Что такое чума и как ее победили
Что такое чума и как ее победили
Чума – болезнь далекого прошлого. Так считают многие и, к сожалению, ошибаются. Случаи заболевания чумой регистрируются до сих пор.
Чума — это особо опасное заболевание, которое относится к зоонозным инфекциям.
Источником и распространителем инфекции являются животные, а возбудителем — бактерия Yersinia Pestis (чумная палочка).
Естественная зараженность чумой выявлена у 250 видов животных, но основную роль в сохранении возбудителя чумы в природных очагах играют грызуны и их паразиты – блохи. Человеку возбудитель передается через укусы блох, заразившихся на грызунах. Заражение также возможно при прямом контакте с инфицированными тканями животного (например, при разделке тушки зверька) и воздушно-капельным путем (от человека, больного легочной формой чумы).
Преимущественно чума передается трансмиссивным путем через укусы блох.
По клиническим проявлениям чуму принято разделять на бубонную, которая характеризуется наличием болезненных воспаленных лимфатических узлов или «бубонов», и легочную.
Чума очень заразна и без современного лечения заканчивается летальным исходом. Вот почему до появления вакцин и антибиотиков чума неоднократно вызывала эпидемии и явилась причиной смерти множества людей.
По данным ВОЗ, коэффициент летальности бубонной чумы достигает 30-60%, а легочная чума при отсутствии лечения всегда приводит к летальному исходу.
На рубеже XIX-XX веков были созданы сыворотки и вакцины против чумы. Это заметно снизило и заболеваемость, и смертность. Перелом наступил после Второй мировой войны, когда получили распространение антибиотики. Смертность от чумы упала до 5-10 %.
Надеяться на то, что чума полностью исчезнет с лица Земли, не приходится, поскольку возбудитель чумы прекрасно сохраняется в природных резервуарах.
Очаги чумы выявлены на всех континентах, исключая Австралию и Антарктиду. Наиболее стойкие и активные природные очаги находятся в Африке, Америке и Азии.
А как дела в нашей стране? Противочумная служба России берет свое начало с советских времен и считается одной из лучших в мире. Она включает Противочумный центр, 12 противочумных станций и 5 научно-исследовательских противочумных институтов. Эта система направлена на выявление природных очагов чумы и проведение своевременных профилактических и противоэпидемических мероприятий для защиты людей.
В настоящее время на территории России находятся 11 природных очагов чумы, за которыми осуществляется постоянный надзор. Роспотребнадзор ежегодно утверждает комплексные планы по оздоровлению и снижению рисков заражения чумой в РФ. При выявлении эпизоотии чумы в природных очагах проводится комплекс специальных мероприятий для снижения рисков заражения людей, проживающих на этих территориях: вакцинация населения, дератизация, дезинсекция, разъяснительная работа.
Система эпидемиологического надзора за чумой в России признана одной из самых эффективных в мире. Благодаря этому риск развития эпидемии чумы в нашей стране сведен к минимуму.
Об этом свидетельствуют данные о заболеваемости чумой в нашей стране. В прошлом столетии (20-30 гг. прошлого столетия) случаи заражения чумой человека на территории России регистрировались в Астраханской, Ростовской областях, Калмыкии, Забайкалье. В результате работы противочумных учреждений активность природных очагов чумы была полностью подавлена. С 1979 г. случаев заболевания чумой человека на территории РФ не регистрировали вплоть до 2014 года В 2014, 2015 и 2016 годах на территории Горно-Алтайского высокогорного природного очага (Республика Алтай, Кош-Агачский район) имели место по одному случаю заражения чумой человека, как следствие браконьерской добычи зараженных чумой серых сурков. В последние годы на территории России случаев заражения чумой человека не выявлено.
Чума: история, симптомы, разновидности и меры борьбы
Историческая справка
Согласно мнению медиков и историков, в мире нет болезни, более смертоносной и безжалостной, чем чума. Рассказы о страшных болезнях, поражавших города и страны, есть в Библии, эпосе о Гильгамеше и других древнейших источниках. С VI по VIII века в мире свирепствовала «Юстинианова чума», названная по имени императора Византии, при котором болезнь достигла расцвета.
Первые достоверные упоминания о болезни, ее симптомах и последствиях относятся к XIV веку. Тогда распространению черной смерти подверглись многие провинции Китая, государства Малой и Средней Азии, Индия. Уже через 10 лет заболевание стало уносить жизни на Ближнем Востоке и на севере Африки. В 1348 году страшная беда пришла на юг Европы, а еще позднее достигла Руси.
Мор от чумы с завидной регулярностью прокатывался по миру, и люди были практически безоружны перед грозным врагом. Вплоть до конца позапрошлого века даже не был выявлен возбудитель заболевания. Обнаружить источник болезни – чумную палочку Yersinia pestis удалось в 1894 году французу А. Йерсену и японцу К. Сибасабуро. Справляться болезнью люди научились позже, и даже в двадцатом столетии чума приносила сметь и страдания на Дальнем Востоке и в Индии. Первые положительные результаты лечения чумы были достигнуты советскими медиками в середине XX века.
Переносчики чумы и пути заражения
Сегодня точно известен не только возбудитель чумы, но и способы распространения болезни. Опасными для человека разносчиками и носителями инфекции являются грызуны, к которым чумная полочка передается через зараженных блох. Медики выделяют несколько географических зон, где риск появления заболевания максимален, но это не значит, что жители других регионов могут пребывать в спокойствии. На сегодняшний день природных очагов инфекции не выявлено только в Австралии.
От блох, в теле которых чумные палочки остаются жизнеспособны до одного года, инфекция попадает в организм крыс и мышей. Они разносят болезнь на огромные расстояния, заражая все новых блох, людей и сородичей. Если учесть, что для паразитирующих на грызунах блох человек является желанной добычей, то риск заболеть в зараженной местности многократно возрастает.
От человека к человеку инфекция передается контактным и воздушно-капельным путем. Опасными могут не только капли мочи, пота или слюны, но и предметы, которыми пользовался больной, а также не подвергнутые обработке продукты питания.
Жизнестойкость возбудителя болезни
Смертельной для бактерии оказывается только кипячение, или иное воздействие температурами выше 100 градусов, а также длительное воздействие ультрафиолетового излучения.
Симптомы и формы чумы у человека
От момента проникновения возбудителя в организм до появления первых симптомов проходит от суток до 12 дней. Без принятия срочных мер смертность при чуме составляет 95–100%. Проявляется болезнь остро и ярко, сопровождаясь:
Кроме присущих многих инфекционным болезням симптомов, у больного:
При легочной форме у пациента наблюдают кашель с кровью и приступы рвоты, сопровождающиеся кровохарканием.
Современная классификация подразумевает, что заболевание может иметь одну из четырех основных форм: кожной, бубонной, септической и легочной. У всех разновидностей есть свои, не повторяющиеся признаки, однако все виды требуют немедленного принятия мер.
Диагностика и лечение
Практически до середины прошлого века чума не поддавалась лечению, а смертность от нее доходила до 99%. Сегодня ряд бактериологических лабораторных исследований позволяет в кратчайшие сроки, вовремя для начала терапии выявить и нейтрализовать источник опасности. При подозрении на чуму:
Сегодня лечение чумы подразумевает борьбу с размножением и патогенным действием возбудителя. Лечение также направлено на облегчение состояния больного и снижению интенсивности симптомов. Неотъемлемая часть терапии – антибиотики.
Фрагмент картины Фра Анджелико «Страшный суд»
Чума прочно вошла в историю и культуру человечества как чудовищная болезнь, от которой никто не мог спастись — даже сами врачи. Мор проникал в дома, истреблял семьи, города наполнялись тысячами трупов. Сейчас человечеству известны причины заболевания и способы его лечения, но в прошлом лекари были бессильны перед лицом Чумы. Не помогало ни знание астрологии, ни изучение древних трактатов, написанных античными авторитетами. «Лента.ру» рассказывает о пандемиях чумы и о том, как они заставили человечество задуматься о настоящей природе инфекций.
Чума — одна из самых древних болезней. Следы ее возбудителя — Yersinia pestis — были обнаружены в зубах людей, живших пять тысяч лет назад, в бронзовом веке. Эта бактерия вызвала две самые смертоносные пандемии в истории человечества, истребив несколько сотен миллионов человек. Болезнь распространялась подобно пожару, уничтожая целые города, а врачи ничего не могли ей противопоставить — во многом из-за предрассудков и низкого уровня медицинских знаний. Лишь изобретение антибиотиков и вакцин позволило человечеству одолеть чуму, хотя до сих пор в различных частях мира, даже в развитых странах, происходят ее вспышки.
Изобретательный убийца
Септическая форма чумы возникает, когда чумная палочка попадает в кровь, вызывая ее внутрисосудистое свертывание. Сгустки нарушают питание тканей, а несвернувшаяся кровь, проникая в кожу, вызывает характерную черную сыпь. По одной из версий, именно из-за почернения кожи пандемию чумы в Средние века стали называть Черной смертью. Септическая чума встречается реже других форм, однако в прошлом смертность от нее достигала почти ста процентов — антибиотиков тогда еще не знали.
Волны смерти
Блоха с забитыми чумной палочкой внутренностями
История чумы началась десять тысяч лет назад, когда относительно безвредная для людей почвенная бактерия Yersinia pseudotuberculosis, вызывающая лишь легкое расстройство желудочно-кишечного тракта, приобрела несколько мутаций, позволяющих ей колонизировать легкие человека. Затем изменения в гене Pla сделали бактерию крайне токсичной: она научилась разлагать белки в легких и размножаться по всему организму через лимфатическую систему, образуя бубоны. Эти же мутации дали ей возможность передаваться воздушно-капельным путем. Как и во многих случаях, причиной эпидемий стали тесные контакты между людьми и дикой природой.
Примерно четыре тысячи лет назад произошли мутации, которые сделали Yersinia pestis высоковирулентной, способной передаваться блохами через грызунов, людей и других млекопитающих. Паразитирующие на млекопитающих кровососущие насекомые перемещались на большие расстояния вместе с путешественниками. Блохи забирались в багаж и купеческие товары, поэтому развитие торговли стало одной из причин пандемии. Юстинианова чума зародилась в Центральной Азии, но по торговым каналам проникла сначала в Африку, а оттуда достигла византийского Константинополя — густонаселенного города и мирового центра первого тысячелетия нашей эры. Бубонная и септическая формы болезни в пик эпидемии убивали по пять тысяч жителей в день.
Поскольку мясо сурков считалось деликатесом, распространение болезни среди людей стало вопросом времени.
Третья пандемия началась со вспышки бубонной чумы в Китае в 1855 году, после чего инфекция распространилась по всем континентам, за исключением Антарктиды. Природный очаг находился в провинции Юньнань, который до сих пор несет в себе эпидемиологическую угрозу. Во второй половине XIX века китайцы начали расселяться в этом районе, чтобы усилить добычу полезных ископаемых, на которые возник высокий спрос. Но это привело к тесным контактам людей с желтогрудыми крысами, на которых обитали зараженные чумой блохи. Рост городского населения и появление загруженных транспортных путей открыли дорогу бубонному мору. Из Гонконга чума попала в британскую Индию, где унесла жизни одного миллиона человек, а в течение следующих тридцати лет — 12,5 миллиона.
Массовое захоронение жертв Черной смерти
Опасные предрассудки
Как и в случае других пандемий, распространению чумы способствовали царившие в то время заблуждения о природе инфекционных заболеваний. Для средневековых врачей авторитет античных мыслителей Гиппократа и Аристотеля был неоспорим, и тщательное изучение их трудов было обязательным для всех тех, кто собирался связать свою жизнь с медициной.
Согласно принципам Гиппократа, болезнь возникает из-за природных факторов и образа жизни человека. В свое время эта мысль в целом была передовой, поскольку до Гиппократа болезни, как правило, считались результатом вмешательства сверхъестественных сил. Однако древнегреческий врач имел скудные знания об анатомии и физиологии человека, поэтому считал, что для выздоровления больного необходимо правильно ухаживать за ним, чтобы организм сам смог справиться с болезнью.
Средневековые врачи, получившие университетское образование, были наименее опытными в лечении болезней, но имели высокий статус и пользовались авторитетом. Они плохо знали анатомию, а хирургию считали грязным ремеслом. Религиозные авторитеты выступали против вскрытия трупов, поэтому в Европе было очень мало университетов, где уделяли внимание строению человеческого тела. Основополагающим медицинским принципом была теория гуморов, согласно которой здоровье человека зависело от баланса четырех жидкостей: крови, лимфы, желтой желчи и черной желчи.
Картина Питера Брейгеля-старшего «Триумф смерти»
Большинство средневековых врачей-теоретиков верили в принцип Аристотеля, что чуму вызывали миазмы — испарения, делающие воздух «плохим». Некоторые считали, что миазмы образуются из-за неблагоприятного расположения небесных тел, другие винили во всем землетрясения, ветер с болот, отвратительные запахи навоза и разлагающихся трупов. В одном из медицинских трактатов 1365 года утверждалось, что чуму нельзя вылечить, не зная гуморальную теорию и астрологию, которые очень важны для практикующего врача.
Все профилактические меры по борьбе с чумой сводились к устранению ядовитого воздуха, который якобы приходил с юга. Врачи рекомендовали строить дома с окнами на север. Также следовало избегать морских побережий, ведь тот факт, что вспышки чумы начинались в портовых городах, не ускользнул от внимания медицинских авторитетов. Только им и в голову не могло прийти, что болезнь распространялась через торговые пути, а не витала в морском воздухе. Чтобы не заболеть чумой, якобы нужно задерживать дыхание, дышать через ткань или сжигать ароматные травы. Против болезни применяли парфюмерию, драгоценные камни и металлы, например золото.
Новая эра
Одним из немногих действенных методов (хотя и с переменным успехом) оказался карантин, несмотря на постоянные протесты свободолюбивых граждан и торговцев. В Венеции была установлена отсрочка входа кораблей в порт, который длился 40 дней (слово «карантин» происходит от итальянского quaranta giorni — «сорок дней»). Подобная мера была введена и для людей, прибывших с зараженных чумой территорий. Городские советы начали нанимать врачей — чумных докторов — специально для лечения болезни, после чего они также уходили на карантин.
Поскольку многие ведущие теоретики погибли из-за пандемии, дисциплина оказалась открытой новым идеям. Университетская медицина потерпела неудачу, поэтому люди стали больше обращаться к практикующим специалистам. С развитием хирургии все больше внимания уделялось непосредственному изучению человеческого тела. Медицинские трактаты стали переводиться с латинского на доступные широкой аудитории языки, что стимулировало пересмотр и развитие идей.
Истинная причина чумы — Yersinia pestis — была открыта лишь через несколько столетий после Черной смерти. Этому помогло распространение среди ученых передовых идей Луи Пастера, в XIX веке перевернувших взгляды на причины многих заболеваний. Ученый, ставший основоположником микробиологии, сумел доказать, что инфекционные болезни вызываются микроорганизмами, а не миазмами и нарушением балансов организма, как продолжали думать современники, включая его учителя и коллегу Клода Бернара. Пастер разработал способы лечения против сибирской язвы, холеры и бешенства и основал Пастеровский институт, который отныне стал центром по борьбе с опасными инфекциями.
Автор
Редактор
Статья на конкурс «био/мол/текст»: На первый взгляд она — микроскопическая и безобидная бактерия, а на деле — беспощадная убийца, унесшая жизни почти трети европейского населения в 14 веке. Yersinia pestis, известная в народе под именем чумная палочка, является возбудителем опаснейшего заболевания — чумы. С древних времен вокруг Y. pestis возникали научные споры, которые продолжаются до сих пор. Самые яркие из них, а также факты из жизни одного из самых загадочных микроорганизмов освещены в этой статье.
Обратите внимание!
Эта работа заняла первое место в номинации «Лучшее новостное сообщение» конкурса «био/мол/текст»-2015.
Спонсором номинации «Лучшая статья о механизмах старения и долголетия» является фонд «Наука за продление жизни». Спонсором приза зрительских симпатий выступила фирма Helicon.
Спонсоры конкурса: Лаборатория биотехнологических исследований 3D Bioprinting Solutions и Студия научной графики, анимации и моделирования Visual Science.
Незнакомка в маске
Y. pestis долго скрывалась от человеческого глаза в силу множества обстоятельств. Сначала помехой был размер: до изобретения братьями Янсенами в 1590 году микроскопа* и дальнейшего его использования Гуком и Левенгуком (которому, кстати, и обязаны «выходом в свет» бактерии и простейшие) никто даже не задумывался о том, что кроме видимых глазу живых объектов существуют еще и крошечные организмы. Но даже с появлением оптики чумная палочка продолжала сохранять статус инкогнито, сбрасывая свою вину на бактерии родов Bacterium, Bacillus и Pasteurella. Тем временем Y. pestis свободно гуляла по миру и уносила человеческих жизней больше, чем война.
За всю историю известны три пандемии чумы. Первой из них была «Юстинианова чума» (названа в честь византийского правителя Юстиниана I), охватившая территорию всего цивилизованного мира того времени. Историки датируют ее 541-580 годами н.э., хотя вспышки неведомой болезни преследовали человечество еще на протяжении двух веков. По утверждению известного исследователя переносчиков инфекций, медицинского энтомолога Милана Даниэля, на пике заболеваемости в Константинополе (ныне — Стамбул, Турция) ежедневно погибало до десяти тысяч человек. На основе современных исследований ученые сделали вывод, что половина европейцев умерла задолго до того, как чума покинула поредевшее и измученное население.
Вторая пандемия, наиболее известная как «Черная смерть», начала свое наступление на Европу в 1346 году. Занесенная из Восточного Китая по Великому шелковому пути в Крым, инфекция быстро прокладывала себе дорогу на север, и в течение четырех лет сумела унести жизни более 25 миллионов человек, что на тот момент составляло третью часть всего европейского населения. Болезнь не сдавалась на протяжении четырех веков — то затаивалась, то вспыхивала (в основном в крупных городах), кочуя из страны в страну. В 1665-1666 годах каждый пятый житель Лондона погиб от бубонной чумы [3]; но, несмотря на плачевную ситуацию, медицина оставалась бессильной.
Лики чумы
В настоящее время основные формы чумы — бубонная, легочная и септическая. Изредка встречаются и другие разновидности: кожная, кишечная, фарингеальная и менингеальная. Бубонная чума обычно развивается после укуса блохи — переносчика Y. pestis или после работы с тушами зараженных животных и характеризуется воспалением лимфатических узлов с образованием их болезненных конгломератов — «бубонов», «шишек» разного размера. Если вовремя не заняться лечением, инфекция может генерализоваться: развиваются сепсис (вторичная септическая чума) или пневмония (вторичная легочная чума). В последнем случае мокрота служит инфицирующей субстанцией для других людей, у которых впоследствии развивается уже первичная легочная чума. Именно из-за способности передаваться от человека к человеку (воздушно-капельным путем) легочная форма болезни вызывает наибольшие опасения. Септическая и легочная формы иногда протекают молниеносно, и без неотложной антибиотикотерапии смерти не избежать.
Возможно, преобладание какой-либо из форм чумы (преимущественное поражение того или иного органа) во время разных эпидемий связано не только с механизмами передачи бактерий, но и со свойствами конкретного штамма-возбудителя.
Решающей стала третья пандемия, разгоревшаяся в Китае в 1855 году. На разгадку самой страшной тайны были брошены все научные силы, изрядно к тому времени поокрепшие. И наконец в 1894 году исследования французского бактериолога Александра Йерсéна (Alexandre Yersin) и японского врача Сибасабуро Китасато (Shibasaburō Kitasato), проводимые независимо друг от друга в Гонконге, принесли долгожданные результаты. Исследуя человеческий патологический материал и трупы грызунов, Китасато и Йерсен выделили и описали коккобациллы, предположительно вызывающие чуму. И если результаты Йерсена нареканий не вызвали, то японскому бактериологу изрядно подпортили репутацию (и вызвали бесконечные споры относительно приоритета в открытии чумной палочки) противоречия в описании возбудителя, судя по всему, объясняемые загрязнением образцов оппортунистами-пневмококками [4].
Жертва мутации
Довольно давно известно, что предком чумной палочки является Yersinia pseudotuberculosis — энтеропатоген, возбудитель псевдотуберкулеза. Предположительно, Y. pestis отделилась от предкового вида около двадцати тысяч лет назад. Причиной эволюции стало резкое изменение климата в позднем плейстоцене (четвертичный период кайнозойской эры): холод сменялся жарой, вызывая перестройку экосистем; как правило, такие «скачки» погоды стимулируют эволюцию видов [5]. Однако до последнего времени не были известны генетические изменения, критичные для трансформации патогена, вызывающего инфекционное заболевание кишечника, в опасный микроорганизм, способный поражать легкие и провоцировать молниеносный сепсис.
Эволюционная ветвь Y. pestis была изучена учеными из Северо-Западного университета США. В ходе исследования Виндем Латем (Wyndham Lathem) и Даниель Зимблер (Daniel Zimbler) установили, что приобретение единственного гена превратило ранние формы Y. pestis, уже несколько отличавшиеся генетически и фенотипически от Y. pseudotuberculosis, в успешного легочного патогена. Чтобы выявить механизм «переселения» чумной палочки из кишечника в легкие, авторы проводили эксперименты над древними штаммами бактерий и анализировали их поведение в организме мышей. В ходе сравнения штаммов — возбудителей легочной чумы с относительно безобидными предками было выявлено лишь одно, но очень существенное, различие: критичным стало приобретение гена поверхностного белка Pla (см. врезку) в составе плазмиды pPCP1. Для проверки гипотезы этот ген внедрили в ДНК эволюционно более ранних штаммов — и результаты подтвердили причастность протеазы Pla к эффективному поражению дыхательных путей.
Однако этого приобретения Y. pestis было недостаточно для того, чтобы научиться вызывать опаснейшую системную инфекцию (септическую форму чумы). Оказалось, что для подобного усовершенствования потребовалась всего одна (!) аминокислотная замена в белке Pla — I259T. Эта замена оптимизировала протеолитическую активность белка и существенно повысила инвазивный потенциал бактерий при развитии бубонной чумы. Таким образом, ученые полагают, что первым делом бактерия приобрела свойства легочного патогена, провокатора вспышек легочной чумы, а позже в результате дополнительной мутации появились еще более опасные штаммы, вызывающие пандемии легочно-септической и бубонно-септической чумы [6].
Тем не менее среди всех минусов Y. pestis ученые находят и плюсы ее контакта с людьми. В 2014 году в журнале PLoS ONE была опубликована статья Шэрон де Витте из Университета Южной Каролины, в которой говорилось, что люди, пережившие пандемию чумы, стали обладателями более крепкого здоровья. Ученые исследовали останки людей, живших до, во время и после чумы, обращая особое внимание на причины смерти и состояние их костей. Результаты показали, что пережившие эпидемию, а также их потомки, доживали в среднем до 75 лет и обладали завидным иммунитетом.
Немного о Pla
Рисунок 1. Механизм предотвращения апоптоза протеазой Pla Y. pestis. Слева — нормальная Fas-сигнализация при инактивации Pla, справа — подавление апоптоза «рабочей» протеазой. FasL — трансмембранный белок, локализованный на поверхности лимфоцитов; Fas — рецептор FasL; Pla — протеаза, встроенная во внешнюю мембрану бактериальной клетки. Рисунок из [7].
Почему же протеаза Pla относится к факторам вирулентности, то есть как именно она помогла чумной палочке, которая и так может похвастать богатым арсеналом приспособлений для процветания в млекопитающих и трансмиссии блохами? Одна из обязанностей Pla — активация плазминогена: образующийся при этом плазмин разрушает фибриновые сгустки, что важно, например, для распространения бактерии из бубонов по организму.
Недавно была установлена связь развития первичной легочной инфекции с механизмом, связанным с инактивацией апоптотической сигнальной молекулы под названием Fas-лиганд (FasL). Роль FasL в клетке определяется его способностью запускать процесс апоптоза. У этого белка, пронизывающего мембрану активированных цитотоксических Т-лимфоцитов и эпителиальных клеток дыхательных путей, есть внеклеточный домен, который связывается с рецептором FasR на поверхности других клеток (преимущественно лимфоцитов, а также гепатоцитов, раковых и некоторых других), что посредством активации протеаз caspase-8 и caspase-3/7 запускает апоптоз. Так поддерживается гомеостаз иммуноцитов, предотвращаются аутоиммунные процессы и уничтожаются клетки, экспрессирующие чужеродные антигены.
Протеаза Pla катализирует расщепление в нескольких местах «рабочего» домена FasL и тем самым инактивирует этот белок — причем как мембранную, так и растворимую его формы. Таким образом Pla предотвращает апоптоз и связанные с ним воспалительные реакции, необходимые для полноценного иммунного ответа, что способствует выживанию патогена в организме хозяина (рис. 1) [7].
Проводимые на мышах эксперименты показали следующее: бактерии с нормальной протеазой Pla способствовали снижению количества FasL, что приводило к быстрой колонизации легких, в то время как йерсинии с инактивированной Pla размножались медленнее. Описанный механизм подавления иммунного ответа, по мнению ученых, может использоваться и другими патогенами, в особенности вызывающими инфекции дыхательный путей. А это, в свою очередь, открывает новые перспективы в борьбе с такими заболеваниями: можно подумать, например, над разработкой ингибиторов Pla или введением дополнительных молекул FasL [7].
«Такси до дома»
Основным переносчиком Y. pestis от грызунов к человеку является блоха (рис. 2), причем для насекомого это вынужденная «доставка пассажира», цена которой — жизнь «перевозчика».
Рисунок 2. Блоха цепляется за шерсть крысы. Фотография сделана с помощью электронного микроскопа, применено окрашивание. Рисунок с сайта science.nationalgeographic.com.
Блохи — прожорливые кровососы. Питание особи может длиться от одной минуты до нескольких часов; некоторые виды умудряются заполнить свои желудки до отказа — так, что даже не успевают переварить свой кровавый обед. Возможно, именно этот факт сыграл для насекомых злую шутку, но пришелся как нельзя более кстати Y. pestis.
Чумная палочка попадает в организм блохи во время ее питания и накапливается в зобу, где начинает интенсивно размножаться. При этом бактерии образуют своего рода биопленку — многослойное скопление клеток, погруженных в экзополисахаридный матрикс. Это явление даже получило название «чумной блок». Таким образом, при последующем питании блохи кровь не попадает в желудок — насекомое чувствует голод и чаще «выходит на охоту». Зараженные блохи живут недолго (оно и понятно — без еды далеко не убежишь), но за это время успевают заразить около 15 животных, в том числе и человека.
Происходит это следующим образом. Поскольку кровь не проходит дальше биопленки, она накапливается в пищеводе и зобу. Когда блоха кусает жертву, новой порции пищи просто некуда деваться, и часть предыдущей трапезы насекомого вместе с порцией бактерий Y. pestis попадает в ранку. Малютке нужен всего один час, чтобы «обойти» организм несчастного и вместе с кровотоком проникнуть в селезенку, печень и легкие. Инкубационный период (время от проникновения возбудителя в организм до первых клинических проявлений) длится от нескольких часов до 12 дней [8]. Схема передачи возбудителя* изображена на рисунке 3.
Рисунок 3. Схема передачи возбудителя чумы от грызунов человеку. Рисунок с сайта www.nkj.ru.
* — К сожалению, человек может посоревноваться с блохой в изощренности механизмов распространения инфекции. Последняя крупная эпидемия чумы разыгралась на Дальнем Востоке в 1910-1911 годах, однако локальные вспышки происходят до сих пор — чума не побеждена окончательно, другое дело, что антибиотики теперь доступны почти везде. Но как же ликвидировали вспышки до «эры антибиотиков»? Замечательную историю о борьбе с чумой в советском Гадруте (1930 год) рассказал гениальный вирусолог и врач Лев Зильбер в своих воспоминаниях «Операция „РУДА“» [9]. Это поистине медицинский (и даже немного шпионский — из-за особого взгляда «партии и правительства» на подобные события) детектив, одновременно захватывающий и трагичный, заставляющий задуматься о понятии «врач», особенностях эпохи и самоотверженной работе вопреки всему (дикости населения, дикости руководства страны и т.п.). Причину вспышки тогда всё же удалось установить. Но. какие уж там блохи! Очень рекомендуем почитать. — Ред.
«Верю, не верю»
Вокруг Y. pestis бродит множество слухов и мифов. Так, например, бактерию считали виновницей «Афинской чумы» — эпидемии, охватившей Древние Афины на втором году Пелопонесской войны. Наплыв беженцев в греческий город стал причиной перенаселения и скученности людей, что, несомненно, способствовало антисанитарии: следить за гигиеной было некогда, поскольку основные силы были направлены на достижение военного превосходства над врагами. В этих условиях зародилась эпидемия «чумы», воспринятая греками как божественная кара за родовое проклятие Алкмеонидов. Тем не менее современные исследования доказывают непричастность Y. pestis к эпидемии в Древней Греции. С помощью молекулярно-генетического анализа было установлено, что на зубах*, найденных в захоронениях жертв афинской эпидемии, нет ДНК чумной палочки, зато присутствует ДНК бактерии Salmonella typhi — возбудителя брюшного тифа [10].
Дальнейшие споры возникают вокруг «помощников» в распространении Y. pestis. Заболевание переносится блохами, а блохи — грызунами. Считалось, что европейские крысы (рис. 4), когда-то заразившись чумой, служили резервуаром инфекции на протяжении нескольких веков, однако сейчас этот факт оспаривается норвежскими учеными. Нильс Христиан Стенсет (Nils Christian Stenseth) из Университета Осло поясняет, что вспышки чумы должны быть связаны с погодными колебаниями: особенно теплые и влажные весенне-летние периоды характеризуются бурным развитием растений и изобилием пищи, количество грызунов в такие годы значительно возрастает, а значит, и чума распространяется быстрее. Изучение древних записей об изменении климата в Европе и Азии во время пандемий привело к заключению, что в Европе начало эпидемий действительно соответствовало благоприятным природным условиям, но только. в Азии и со стабильной отсрочкой примерно в 15 лет. Это позволило сделать вывод о том, то чумная палочка вовсе не таилась в европейских крысах на протяжении многих веков, а завозилась торговцами из Азии снова и снова. Правда, данная гипотеза еще требует строгих научных подтверждений — Стенсет планирует провести генетический анализ останков жертв европейских вспышек чумы и сопоставить геномы возбудителей [12].
Рисунок 4. Крысы (Rattus norvegicus) являются переносчиками блох, а следовательно, и чумной палочки. Рисунок из [12].