Wąglik, gołąbeczko

ResearchBlogging.org

Listy z wąglikiem, które krążyły sobie w Stanach Zjednoczonych jesienią 2001 roku, zostały zdekontaminowane i można je oglądać w smithsoniańskim National Postal Museum w Waszyngtonie. Pamiętacie może, że było coś takiego? Że listy z wąglikiem krążyły? Że parę osób zachorowało, a parę zmarło? Że ludzie bali się otwierać listy przychodzące z nieznanych adresów, nie mówiąc już o strachu pracowników poczty? Że panowie Ian, Bello, Benante i Bush grozili zmianą nazwy zespołu?
Pewnie mało kto pamięta i wie, o co chodziło w ogóle. W końcu anthrax happens, jak powiedziała wówczas rzeczniczka jednej ze stanowych instytucji zajmujących się zdrowiem publicznym.

A rzeczywiście happens, bo wąglik to uparte i twarde bydlę jest. Bacillus anthracis, laseczka wąglika, produkuje bowiem przetrwalniki, która to postać niewrażliwa jest na zimno, gorąco, wysuszenie, brak tlenu i brak czynników odżywczych.

Gram-dodatnia laseczka wąglika z pięknymi przetrwalnikami. Zdjęcie: CDC
Gram-dodatnia laseczka wąglika obficie produkująca przetrwalniki. Zdjęcie: CDC

I dzięki tym przetrwalnikom bakteria przetrwać może w środowisku, w ziemi, a także w tkankach zmarłych ludzi i padłych zwierząt, przez długie dziesiątki lat. A kiedy tylko pojawią się sprzyjające warunki (na przykład rozmarznie trochę wiecznej zmarzliny, jak to miało miejsce latem tego roku w Jamalsko-Nienieckim Okręgu Autonomicznym), wtedy przetrwalniki mogą zostać uwolnione, np. z ciał padłych i dawno temu zakopanych reniferów, mogą dostać się do wody i ziemi, skazić pożywienie oraz zarazić ludzi i zwierzęta. Podczas epidemii wąglika na Półwyspie Jamalskim zmarł jeden chłopiec, ponad dwadzieścia osób zachorowało, znacznie więcej izolowano i hospitalizowano, padło także niemal dwa i pół tysiąca reniferów. Wąglik potwierdził nie tylko istniejące i czające się podstępnie zagrożenie mikrobiologiczne, ale także jedno z niebezpieczeństw związanych z ociepleniem klimatu.

Nie znaczy to, że wąglik straszy tylko na Syberii. Pojedyncze doniesienie o przypadkach wykrycia B. anthracis u zwierząt i ludzi pojawiają się niemal każdego tygodnia, w różnych rejonach świata, ostatnio chociażby we Włoszech, w Indiach, w Stanach Zjednoczonych, czy w Zambii.

Co się dzieje, kiedy takie przetrwalniki B. anthracis dostaną się do organizmu człowieka (lub zwierzęcia)? Żywe bakterie kiełkują, niczym te kwiaty, z przetrwalników, a następnie namnażają się, rozprzestrzeniają po organizmie i powodują chorobę używając swoich potężnych czynników zjadliwości. Najważniejszymi czynnikami są trzy białka: czynnik PA (protective antigen), który umożliwia wniknięcie do komórki dwu pozostałym, czynnikowi EF (edema factor) i czynnikowi LF (lethal factor). Działając wspólnie jako jedna toksyna, i współpracując z innymi czynnikami zjadliwości bakterii, takimi jak otoczka czy inne enzymy, powodują zniszczenia tkanek w obrębie układu krwionośnego, co prowadzi do zespołu rozsianego wykrzepiania wewnątrznaczyniowego (DIC), trombocytopenii, wstrząsu, zespołu ostrej niewydolności oddechowej i zgonu.

anthrax-life-cycle
Wąglik w domu i zagrodzie. Ryc. CDC

Wąglik towarzyszy ludziom od dawna, początki sięgają jakoby starożytnego Egiptu i Mezopotamii, historycy twierdzą, że także Grecja i Rzym były nim dotknięte, a niektórzy dodają, iż o chorobie wiedziano także w czasach mojżeszowych, skoro opisywana w Księdze Wyjścia piąta plaga egipska to objawy wąglika właśnie. W XIX wieku lekarze zauważyli związek między charakterystycznymi symptomami (do których zaraz dojdziemy), a zajęciem ludzi sortujących wełnę, czyli mających częsty i bliski kontakt z sierścią zwierząt (woolsorter’s disease). W 1877 Robert Koch wyizolował i wyhodował drobnoustrój, a w 1881 Pasteur przygotował pierwszą szczepionkę przeciw wąglikowi.

Krótka historia wąglika. Ryc. CDC
Krótka historia wąglika. Ryc. CDC

Wąglik jest przede wszystkim chorobą dzikich i udomowionych zwierząt kopytnych. Jest zaliczany do zoonoz, co znaczy, że głównym i podstawowym źródłem choroby dla człowieka są zakażone zwierzęta i produkty zwierzęce: skóry, sierść, mięso; nie można się nim za to zarazić od drugiego człowieka.

– I co? – dopytywała się pani Oliver bez tchu.
– Najwyraźniej Roberts zdołał uspokoić rozjuszonego dżentelmena… który wkrótce potem zmarł na wąglik.
– Wąglik? Ale to choroba bydła?
Nadinspektor uśmiechnął się szeroko.
– Zupełnie słusznie, pani Oliver. To nie jest niewykrywalna trucizna Indian południowoamerykańskich! Może przypomina pani sobie, że w tym czasie wybuchła panika, ponieważ sprowadzono zakażone pędzle do golenia. Pędzel do golenia Craddocka okazał się przyczyną infekcji. *

Zakażenie laseczką wąglika prowadzić może do kilku postaci choroby. Najczęstszą z nich (95% przypadków) i jednocześnie najłagodniejszą jest postać skórna. Przetrwalniki – z zakażonych produktów zwierzęcych, np. naturalnego włosia z pędzla do golenia – wnikają przez niewielkie uszkodzenia skóry, bakterie namnażają się w miejscu wniknięcia, co prowadzi dość szybko (od jednego do 12 dni, ale często bliżej jednego) do powstania pęcherzyka z czarno zabarwionym płynem, po wyschnięciu którego powstaje na skórze niebolesny czarny strup – czarny, stąd nazwa wąglika „anthrax” (od greckiego ‘anthrax’ ἄνθραξ, ‘węgiel’ – dziękuję Ninedin). Zmiana skórna jest często otoczona opuchlizną. W przypadku zastosowania leczenia z użyciem antybiotyków (cyprofloksacyna, doksycyklina, antybiotyki beta-laktamowe, podawane doustnie bądź dożylnie w zależności od rozległości zakażenia) śmiertelność wynosi <2%, w przypadku nieleczonej postaci skórnej – około 20%.

panorama
Postać skórna wąglika. Źródła: zdjęcie pierwsze z lewej – CDC, w środku – stąd, z prawej – skomplikowany przypadek wąglika skórnego, zdjęcie stąd

Znacznie bardziej niebezpieczna jest postać płucna. Do zakażenia dochodzi na skutek wdychania przetrwalników (np. u ludzi, którzy zajmują się przerobem wełny, stąd woolsorter’s disease), które fagocytowane są przez makrofagi płucne. Tam przetrwalniki kiełkują, a następnie laseczki wąglika namnażają się, dzięki toksynom niszcząc otaczające tkanki, a także dostając się do krwiobiegu. Dochodzi do toksemii i sepsy, objawami czego są: gorączka, bóle mięśni, zaburzenia oddychania, wstrząs i zgon. Okres inkubacji wynosić może tylko dwa dni (choć czasem są to tygodnie), a do zgonu dochodzi w ciągu nawet 24 godzin po wystąpieniu symptomów. Charakterystyczny jest obraz płuc w RTG, z widocznym poszerzeniem śródpiersia, krwawieniem do węzłów chłonnych oraz płynem w jamie opłucnej. Śmiertelność nawet w przypadku zastosowania odpowiedniej terapii wynosi około 50%; bez leczenia – ponad 90%.

RTG płuc pacjenta zrobione 4 miesiące po zachorowaniu na wąglik. Widoczne charakterystyczne poszerzenie jamy klatki piersiowej oraz gromadzenie płynu w opłucnej. Pacjent pracował przy przerabianiu włosia kóz. Zdjęcie: CDC/Arthur E. Kaye
RTG płuc pacjenta zrobione 4 miesiące po zachorowaniu na wąglik. Widoczne charakterystyczne poszerzenie jamy klatki piersiowej oraz gromadzenie płynu w opłucnej. Pacjent pracował przy przerabianiu włosia kóz. Zdjęcie: CDC/Arthur E. Kaye

Trzecią postać wąglika stanowi postać żołądkowo-jelitowa. Do infekcji dochodzi przez spożycie zakażonego mięsa, zawierającego formy wegetatywne bakterii. Objawy w obrębie gardła i przełyku obejmują powstawanie owrzodzeń, trudności w przełykaniu i gorączkę; w jelitach natomiast – wymioty, biegunkę i bóle w jamie brzusznej. Nieleczona postać żołądkowo-jelitowa wąglika wiąże się z ponad 90% śmiertelnością, jednak przy zastosowaniu odpowiedniej terapii antybiotykowej 60% pacjentów przeżywa.

Kolejna, opisana niedawno (w 2010) nietypowa postać wąglika charakterystyczna jest dla narkomanów wstrzykujących sobie heroinę. Objawy przypominają nieco postać skórną, ale brakuje w nich wystąpienia czarnej zmiany i strupa na skórze, ponadto zakażenie obejmuje także tkanki podskórne. Ze względu na te różnice, a także na to, że nie dało się w takich przypadkach zaobserwować typowego dla zoonozy przenoszenia zakażenia ze zwierzęcia na człowieka, przypadki takie bywały często niezdiagnozowane poprawnie, albo za późno. Stąd ich dość duża śmiertelność: do ponad 30% przy zastosowaniu nawet agresywnego leczenia.

A przy wszystkich wyżej opisanych postaciach wąglika może nastąpić powikłanie w postaci zapalenia opon mózgowych i mózgu, z licznymi zmianami krwotocznymi w tkance mózgowej i przestrzeniach podoponowych. Objawami są drgawki, bóle głowy, delirium, a także wymioty i biegunka. Post mortem charakterystyczny jest obraz mózgu, określany czasem jako „kapelusz kardynalski”, ze względu na obfitą obecność krwi. Ta postać wąglika jest niemal zawsze śmiertelna, a mimo szybko wdrożonego leczenia większość pacjentów (75%) umiera w ciągu 24 godzin od diagnozy.

Wąglikowe zapalenie opon mózgowych i mózgu. Zdjęcia stąd (z lwej) oraz CDC
Wąglikowe zapalenie opon mózgowych i mózgu. Zdjęcie z prawej: CDC

Leczenie wąglika to stosowanie różnych antybiotyków, o różnych mechanizmach działania, różnych ich kombinacji, a także o różnych drogach podawania i różnym czasie trwania – wszystko w zależności od postaci i stanu pacjenta oraz podatności drobnoustroju na zastosowane środki. Dopuszczone do użycia są także immunoterapeutyki. A jako profilaktyka istnieją szczepienia: i dla ludzi, i dla zwierząt. Te dla ludzi nie są oczywiście w użyciu czy zalecaniach dla całej populacji, a tylko dla wybranych grup zawodowych, mają też za zadanie przydać się wszystkim w przypadku ewentualnego ataku bioterrorystycznego.

Wąglik bowiem zaliczany jest do grupy A (tej najgroźniejszej) czynników, które mogą być użyte w przypadku takiego ataku. Jest łatwy w hodowli, szybko można uzyskać dużą ilość materiału gotowego do niecnego zastosowania, jest łatwy i stabilny w transporcie i rozprzestrzenianiu, powoduje groźną chorobę przebiegającą z wysoką śmiertelnością (postać płucna), a atak z jego użyciem wpływać może nie tylko bezpośrednio – „mikrobiologicznie” – na zakażonych, ale i na całe grupy ludzi poprzez powodowane skutki społeczne, psychologiczne (brak zaufania do systemów ochrony zdrowia, panika) oraz ekonomiczne.

Na koniec zatem oddajmy głos Kenowi Alibekowi, przedstawiającemu historię, jak to bawiono się wąglikiem w Związku Radzieckim, i jak udało się udowodnić, że faktycznie niezła zeń broń biologiczna. Zatem Swierdłowsk i rok 1979, a historia pochodzi oczywiście z książki Alibeka (i Stephena Handelmana) „Biohazard” (Prószyński i S-ka, Warszawa 2000):

img_3095

img_3090

img_3091

img_3092

img_3093

img_3094

Literatura:
1. D’Amelio E, Gentile B, Lista F, & D’Amelio R (2015). Historical evolution of human anthrax from occupational disease to potentially global threat as bioweapon. Environment international, 85, 133-46 PMID: 26386727
2. Sternbach, G. (2003). The history of anthrax The Journal of Emergency Medicine, 24 (4), 463-467 DOI: 10.1016/S0736-4679(03)00079-9
3. Meselson, M., Guillemin, J., Hugh-Jones, M., Langmuir, A., Popova, I., Shelokov, A., & Yampolskaya, O. (1994). The Sverdlovsk anthrax outbreak of 1979 Science, 266 (5188), 1202-1208 DOI: 10.1126/science.7973702
4. Williamson, E., & Dyson, E. (2015). Anthrax prophylaxis: recent advances and future directions Frontiers in Microbiology, 6 DOI: 10.3389/fmicb.2015.01009
* Agata Christie, „Karty na stół”, Wydawnictwo Dolnośląskie, Wrocław 2001

Advertisements

12 uwag do wpisu “Wąglik, gołąbeczko

  1. Świetny wpis.

    Brytyjczycy w czasie wojny też prowadzili próby z produkcją wąglika. Eksperymentalnie spryskano nim małą wyspę u wybrzeży Szkocji, doprowadzając do śmierci wypasanych owiec, potem okazało się że bakterie trudno jest usunąć i na 50 lat wysepka była objęta kwarantanną. Skażenie udało się usunąć dopiero po opryskaniu całej wyspy formaliną.

  2. A tak z ciekawosci: jak droga jest to szczepionka (no w USA pewnie bedzie bardzo droga, ale w normalnych krajach..?), czy szczepienia sa gdzies wymagane wsrod grup zawodowych stykajacych sie ze zwierzetami? No bo na zdrowy rozum, powinny…?

  3. @Futrzak
    CDC podaje, że rutynowo stosuje się szczepionkę w kilku grupach osób: u naukowców pracujących z wąglikiem, niektórych ludzi pracujących ze zwierzętami i z ich produktami (mięsem, sierścią) – na terenach, gdzie wąglik występuje, weterynarzy (też pracujących tam, gdzie wąglik sobie może hulać) oraz wojskowych (narażonych na sytuacje, gdzie bakterie mogą być użyte jako broń biologiczna). Tu są wskazówki: http://www.cdc.gov/anthrax/medical-care/prevention.html
    I tu: https://www.drugs.com/mtm/anthrax-vaccine.html
    Program szczepienia wojska amerykańskiego (plus cywili, którzy związani byli z jednostkami walczącymi z bioterroryzmem) został rozpoczęty za czasów Clintona. Potem go odwoływano, bo efekty uboczne, potem przywracano – historia jest tutaj: https://en.wikipedia.org/wiki/Anthrax_Vaccine_Immunization_Program
    Szczepionka droga, zdaje się, nie jest, około dwudziestu kilku $ za dawkę, z tym, że dawek jest sporo, a później jeszcze trzeba się doszczepiać.

    Oprócz Stanów własną szczepionkę mają też Chiny, Rosja i Wielka Brytania.

  4. Drobna korekta obywatelska do historii z „Biohazard” – w Czelabińsku, a w zasadzie Oziorsku nie doszło do awarii reaktora, tylko przegrzania i w konsekwensji wybuchu (niejądrowego) składnika odpadów radioaktywnych przy zakładzie ich przetwarzania.

  5. Jeżeli humanistka powie, że fantastycznie – naprawdę, jak kryminał! – się to czytało, to to będzie komplement, mam nadzieję?
    Taka jedna uwaga obok tekstu – nazwa może być równie dobrze, najprościej, od greckiego ‚anthrax’ (ἄνθραξ), ‚węgiel’.

  6. @ Ninedin
    Jej, dziękuję bardzo, to zaszczyt od Ciebie takie słowa :)
    A nazwę zaraz skopiuję i zamienię. Dziękuję za poprawkę.

  7. Bardzo ciekawy artykuł, który wg mnie, laika medycznego, mocno przybliża temat wąglika i jego śmiertelnego zagrożenia.

    Mogłabyś powrócić do tematu nieszczęsnej boreliozy, gdzie wylało się sporo jadu, oraz zredagować lub napisać od nowa podobny merytorycznie artykuł.

    Zastanawiam się, jak Ciebie namówić do linkowania badań lekarzy i naukowców, którzy obrali kierunek ILADS, bo oni zdecydowanie odstają od reszty świata „nauki”.

  8. @Maciek
    Dzięki.
    Nowej notki o boreliozie nie przewiduję, no chyba żeby pojawiło się coś nadzwyczajnego, nowego i dużego. Ale nie sądzę.
    Linkować do propagujących ILADS na pewno nie będę – im mniej reklamowania szkodliwej pseudonauki, tym lepiej.

  9. Szukałem ostatnio szerszych artykułów i po polsku o pałeczce hemofilnej (HIb). I poza ogólnikami podobnymi do tych z Wikipedii nic właściwie nie ma. To chyba najmniej znany czynnik chorobowy spośród obecnych w programie szczepień.

  10. @Zaciekawiony
    Może tak faktycznie jest. Planowałam nawet notkę, ale – podobnie jak z innymi – trochę się to rozmyło :)

Skomentuj

Wprowadź swoje dane lub kliknij jedną z tych ikon, aby się zalogować:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Log Out / Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Log Out / Zmień )

Facebook photo

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Log Out / Zmień )

Google+ photo

Komentujesz korzystając z konta Google+. Log Out / Zmień )

Connecting to %s