Неудачи последних лет в борьбе с возбудителями инфекционных болезней, заставили серьезно задуматься о причинах, обесценивающих наши усилия по созданию «мира без эпидемий». Почему это происходит? Лишь очень немногие из микроорганизмов (приблизительно 1/30000 часть) представляют угрозу для людей. Поэтому они должны обладать какими-то существенными отличиями, определяющими их способность вызывать болезнь или даже смерть своих жертв.

Патогенность. Вирулентность. Инфекционный процесс и инфекционная болезнь.

По замечанию Клода Бернара, болезнь является обязательным проявлением жизни, спутником ее эволюции и усложняется в соответствии с усложнением функции и структуры живых существ, т. е., если болезнь рассматривать не только с узко антропоцентрической точки зрения, то болеют на всех этажах эволюционной лестницы — начиная с наиболее простых форм жизни: вирусов, бактерий, амеб.

Первичным и основным звеном развития болезни является повреждение.

В наиболее общем смысле, повреждение живого тела на любом уровне (молекулярном, субклеточном, клеточном, органном, организменном, популяционном) представляет такое изменение его строения и функции, которое не способствует, а мешает жизни и существованию организма в окружающей среде [Адо А.Д., 1985].

Для

вируса

, проникшего в клетку, болезнью будет его неспособность синтезировать макромолекулы, собирающиеся в вирусную частицу. У многоклеточных организмов такую болезнь вируса может вызвать, например, программируемая гибель клеток (апоптоз), инфицированных этим вирусом. Повреждение размножившегося в клетках хозяина вируса, способны вызвать антитела и система комплемента. В этом случае причиной болезни вируса будут его нейтрализация и опсонизация, лизис вирусинфицированных клеток, усиление воспалительного и иммунного ответов на него хозяина.

Бактерии

могут быть разрушены антибактериальными веществами в жидкостях и любых тканях, в которые они проникают. Их могут переварить полиморфно-ядерные и одноядерные фагоциты, нейтрализовать и опсонизировать антитела, действующие совместно с системой комлемента, и др.

Абсурдизация коэволюции. Противоречия гипотезы закрепления патогенности естественным отбором. Типы паразитов. Патогенность микроорганизмов без критериев времени. Патогенность облигатных паразитов. Патогенность факультативных паразитов. Патогенность случайных паразитов. Смена типа (степени) паразитизма. Вторая стратегия паразитизма. Третья стратегия паразитизма.

Почему микроорганизмы бывают патогенными? Правильный ответ на этот вопрос позволит предварительно оценивать патогенный потенциал возбудителей новых инфекционных болезней исходя из критериев, которые невозможно определить в эксперименте.

Абсурдизация коэволюции

. Понимание сути патогенности только как механизма, посредством которого реализуется возможность микроорганизма к паразитическому существованию, неизбежно приводит исследователей к мысли, что эта форма биотической связи временна, так как способна погубить хозяина и, следовательно, самого паразита. Поэтому длительное время считалось, что в ходе эволюции она должна быть вытеснена другими формами симбиоза, не наносящими вреда хозяину [Dubos R., 1965]. А сам процесс формирования таких форм симбиоза хозяина и паразита носит характер сопряженной эволюции (коэволюции), т. е. их «притирки».

Были получены данные, которые, казалось, свидетельствовали, что такая тенденция в эволюции патогенности может быть единственно верной. Рассмотрим пример, наиболее часто используемый для доказательства такой «коэволюции».

Факторы патогенности. Инфицирование слизистых поверхностей. Инвазия. Внутриклеточная жизнь бактериальных патогенов. Жизнь внутри вакуоли. Взаимодействие бактериальных патогенов с иммунной системой хозяина. «Острова патогенности» и система секреции бактериальной клетки.

Наличие пептидогликана у бактериальной клетки определяет основную стратегию ее паразитизма, при которой продолжительность инфекционного процесса лимитируется иммунной системой хозяина (первая стратегия). Патогенная бактерия может кратковременно имитировать вторую стратегию путем несбалансированного роста, когда утрачивается клеточная стенка (L-формы бактерий) и она становится менее узнаваемой для иммунной системы хозяина. Однако в этом случае бактерия вынуждено переходит на более низкий уровень биосинтеза органических веществ, что приводит к замедлению ее размножения. В результате возбудитель не накапливается до такой степени, что бы вызвать типичный инфекционный процесс. Болезнь переходит в стадию резидентного бактерионосительства и может закончиться гибелью паразита без смены им хозяина. Для того, что бы быть патогенными, бактерии должны: инфицировать слизистые поверхности; проникать через них в хозяина; размножаться во внутренней среде хозяина; противодействовать его защитным механизмам и причинять ему вред. Необходимость в выполнении первых двух требований отпадает, если бактерии проникают в ткани через альвеолы (в составе мелкодисперсного аэрозоля) и поврежденную кожу (укусы переносчиков). Для выполнения каждого из этих требований бактерии должны обладать рядом биологических факторов, которые кратко описаны ниже [Smith H., 1995; Finlay В., Falkow S., 1997; Бухарин О.В., Литвин В.Ю., 1997].

Факторы патогенности

. Каждый из них ответственен за проявление конкретных свойств микроорганизма в инфекционном процессе. К ним относят:

факторы адгезии и колонизации

— с их помощью бактерии распознают рецепторы на мембранах клеток, прикрепляются к ним и колонизируют клетки (различные поверхностные структуры клеточной стенки);

Инфицирование слизистых поверхностей.

Происхождение микоплазм. Патогенность микоплазм. Болезни, вызываемые микоплазмами.

Микоплазмы — это уникальные прокариотические организмы, имеющие лишь одну липопротеиновую мембрану, которая выполняет функции и клеточной стенки, и цитоплазматической мембраны. Они входят в класс Mollicutes, объединяющий также и ахолеплазмы, спироплазмы, уреаплазмы, анаэроплазмы [Прозоровский СВ. и др., 1995]. По форме и структурной организации молликуты очень близки к L-формам бактерий [Бухарин О.В., Усвяцов Б.Я., 1996]. Но в отличие от них, геном молликут крайне упрощен и экономен, что не предполагает возможность реверсии клеточной стенки. Микоплазмы являются самыми маленькими самореплицирующимися формами жизни и способны вызывать инфекционный процесс, используя вторую стратегию паразитизма. Болезни, вызываемые микоплазмами, называются микоплазмозами.

Происхождение микоплазм

. Филогенетические связи класса Mollicutes и пути их эволюции обсуждаются специалистами в основном с двух точек зрения. Согласно одной из них микоплазмы являются выжившей ветвью примитивных организмов, из которых впоследствии произошли прокариоты и эукариоты. Они появились, как продукт прогрессивной эволюции еще до образования присущей бактериям клеточной стенки. Другая точка зрения состоит в том, что микоплазмы являются регрессивной ветвью эволюции некоторых грамположительных бактерий и (или) клостридий. Второе предположение находит экспериментальные подтверждения и рассматривается в двух возможных вариантах. Все микоплазмы происходят либо из одного предка, общего с грамположительными бактериями, либо от разных бактерий [Прозоровский СВ. и др., 1995].

Патогенность микоплазм

. Так же как и бактерии, микоплазмы, что бы быть патогенными, должны инфицировать поверхности клеток хозяина. Поэтому многие патогенные микоплазмы имеют форму нитей или колбочек и на их поверхности, при электронной микроскопии, видны кончики выступающих полярных органелл, участвующих в процессе адгезии к клетке хозяина [Kirchhoff H. et al., 1984]. Эти концевые структуры имеют сложное строение. Они сплетены из интерактивных белков адгезинов и белков, участвующих в адгезии. Интересной особенностью адгезинов микоплазм является генетическое регулирование их антигенной структуры (рис. 14 и 15).

Эпидемии обычно возникают неожиданно. Самые страшные эпидемии начинались на фоне социального благополучия или крупных успехов в борьбе с самими же эпидемиями. Как в 1665 г. лондонцы не могли поверить, что к ним вернулась чума [Дефо Д., 1732], так и наши современники, добившиеся блестящего успеха в глобальной борьбе с вирусом натуральной оспы, не могли в начале 1980-х гг. поверить, что в «мире без оспы», их поджидает СПИД. Попробуем понять, где сохраняются возбудители инфекций, прежде чем преподнести нам очередной урок, как они попадают в чувствительные популяции и что это такое — «чувствительная популяция».

Определения. Типы природных резервуаров. Общие свойства природных резервуаров. Почвенный резервуар. Водный резервуар. Техногенный резервуар. Наземный резервуар.

Исследование механизмов проникновения патогенов в человеческие популяции затруднено использованием терминологии, ставящей преждевременные заключения и дающей неверные представления о происхождении и циклах их природной трансмиссии [Wolfe N.D. et al., 1998]. Поэтому, прежде всего, рассмотрим определения нескольких связанных между собой терминов.

Определения.

Природный резервуар —

это совокупность биотических и абиотических объектов, являющихся средой естественной жизнедеятельности паразитического вида и обеспечивающих существование его в природе [Таршис М.Г., Черкасский Б.Л., 1997].

Природным очагом

считают наименьшую часть одного или нескольких географических ландшафтов, где циркуляция возбудителя между животными способна осуществляться неопределенно долго без необходимости заноса его извне [Таршис М.Г., Черкасский Б.Л., 1997].

Экологические изменения. Изменения климата. Изменения человеческой демографии и поведения людей. Международный туризм и коммерция. Технологии и индустрии. Опасные эксперименты. Пищевые технологии. Улучшение диагностики. Микробные адаптации и изменения. Разрушение общественного здравоохранения и недостаточное развитие его инфраструктуры.

«Новыми» называются инфекционные болезни, недавно возникшие в популяциях людей либо существовавшие там ранее, но количество их случаев начало вдруг быстро расти, либо они распространились в новом для них географическом регионе (табл. 15).

Главный комплекс гистосовместимости. Вирус иммунодефицита человека. Вирус герпеса saimiri. Вирус Денге. Вирус гепатита В. Вирус гепатита С. Вирус Эпштейна-Барра. Хантавирус Puumala. Возбудитель болезни Лайма. Возбудитель туберкулеза. Mycobacterium leprae. Малярия. Шистосоматоз.

Восприимчивая популяция является третьим звеном классической эпидемической цепи. Для того чтобы возникла и распространилась новая инфекционная болезнь, недостаточно наличия природного резервуара возбудителя и возможностей для его передачи. Эпидемический процесс будет развиваться в том случае, если в популяции имеются восприимчивые к возбудителю инфекционной болезни люди.

Генетическая природа восприимчивости к возбудителям инфекционных болезней еще только начинает изучаться. Устойчивость и восприимчивость относятся к пороговым признакам. Чаще всего они носят полигенный характер. Такой генетический контроль не дает возможность разграничить фенотипы вследствие маскирующего действия условий среды и небольшого эффекта отдельных генов. Частоты отдельных генов в инфицированной популяции варьируют. Поэтому наблюдается множество переходных вариантов патологии между типичными формами проявления инфекционной болезни (рис. 46).

Биологический террористический акт. Эпидемиология террористического акта при однократном применении биологического агента. Эпидемиология террористического акта при многократном применении биологического агента. Расследование биологического террористического акта. Вспышка сибирской язвы в Свердловске в 1979 году — бактериологическая диверсия?

Чтобы свести к минимуму нежелательные последствия биологического нападения или террористического акта, медицинские работники и работники правоохранительных органов должны сознавать опасность биологической войны и терроризма. Они должны иметь соответствующее представление о возбудителях болезней, которые могут быть приспособлены для военных целей, и об их воздействии на организм жертвы, о закономерностях развития искусственных эпидемических процессов и тех его признаках, знание которых позволит заподозрить биотеррористический акт или диверсию.

Биологический террористический акт.

Биологические агенты воспринимаются террористами в качестве «атомной бомбы бедных». При этом они исходят из опасной иллюзии того, что поражающие возможности биологического оружия (БО) сопоставимы с ядерным, но его стоимость значительно меньше, а технология производства доступнее (рис. 55).