при примати комбинацията от ваксинация и антибиотична химиопрофилактика е по-ефективна от ваксинацията и химиопрофилактиката поотделно.

Едра шарка

Основната форма на превенция е ваксинацията. Поради липсата на спонтанна заболеваемост обаче, ваксинацията срещу едра шарка е изключена от ваксинационния календар от средата на 70-те години на миналия век.

Ако се открие източник на инфекция, е необходимо незабавно да се ваксинират околните. Специални респиратори, способни да улавят вирусни частици, се считат за защита срещу аерозолна инфекция. Изолирането на болните хора се счита за важна мярка.

Чума

Основната задача на превенцията е контрол на гризачите, използване на репеленти за унищожаване на бълхи. Ваксинацията не се препоръчва за пътуващи до ендемични райони (тя не предпазва от аерозолна инфекция). В случай на повишен риск от заболяване се препоръчва прием на доксициклин 100 mg или ципрофлоксацин 500 mg на всеки 12 часа през целия период на контакт.

Прогноза за особено опасни инфекции

[ 27 ], [ 28 ]

Антракс

Кожната форма на заболяването се среща в 95% от случаите; при липса на лечение смъртността при тази форма е около 20%. При чревната форма смъртността е значително по-висока поради сложността на диагностиката и забавянето на лечението. Инхалаторната форма се счита за фатална, ако лечението не започне преди появата на клинични признаци.

[ 29 ]

Едра шарка

Когато се използва като биологично оръжие, смъртността при неваксинирани лица е 20-40%.

Чума

Смъртността при бубонна чума без лечение достига 60%, при белодробна чума - 90%. При навременно лечение смъртността намалява до 5%.

Възможност за защита срещу поражение

Лицата, разпространяващи биологични оръжия под формата на аерозол, трябва да притежават устойчивост към заболяването, което се постига чрез ваксинация или профилактична употреба на лекарства. За разлика от химическите оръжия, причинителите на особено опасни инфекции обикновено не са в състояние да проникнат в тялото през непокътната кожа.

Простота и скритост на производството

Технологията и оборудването за производство на биологични оръжия не се различават съществено от производството на бира, вино, антибиотици, ваксини. Леснота на разпространение.

Биологичните оръжия могат лесно да се разпространяват с помощта на напоителни устройства за селското стопанство, определени метеорологични условия, вентилационни системи и други.

Според оценки на ООН, използвайки 50 кг от наркотика в град с население от 500 хиляди души, е възможно да се създаде 2 км широка ивица на разрушение с брой засегнати, в зависимост от патогена, от 30 до 125 хиляди души.

Широк обществен резонанс

Едрата шарка, чумата и антраксът са добре познати болести в историята, които предизвикват паника и ужас сред цивилното население. Неотдавнашното използване на спори на антракс в Съединените щати за пореден път ни напомни за потенциалните опасности от биологичните оръжия и предизвика широко обществено недоволство и чувство на несигурност.

[ 30 ], [ 31 ]

Наличност на информация

Доскоро беше почти невъзможно да се получи информация за производството на биологични оръжия. Сега, благодарение на световната мрежа, е възможно да се получи подробна информация за производството на биологични оръжия.

[ 32 ], [ 33 ], [ 34 ]

Антракс

Заразяването обикновено се случва по време на работа, свързана с животински косми, варене на кости и дъбене на кожи. В началото на 20-ти век са описани около 500 случая на заболяването годишно, протичащи под формата на кожна форма. През 2001 г. в Съединените щати, в резултат на използването на биологични оръжия за терористични цели, спори на антракс са били изпращани в пликове с писма и 11 души са били вдишани. През 1979 г. инцидент в Свердловск е довел до изпускане на спори, които очевидно са убили 66 души и голям брой животни. Зоната, засегната от вятъра, се е простирала на 4 км за хора и на 50 км за животни.

Едра шарка

Огнища на заболяването възникват по неизвестни причини. През 1970 г. в болница в Мешеде, Германия, възниква огнище, вероятно поради аерозолно разпространение на вируси. През 1972 г. в Югославия е регистриран внесен случай на инфекция, 11 души са заразени от пациент, а общо 175 души са се разболели.

Чума

Известни са три пандемии от чума. През Средновековието най-тежката (втора) пандемия е убила една трета от населението на европейските страни. Последната пандемия е настъпила през 1898 г. През 1994 г. е отбелязано огнище на белодробна чума в Индия. Няколко случая на бубонна чума се наблюдават ежегодно на Западното крайбрежие на Съединените щати. Хората не участват в жизнения цикъл на чумните патогени. Заболяването обикновено се среща в региони с голям брой заразени диви гризачи (плъхове, мишки, катерици), които са естествен резервоар. Описани са няколко случая на инфекция с белодробна чума чрез близък контакт със заразени котки. Заболяването може да се предава от човек на човек.

Инфекцията се предава на хора от гризачи чрез ухапване от заразени бълхи, а от човек на човек чрез въздушно-капков път чрез контакт с кашлящ пациент с белодробна форма на чума.