Brucellae

Brucelóza je unikátní infekční onemocnění lidí a zvířat způsobené bakteriemi rodu Brucella. V Rusku je ročně registrováno přibližně 500 primárních případů brucelózy u lidí.

Lidé se nakazí brucelózou převážně od domácích zvířat (ovce, kozy, krávy, prasata, sobi - hlavní rezervoár patogena v přírodě). Brucelóza existuje již dlouhou dobu a je popisována pod názvy určenými jejím geografickým rozšířením (maltská, neapolská, gibraltarská, středomořská horečka).

Patogen objevil v roce 1886 D. Bruce, který jej nalezl v preparátu ze sleziny vojáka zemřelého na maltskou horečku a nazval jej maltský mikrokok - Micrococcus melitensis. Bylo zjištěno, že jeho hlavními přenašeči jsou kozy a ovce a k infekci dochází při konzumaci syrového mléka od nich. V roce 1897 objevili B. Bang a B. Stribolt původce infekčního potratu u krav - Bacterium abortus bovis a v roce 1914 J. Traum objevil původce infekčního potratu u prasat - Brucella abortus suis. Srovnávací studie vlastností Brucella melitensis a Brucella abortus bovis, provedená v letech 1916-1918 A. Ivensem, ukázala, že jsou od sebe v mnoha vlastnostech téměř nerozeznatelné. V tomto ohledu bylo navrženo sloučit je do jedné skupiny, pojmenované na Bruceovu počest - Brucella. V roce 1929 zařadil I. Heddleson do této skupiny Brucella abortus suis a navrhl rozdělení rodu Brucella na 3 druhy: Brucella abortus (Micrococcus melitensis), Brucella abortus (Brucella abortus bovis) a Brucella suis (Brucella abortus suis).

Onemocnění lidí a zvířat způsobené brucellami bylo rozhodnuto nazývat brucelóza. Následně byl rod Brucella doplněn o další tři druhy: Brucella ovis byla izolována z beranů trpících epididymitidou (1953), Brucella neotomae - z křovinových krys (1957) a Brucella canis - z loveckých psů (1966). Podle klasifikace Bergeye (2001) patří brucely do třídy Alphaproteobacteria.

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

Morfologie brucely

Brucely mají podobné morfologické, tinktoriální a kultivační vlastnosti. Jsou to gramnegativní malé kokoidní buňky o průměru 0,5-0,7 μm a délce 0,6-1,5 μm, umístěné náhodně, někdy v párech, nemají bičíky, netvoří spory a kapsle. Obsah G+C v DNA je 56-58 mol %.

Biochemické vlastnosti brucely

Brucely jsou aerobní bakterie nebo mikroaerofily, nerostou za anaerobních podmínek. Optimální teplota pro růst je 36–37 °C; pH 7,0–7,2; dobře rostou na běžných živných médiích, ale lépe s přídavkem séra nebo krve. Doporučená média: živný agar s přídavkem séra (5 %) a glukózy; agar připravený na bramborovém nálevu s přídavkem 5 % séra; krevní agar; masovo-peptonový vývar. Charakteristickým znakem Brucella abortus je její potřeba zvýšeného obsahu CO2 (5–10 %) v růstové atmosféře. Pomalý růst je pro brucely velmi charakteristický, zejména v prvních generacích: při výsevu z lidí a zvířat se růst někdy objeví až po 2–4 týdnech. Kolonie brucel jsou bezbarvé, konvexní, kulaté – ve tvaru S, nebo drsné – ve tvaru R, zpočátku jemné a průhledné, s věkem se zakalí.

Kolonie Brucella canis, Brucella ovis a 5. biotypu Brucella suis mají vždy R-formu. Růst brucel v bujónovém médiu je doprovázen rovnoměrným zakalením. Pro růst brucel jsou nezbytné thiamin, biotin a niacin. Brucella fermentuje glukózu a arabinózu za tvorby kyseliny bez plynu, netvoří indol a redukuje dusičnany na dusitany. Tvorba sirovodíku je nejvýraznější u Brucella suis.

Celkem bylo u brucel detekováno 10-14 antigenních frakcí pomocí imunoelektroforézy extraktů připravených z buněk zničených ultrazvukem. Brucelly mají společný rodově specifický antigen, různé další somatické antigeny, včetně druhově specifického M (převládající u Brucella melitensis), A (převládající u Brucella abortus) a R (v hrubých formách). Antigeny M a A jsou detekovány i u jiných druhů (biovarů) brucel, ale v odlišném poměru, což je nutné při jejich identifikaci vzít v úvahu. Byly detekovány antigeny společné pro Francisella tularensis, Bordetella bronchiseptica a Y. enterocolitica (sérotyp 09). Vzhledem k tomu, že se některé znaky brucel liší, je druh Brucella melitensis rozdělen do 3 biovarů, druh Brucella abortus do 9 a B. suis do 5 biovarů. Pro jejich rozlišení na druhy a biotypy a identifikaci se využívá komplex znaků, který zahrnuje kromě morfologických a tinktoriálních vlastností také potřebu CO2 pro růst, schopnost růstu na médiích v přítomnosti určitých barviv (bazický fuchsin, thionin, safranin), vylučovat H2S, tvořit ureázu, fosfatázu, katalázu (aktivita těchto enzymů je nejsilněji projevena u Brucella suis, na médiu se safraninem nerostou), citlivost na bakteriofág Tbilisi, aglutinaci s monospecifickými séry. V případě potřeby se používají další metabolické testy: schopnost oxidovat některé aminokyseliny (alanin, asparagin, kyselina glutamová, ornithin, citrulin, arginin, lysin) a sacharidy (arabinóza, galaktóza, ribóza, D-glukóza, D-erythritol, D-xylóza).

Čtvrtým biovarem je Brucella suis, protože jeho hlavním nositelem nejsou prasata, ale sobové, a s ohledem na jeho další vlastnosti je vhodné jej odlišit jako samostatný druh, Brucella rangiferis.

Pátý biovar B. suis zahrnuje kultury izolované z potratených krav a ovcí a obsahující stabilní R-formu Brucelly.

Brucella-fág Tbilisi: v obvyklém pracovním ředění fág lyzuje pouze B. abortus. V dávce rovnající se deseti pracovním ředěním však fág lyzuje, i když slabě, kmeny Brucella suis a Brucella neotomae.

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

Rezistence na brucelózu

Brucely jsou v prostředí relativně odolné. Ve vlhké půdě a vodě přežívají až 2–3 měsíce a při teplotě 11–13 °C až 4,5 měsíce; ve stojatých vodách až 3 měsíce; v mléce až 273 dní; v másle až 142 dní; v sýru až 1 rok; v sýru feta až 72 dní; v kyselém mléce až 30 dní; v kefíru až 11 dní. Jsou však velmi citlivé na vysoké teploty – při 70 °C umírají po 10 minutách a při vaření během několika sekund. Pasterizace mléka při 80–90 °C způsobuje jejich úhyn po 5 minutách. Brucely jsou také citlivé na různé chemické dezinfekční prostředky.

Faktory patogenity brucelózy

Brucely netvoří exotoxin. Jejich patogenita je dána endotoxinem a schopností potlačovat fagocytózu, zabránit „oxidačnímu vzplanutí“. Specifické faktory, které fagocytózu potlačují, nebyly dostatečně prozkoumány. Patogenita brucely je také spojena s hyaluronidázou a dalšími enzymy. Je nezbytné, že brucely mají velmi silnou alergenní vlastnost, která do značné míry určuje patogenezi a klinický obraz brucelózy.

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

Postinfekční imunita

Postinfekční imunita je dlouhodobá a silná, ale opakovaná onemocnění jsou možná. Imunita je zesítěná (proti všem typům brucel) a je způsobena T-lymfocyty a makrofágy. U imunních lidí a zvířat je fagocytóza úplná. Úlohou protilátek v imunitě je stimulace fagocytární aktivity. Pozitivní alergická reakce naznačuje nejen senzibilizaci organismu, ale také přítomnost imunity. K průlomu v imunitě může dojít při infekci velkými dávkami patogenu nebo při jeho vysoké virulenci.

Epidemiologie brucelózy

Hlavními přenašeči brucelózy jsou ovce, kozy (Brucella melitensis), skot (Brucella abortus), prasata (Brucella suis) a sobi (Brucella rangiferis). Mohou se však šířit i na mnoho dalších druhů zvířat (jaci, velbloudi, buvoli, vlci, lišky, hlodavci, lamy, sajgy, bizoni, koně, zajíci, ježci, kuřata atd.). Přechod Brucella melitensis na skot je obzvláště nebezpečný, protože si v tomto případě zachovává vysokou patogenitu pro člověka. Ze všech druhů je pro člověka v naší zemi nejpatogennější Brucella melitensis. Způsobuje onemocnění u lidí ve více než 95–97 % všech případů brucelózy. Brucella abortus zpravidla způsobuje latentní formu onemocnění a klinické projevy jsou pozorovány pouze u 1–3 %. Brucella suis způsobuje onemocnění ještě méně často (méně než 1 %). Patogenita brucelózy se liší nejen v závislosti na druhu, ale také na biovaru. Zejména biovary 3, 6, 7, 9 Brucella abortus nejsou ve virulenci horší než Brucella melitensis. Americké varianty Brucella suis jsou také vysoce virulentní, proto se etiologická role jednotlivých druhů brucelózy v různých zemích projevuje odlišně. Například v Mexiku hraje hlavní roli v epidemiologii brucelózy Brucella melitensis, v USA Brucella suis a v Kanadě a některých evropských zemích Brucella abortus. Je možné, že biovary 3, 6, 7, 9 Brucella abortus vznikly v důsledku migrace Brucella melitensis na skot a její transformace.

U zvířat se brucelóza vyskytuje jako obecné onemocnění, jehož obraz se může lišit. U velkého i malého skotu jsou nejtypičtějšími projevy onemocnění infekční potraty, zejména pokud jsou hromadné. U prasat jsou potraty méně časté, onemocnění probíhá jako chronická sepse s poškozením kloubů, varlat a dalších orgánů. Z nemocných zvířat se patogen vylučuje mlékem, močí, stolicí, hnisem a zvláště hojně - v období potratu s plodem, plodovými blanami a výtokem z porodních cest, které jsou nejvíce infekčním materiálem. Hojné rozmnožování brucel v blanách plodu je spojeno s přítomností vícemocného alkoholu - erythritolu, který slouží jako důležitý růstový faktor pro Brunella všech druhů, s výjimkou Brucella ovis.

Člověk se nakazí od zvířat (velmi zřídka od nemocného) převážně kontaktní nebo kontaktně-domácí cestou (80-90 % všech onemocnění). Alimentární způsob infekce se pozoruje zejména při konzumaci nepasterizovaného mléka od nemocných zvířat nebo mléčných výrobků z něj připravených, stejně jako vody. Kontaktní nebo kontaktně-domácí cestou se mohou nakazit všechny osoby, které v důsledku svého povolání neustále nebo dočasně přicházejí do styku se zvířaty nebo živočišnými surovinami (pastýři, chovatelé dobytka, dojičky, veterinární pracovníci a další). Brucelóza se do lidského těla dostává kůží nebo mnohem častěji sliznicemi úst, nosu, očí (zaneseno špinavýma rukama).

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

Příznaky brucelózy

Inkubační doba brucelózy se pohybuje od 1 týdne do několika měsíců.

Patogen vstupuje do lymfatických uzlin lymfatickými cestami; množením vytváří „primární brucelózní komplex“, jehož lokalizace závisí na místě vstupní brány, ale nejčastěji se jedná o lymfatický aparát ústní dutiny, retrofaryngeální, cervikální, submandibulární žlázy a lymfatický aparát střeva. Z lymfatických uzlin se patogen dostává do krve a šíří se po celém těle, přičemž selektivně postihuje tkáně lymfohematopoetického systému. Bakteriémie a generalizace procesu vedou k těžké alergizaci organismu. Brucelóza probíhá jako chronická sepse. To je způsobeno neúplnou povahou fagocytózy. Brucely, které se nacházejí a množí se uvnitř buněk, včetně fagocytů, jsou nepřístupné ani protilátkám, ani chemoterapeutickým lékům. Kromě toho se mohou uvnitř buněk transformovat do L-form a v této formě v těle dlouhodobě přetrvávají a po návratu do původní formy způsobují recidivu onemocnění.

Příznaky brucelózy jsou velmi rozmanité a složité. Závisí především na alergii a intoxikaci organismu a na tom, které orgány a tkáně jsou zapojeny do infekčního procesu. Nejčastěji je postižen lymfatický, cévní, hepatosplenický, nervový a zejména pohybový aparát. Brucelóza se vyznačuje dlouhým průběhem (někdy až 10 měsíců), v závažných případech může vést k dlouhodobé ztrátě pracovní schopnosti a dočasné invaliditě, ale i tak onemocnění zpravidla končí úplným uzdravením.

Laboratorní diagnostika brucelózy

Brucelóza se diagnostikuje pomocí biologického testu, bakteriologické metody, sérologických reakcí, Burnetova alergického testu a metody DNA-DNA hybridizace. Materiálem pro studium je krev, kostní dřeň, spojivkový sekret, moč, mateřské mléko (u kojících matek), méně často - stolice, periartikulární tekutina. Vzhledem k tomu, že hlavním místem pobytu patogena v těle jsou buňky hemo- nebo lymfopoetického systému, měla by se upřednostňovat izolace hemo- nebo myelokultury. V bakteriologickém výzkumu je nutné zajistit podmínky pro růst Brucella abortus (potřeba CO2). Identifikace izolovaných brucelózních kultur se provádí na základě znaků uvedených v tabulce 30. Biologický test (infekce morčat) se používá v případech, kdy je materiál silně kontaminován cizí mikroflórou a je obtížné z něj přímo získat čistou kulturu patogenu. Sérologické reakce lze použít buď k detekci antigenů patogenu, nebo k detekci protilátek proti němu. K detekci brucelózních antigenů, které mohou cirkulovat v krvi buď ve volné formě, nebo ve formě komplexů antigen + protilátka (CIC - cirkulující imunitní komplexy), se používají následující reakce: RPGA (zejména s využitím diagnostiky erytrocytů monoklonálními protilátkami proti rodově specifickému antigenu Brucella); agregát-hemaglutinační reakce (AGR); erytrocyty nesou protilátky proti brucelózním antigenům; koaglutinační, precipitační a IFM reakce. K detekci protilátek v séru pacienta se používají: Wrightova aglutinační reakce, Coombsova reakce (k detekci neúplných protilátek), nepřímá imunofluorescenční reakce, RPGA, IFM, RSK, OFR, a také zrychlené reakce na skle: Heddlesonova, Rose Bengal, latexová aglutinace, reakce nepřímé hemolýzy (erytrocyty senzibilizované Brucella LPS jsou lyzovány za přítomnosti protilátek a komplementu).

Jak předcházet brucelóze?

Vakcína proti brucelóze je specifickou profylaxí brucelózy. Očkování se provádí živou vakcínou připravenou z kmene B. abortus (živá vakcína proti brucelóze - LBB), pouze v ohništích brucelózy koz a ovcí. Vakcína se aplikuje kožně, jednorázově. Revakcinace se provádí pouze u jedinců s negativním Burnetovým testem a sérologickými reakcemi. Vzhledem k tomu, že LBB má silný alergenní účinek, byla místo ní navržena chemická vakcína proti brucelóze (CBV) připravená z antigenů buněčné stěny brucel. Má vysokou imunogenicitu, ale je méně alergenní. K léčbě chronické brucelózy (stimuluje tvorbu postinfekční imunity) lze použít suspenzi usmrcených brucel (usmrcená terapeutická vakcína) nebo LBB.