Бацилла антрацис: биология возбудителя¶

Bacillus anthracis — грамположительная спорообразующая палочковидная бактерия, возбудитель сибирской язвы — особо опасной зоонозной инфекции. Относится к семейству Bacillaceae, роду Bacillus. Является облигатным патогеном: способна образовывать высокоустойчивые эндоспоры, длительно сохраняющиеся в почве, и продуцировать комплекс факторов вирулентности, обеспечивающих выживание в организме хозяина.

¶Морфология и физиология

Клетки — крупные прямые палочки размером 1–1,5 × 3–10 мкм с закруглёнными концами, располагающиеся в мазках цепочками, что дало видовое название (греч. anthrax — «уголь»). В присутствии кислорода образуют центрально расположенные эндоспоры, не превышающие ширину клетки. Капсула формируется в организме хозяина и на средах с кровью или сывороткой. Бактерия неподвижна (отсутствуют жгутики), хорошо окрашивается по Граму. Аэроб или факультативный анаэроб, оптимальная температура роста 35–37 °C, pH 7,2–7,6. На плотных средах образует характерные матовые шероховатые колонии.

¶Спорообразование и устойчивость

Эндоспора — ключевой фактор сохранения вида во внешней среде. Споры чрезвычайно устойчивы: выдерживают кипячение до 30 минут, длительное высушивание, ультрафиолет, многие дезинфектанты; в почве сохраняются десятилетиями. Это определяет формирование «почвенных очагов» инфекции, где споры могут персистировать неограниченно долго.

¶Факторы вирулентности

Патогенность определяется двумя плазмидами — pXO1 и pXO2.

• pXO1 кодирует трёхкомпонентный токсин: протективный антиген (PA), отёчный фактор (EF) и летальный фактор (LF). PA связывается с рецепторами клеток и обеспечивает транспорт EF и LF внутрь, где они нарушают сигнальные пути (повышение цАМФ и расщепление MAP-киназ соответственно).
• pXO2 отвечает за синтез поли-γ-D-глутаминовой капсулы, подавляющей фагоцитоз.

Утрата любой из плазмид резко снижает вирулентность, что используется при создании вакцинных штаммов (например, СТИ-1).

¶Патогенез

Заражение происходит через повреждённую кожу, дыхательные пути или желудочно-кишечный тракт. Споры фагоцитируются макрофагами, прорастают в вегетативные формы, которые размножаются и выделяют токсин. Капсула защищает от фагоцитоза, токсин вызывает отёк, некроз тканей и системные нарушения. Различают кожную, лёгочную и кишечную формы; наиболее опасна лёгочная (ингаляционная), при которой возможна генерализация и сепсис.

¶Генетика и филогения

Геном представлен кольцевой хромосомой (~5,2 млн пар оснований) и двумя плазмидами. По молекулярно-генетическим данным вид близок к Bacillus cereus и Bacillus thuringiensis, входящим в группу B. cereus sensu lato. Штаммы классифицируют по MLST и каноническому SNP-типированию; выделяют линии A, B, C, различающиеся географией и вирулентностью.

¶Значение и диагностика

Возбудитель изучается как модель бактериального токсина и как потенциальный агент биологического оружия (споры устойчивы и аэрогенны). Лабораторная диагностика включает бактериоскопию, посев, серологические и молекулярные методы (ПЦР). Работа с культурами регламентируется как с особо опасным биологическим материалом. Для профилактики применяют живую споровую вакцину; лечение — антибиотики (ципрофлоксацин, доксициклин) в сочетании с симптоматической терапией.