Кіріспе

Бактериялар түрі, обаның себебі. Yersinia pestis (Y. pestis; бұрын Pasteurella pestis) – грамм теріс, жылжымайтын, спора түзбайтын коккобацилла бактериясы. Ол Yersinia enterocolitica және Yersinia pseudotuberculosis бактерияларымен туыс, ал Y. pestis олардан пайда болған және алыс Шығыстағы қызғылтқан қызба сияқты ауруға (скарлатинаға) себепкер патоген. Бұл факультативті анаэробты организм, ол шығыс тышқан блохасы (Xenopsylla cheopis) арқылы адамға жұғуға қабілетті. Ол оба ауруын қоздырады, бұл ауру Юстинианның обасын және Қара өлімді тудырды – тарихтағы ең қатты пандемия. Оба үш негізгі түрде кездеседі: пневмониялық, септицемиялық және бубондық. Yersinia pestis – өте маңызды паразитке ие, ол тышқан блохасы, ал тышқан блохасының өзі егеуқыр, сондықтан Y. pestis – гиперпаразит. Y. pestis 1894 жылы Гонконгтегі оба эпидемиясы кезінде Пастер институтының швейцариялық-француздық дәрігері және бактериологы Александр Ерсин тапқан. Ерсин Пастер мектебінің өкілі болды. Кох әдістемесін қолданған жапон бактериологы Китасато Шибасабуро да сол кезде обаның қоздырғышын іздеумен айналысты. Алайда, Ерсин обаны бацилламен байланыстырды, оны бастапқыда Pasteurella pestis деп атады; 1944 жылы ол Yersinia pestis деп қайта аталды. Жыл сайын Дүниежүзілік денсаулық сақтау ұйымына 1000-ден 2000-ға дейін оба жағдайлары туралы хабарламалар түседі. Тиісті антибиотиктермен емдегенде, науқастардың жағдайы антибиотиктер ойда келгенге дейінгіден жақсарады. Вьетнам соғысы кезінде Азияда аурудың таралуы 5-6 есеге артты, бұл, мүмкін, экожүйелердің бұзылуы және адамдар мен жануарлардың жақын болуының салдарынан болды. Қазіргі кезде оба Сахара асты Африкасы мен Мадагаскарда кең таралған, осы аймақтарда тіркелген жағдайлардың 95% -дан астамы осында шоғырланған. Оба адам емес сүтқоректілерге де зиян келтіреді; АҚШ-та бұларға қара құйрықты дала иті және жойылып бара жатқан қара аяқты тояқ кіреді.

Жалпы сипаттамалары

Y. pestis – қозғалмайтын коккобацилла, факультативті анаэробты бактерия, екі полюсті бояуға түсетін (төбешік пішіндеске ұқсайтын) және антифагоциттік лайлы қабат түзететін организм. Басқа Yersinia түрлері сияқты, ол уреаза, лактоза ашыту және индол сынақтарында теріс нәтиже береді. Оның ең жақын туыстары – асқазан-ішек патогені Yersinia pseudotuberculosis және одан әлдеқайда алыс Yersinia enterocolitica.

Кіші кодтамайтын РНК

Көптеген бактериялық шағын кодтамайтын РНК-лар реттеуші функцияларды атқаратыны анықталды. Олардың кейбіреулері вируленттілік гендерін реттей алады. Y. pestis sRNA-сының терең секвенциялау арқасында 63 жаңа болжамды sRNA анықталды. Олардың арасында Yersinia-ға тән (сондай-ақ Y. pseudotuberculosis және Y. enterocolitica-да кездесетін) Ysr141 (Yersinia small RNA 141) болды. Ysr141 sRNA III типті секреция жүйесінің (T3SS) эффекторлы ақуызы YopJ-дың синтезін реттейтіні көрсетілді. Yop Ysc T3SS – Yersinia түрлерінің вируленттілігі үшін маңызды компонент. Көптеген жаңа sRNA-лар Y. pestis-тің in vitro жағдайында және жұқтырған тышқан өкпесінен анықталды, бұл олардың бактериялық физиологиясында немесе патогенезінде рөл атқаратынын көрсетеді. Олардың ішінде sR035 термосезімтал реттегіш ymoA-ның SD аймағымен және транскрипцияның басталу нүктесімен жұптасады деп болжанады, ал sR084 темір сіңіру реттегіші fur-мен жұптасады деп болжанады.

Патогенез және иммунитет

Y. pestis-тің қалалық және ормандық циклдерінде таралудың көп бөлігі кеміргіштер мен блохтар арасында болады. Ормандық циклда кеміргіш жабайы, ал қалалық циклда кеміргіш негізінен қоңыр егеуқұйрық (Rattus norvegicus) болып табылады. Сонымен қатар, Y. pestis қалалық ортадан таралып, кері қайта оралуы мүмкін. Адамдарға жұғу әдетте жұқтырған блоха шағуы арқылы жүреді. Егер ауру пневмониялық түріне жеткен болса, адамдар бактерияны жөтел, құсу және, мүмкін, түшкіру арқылы басқаларға таратуы мүмкін.

Имейтін сүтқоректілер

Кеміргіштердің бірнеше түрі Y. pestis бактериясының табиғаттағы негізгі резервуары болып табылады. Далаларда табиғи резервуар негізінен мармоттар құрайды. АҚШ-тың батысында бірнеше кеміргіш түрлері Y. pestis бактериясын сақтап тұрады деп саналады. Дегенмен, ешбір кеміргіште күтілген ауру динамикасы анықталған жоқ. Кеміргіштердің бірнеше түрінің әртүрлі төзімділік деңгейі бар екені белгілі, бұл симптомсыз тасымалдаушы болуына мүмкіндік береді. Дәлелдер басқа сүтқоректілердің блохаларының адамдар арасындағы обаның пайда болуына қатысы бар екенін көрсетеді. Сүтқоректілер арасындағы обаның динамикасы туралы білімнің жетіспеуі, қара құйрықты дала иттері (Cynomys ludovicianus) сияқты сезімтал кеміргіштерге де қатысты, оларда оба колонияның құлауына алып келуі мүмкін, бұл далалық азық тізбегіне зор әсер етеді. Алайда, дала иттері арасындағы жұқтыру динамикасы бұғатталған блохалардың динамикасына сәйкес келмейді; керісінше, өлекселер, бұғатталмаған блохалар немесе басқа векторлар маңызды болуы мүмкін. CO92 штаммы пневмониядан қайтыс болған және жұқтырған мысықтан инфекция алған науқастан бөліп алынды.

Бүркіттер - таратушы

Y. pestis-тің блохалар арқылы таралуы жақсы зерттелген. Вектор блоха Y. pestis-ті жұқтырған жануармен қоректенген кезде алғашқы жұқтыру жүреді. Содан кейін бірнеше ақуыздар блоханың ас қорыту жолында бактериялардың сақталуына көмектеседі, олардың ішінде гемин сақтау жүйесі және Yersinia murine toxin (Ymt) бар. Ymt кеміргіштер үшін өте улы және бұрын жаңа жануарлардың қайтадан жұқтырылуын қамтамасыз ету үшін өндіріледі деп есептелгенімен, ол блохалардың колонизациясы және блохалардағы Y. pestis-тің тірі қалуы үшін маңызды. Жәндіс-вектордың ішінде гемин сақтау жүйесінің генетикалық локустарымен кодталған ақуыздар орта ішектің және жұтқыншақтың арасын байланыстыратын клапан – провентрикулда биофильмнің қалыптасуын тудырады. Бұл биофильмнің болуы блоханың тұрақты жұқтырылуы үшін қажет болып көрінеді. Биофильмдегі жиналу қоректенуге кедеріл келтіреді, себебі қан мен бактериялардың бітік массасы пайда болады (бұл құбылысты алғаш сипаттаған энтомолог А. В. Бакоттың құрметіне "Бэкоттың тоғасы" деп аталады).

Адамда және басқа да бейімделген қожайындарында

Y. pestis инфекциясының сүтқоректі жануарлардағы патогенезі бірнеше факторларға байланысты, соның ішінде осы бактериялардың фагоцитоз және антидене өндірісі сияқты қалыпты иммундық жауаптарды басу және қашу қабілеті. Кене тістеген кезде бактериялар тері тосқауылдарынан өтеді. Y. pestis плазмин активаторын экспресс етеді, ол пневмониялық обаның маңызды вируленттілік факторы және жүйелік таралуды жеңілдету үшін қан ұюларын ыдыратуға қабілетті. Бактериялардың көптеген вируленттілік факторлары антифагоциттік табиғатқа ие. F1 (фракция 1) және V немесе LcrV деп аталатын екі маңызды антифагоциттік антиген вируленттілік үшін маңызды. Сонымен қатар, III типті секреция жүйесі (T3SS) Y. pestis-ке макрофагтар мен басқа иммундық жасушаларға ақуыздарды енгізуге мүмкіндік береді. Бұл T3SS арқылы енгізілген ақуыздар Yersinia сыртқы ақуыздары (Yops) деп аталады, олардың ішінде Yop B/D бар, олар жасуша мембранасында тесіктер жасайды және цитолизбен байланысты. YopO, YopH, YopM, YopT, YopJ және YopE T3SS арқылы жасуша цитоплазмасына, YopB және YopD жасаған тесік арқылы енгізіледі. Енгізілген Yops фагоцитозды және туа пайда болған иммундық жүйедегі маңызды сигналдық жолдарды шектейді, бұл төменде талқыланады. Сонымен қатар, кейбір Y. pestis штаммдары иммундық сигналға араласуға қабілетті (мысалы, кейбір цитокиндердің шығарылуын болдырмау арқылы). Y. pestis лимфа түйіндерінің ішінде көбейеді, онда ол иммундық жүйенің макрофагтар сияқты жасушаларынан жойылмай қалуға қабілетті. Y. pestis-тің фагоцитозды тежеу қабілеті лимфа түйіндерінде өсуіне және лимфа аденопатияға әкелуіне мүмкіндік береді. YopH – тирозин фосфатазасы, ол Y. pestis-тің иммундық жүйе жасушаларынан қашу қабілетіне үлес қосады. Макрофагтарда YopH p130Cas, Fyb (FYN байланыстырушы ақуыз), SKAP HOM және FAK-қа гомологты тирозинкиназа Pyk-ті дефосфорилейтіні көрсетілген. YopH сондай-ақ фосфоинозит-3 киназасының p85 кіші бірлігін, Gab1, Gab2 адаптерлі ақуыздарын және Vav гуанин нуклеотидтік алмасу факторын байланыстырады. YopE RAC1 сияқты Rho отбасының мүшелері үшін GTPазаны белсендіретін ақуыз ретінде жұмыс істейді. YopT – цистеин протеазасы, ол RhoA-ны изопренил тобын алып тастау арқылы тежейді, бұл ақуыздың жасуша мембранасына орналасуы үшін маңызды. YopE және YopT YopB/D шақырылған цитолизді шектеу үшін жұмыс істейтіні ұсынылған. Бұл YopB/D-нің Yop енгізуі үшін қолданылатын тесіктерді жасау функциясын шектеуі мүмкін және YopB/D шақырылған жасушалардың жарылуын және иммундық жауаптарды тартатын және ынталандыратын жасушалық мазмұнның босатылуын болдырмауы мүмкін. YopJ – MAPK киназаларының консервацияланған α спираліне байланысатын ацетилтрансфераза. YopJ MAP киназа каскадының белсендірілуі кезінде фосфорильденетін сериндер мен треониндерде MAP киназаларын ацетилдейді. YopJ еукариоттық жасушаларда мақсатты жасушаның фит қышқылымен (IP6) өзара әрекеттесу арқылы белсендіріледі. Бұл жасушалық протеинкиназа белсенділігінің бұзылуы макрофагтардың апоптозын тудырады, және бұл инфекцияның орналуы және жанушылық иммундық жауаптан қашу үшін маңызды деп ұсынылған. YopO – белок киназасы, сондай-ақ Yersinia protein kinase A (YpkA) деп те аталады. YopO адам макрофагтарының апоптозын күшті түрде индукциялайды. Бактериофаг – Ypφ – осы организмнің вируленттілігін арттыруға жауапты болуы мүмкін деген болжам да бар. Аурудың қандай түрі жұқтырса, соған байланысты әр адамда әртүрлі аурулар дамиды. Алайда, жалпы алғанда, ауру жасушаның иммундық жүйемен байланысу қабілетіне әсер етеді, бұл денеге инфекция орнына фагоциттік жасушаларды жеткізуге кедергі келтіреді. Y. pestis – жан түршігерлік өлтіруші. Ол кеміргіштер мен адамдарды ғана емес, түйелерді, тауықтарды және шошқаларды да өлтірген. Иттер мен мысықтар да обаға ұшырауы мүмкін, бірақ мысықтар жұққан кезде ауруға шалдығу ықтималдығы жоғары. Екеуінің де белгілері адамдарда байқалатын белгілерге ұқсас және жануар үшін өлімге әкелуі мүмкін. Адамдар жұқтырған жануарға (өлі немесе тірі) тию арқылы немесе ауру ит немесе мысық жөтелгенде ауаға тараған жұқпалы тамшыларды тыныс алу арқылы жұқтыруы мүмкін.

Иммунитет

1993 жылы АҚШ-та жұқпаға шалу қаупі жоғары ересектер үшін формалинмен инактивацияланған вакцина қолжетімді болды, бірақ кейін Азық-дәрілік басқармасы оны нарықтан алып тастады. Оның тиімділігі шектеулі болды және ауыр қабыну тудыруы мүмкін еді. F1 және V антигендеріне негізделген вакцинаны генетикалық инженерия арқылы жасау бойынша тәжірибелер жүргізіліп жатыр және үміт береді. Дегенмен, F1 антигені жоқ бактериялар әлі де вирулентті болып қалады, ал V антигендерінің өзгеру дәрежесі соншалық, осы антигендерден құралған вакциналар толық қорғауды қамтамасыз етпеуі мүмкін. АҚШ Армиясының Жұқпалы аурулар жөніндегі медициналық зерттеу институты эксперименталды F1/V антигенге негізделген вакцинаның краб жейтін макакаларды қорғайтынын, бірақ Африканың жасыл маймылдарына тиімсіз екенін анықтады. Кохрейн ынтымақтастығы жүргізген жүйелі шолу вакцинаның тиімділігі туралы нақты тұжырым жасауға жеткілікті сапалы зерттеулер жоқ екенін көрсетті.

Оқшаулау және анықтау

1894 жылы екі бактериолог, швейцариялық Александр Ерсин және жапондық Китасато Шибасабуро Гонконгта 1894 жылғы Гонконг обасына себепкер болатын бактерияны тәуелсіз түрде оқшаулады. Екі зерттеуші де өздерінің нәтижелерін жариялағанмен, Китасатоның дәйінділігі жоқ және шатастыратын мәлімдемелері нәтижесінде, Ерсин аталған организмді бірінші ашқан адам ретінде мойындалды. Ерсин оны өзі жұмыс істеген Пастер институтының құрметіне Pasteurella pestis деп атады. 1967 жылы ол жаңа туысқа көшіріліп, оның құрметіне Yersinia pestis деп қайта аталды. Ерсин сонымен қатар, егеуқұйрықтардың оба эпидемиясы кезінде ғана емес, адамдардағы эпидемияларға дейін де обаға шалдығуын, ал көптеген жергілікті тұрғындар оны егеуқұйрықтардың ауруы деп санайтынын атап өтті. Қытай мен Үндістанның ауыл тұрғындары көптеген егеуқұйрықтар өлгеннен кейін жақын арада обаның басталатынын айтты. 1898 жылы француз ғалымы Пол Луи Симонд (үшінші пандемиямен күресу үшін Қытайға келген) ауруды таратушы – егеуқұйрық-бүркіт векторларын анықтады. Ол, ауруға шалдыққан адамдардың бір-бірімен тығыз байланыста болуы міндетті емес екенін байқады. Қытайдың Юньнань провинциясындағы тұрғындар өлі егеуқұйрықтарды көргенде үйлерінен қашып кететін, ал Формоза (Тайвань) аралындағы тұрғындар өлген егеуқұйрықтарға тию обаға шағу қаупін арттырады деп есептеді. Осы байқаулар оны бүркіттің оба таратудағы аралық фактор болуы мүмкін деген күдікке жеткізді, себебі адамдар 24 сағаттан бұрын өлген егеуқұйрықтармен байланысқа келген жағдайда ғана обаға шалдығады. Симонд классикалық экспериментте жұқтырған бүркіттерден секіргеннен кейін сау егеуқұйрықтың обадан өлгенін көрсетті. Жұқпалы ауру 1900-1904 жылдары Сан-Францискодағы Чайнатаунға, содан кейін 1907-1909 жылдары Окленд пен Ист-Бэйге тарады. Одан бері ол Солтүстік Американың батыс бөлігіндегі кеміргіштерде кездеседі, себебі саудаға салдарынан туған қорқыныш билік органдарын Чайнатаун тұрғындарының өлімін ұзақ уақыт жасыруға мәжбүр етті, бұл ауру шеткері аймақтардағы жергілікті кеміргіштердің кең таралған түрлеріне тарады. Үш негізгі штамм анықталды: Y. p. antiqua, ол алтыншы ғасырда оба пандемиясын тудырды; Y. p. medievalis, ол екінші пандемиялық толқын кезінде қара өлім мен одан кейінгі эпидемияларды тудырды; және Y. p. orientalis, қазіргі обаның таралуына жауапты.

21 ғасыр

2018 жылдың 15 қаңтарында Осло университеті мен Феррара университетінің зерттеушілері адамдар және олардың паразиттері (сол кездегі бітелер мен тырнақаяндар) оба ауруын таратушылардың ең ірі көзі болды деген пікірді айтты.

Ежелгі ДНК дәлелі

2010 жылы Германиядағы зерттеушілер қара өлімнен қаза тапқандардың үлгілерінен алынған ПТР деректері арқылы Y. pestis бактериясының ортағасырлық қара өлімге себепкер болғанын нақты анықтады. 2011 жылы қара өлімнен қаза тапқандардан оқшауланған Y. pestis бактериясының алғашқы геномы жарияланды, және бұл ортағасырлық штаммның Y. pestis-тің қазіргі заманғы көптеген түрлерінің атасы екені анықталды. 2015 жылы Cell журналы ежелгі зираттарды зерттеу нәтижелерін жариялады. 2018 жылы неолиттік кезеңдегі құлдырау кезеңінде (шамамен 6000 жыл бұрын) патогеннің пайда болуы және таралуы туралы мәліметтер жарияланды. ДНК деректерінің көзі Швециядағы бір нысан болды, ал таралудың ықтимал жолы халықтың көші-қонынан гөрі сауда желілері деп ұсынылды. Y. pestis бактериясының Азияда емес, Еуропадағы Кукутени-Трипиллия мәдениетінде пайда болған болуы мүмкін деген дәлелдер бар, бірақ оны өте қауіпті еткен генетикалық өзгерістер шамамен 4000 жыл бұрын ғана болды. Кеміргіштер, адамдар және басқа сүтқоректілер арқылы жұғатын, өте қауіпті түрі Ресейдің Самара облысындағы Срубная мәдениетіне жататын екі адамнан (шамамен 3800 жыл бұрын) және Арменияның Капан қаласындағы темір дәуіріне жататын бір адамнан (шамамен 2900 жыл бұрын) табылды. 2016 жылдың 8 қыркүйегінде Лондонның Crossrail құрылыс алаңында табылған тістердегі ДНК-дан Y. pestis бактериясы анықталды. Адам қалдықтары 1665-1666 жылдар аралығында болған Лондонның Ұлы обасының құрбандары екені анықталды. 2021 жылы зерттеушілер қазіргі Латвия және Эстония шекарасындағы аңшы-жинаушылардың қалдықтарында 5000 жыл бұрынғы Y. pestis жұқтырған адамның қалдықтарын тапты, бұл әлемдегі ең ежелгі белгілі құрбандық болып табылады.

Оқиғалар

1970 және 2020 жылдар аралығында АҚШ-та 496 жағдай тіркелді. Жағдайлар көбінесе Нью-Мексико, Аризона, Колорадо, Калифорния, Орегон және Невада штаттарында кездесті. 2008 жылы оба ауруы Сахара төңірегіндегі Африка және Мадагаскарда кең таралған, бұл аймақтарда тіркелген жағдайлардың 95%-дан астамын құрады. Гемохроматоз Касадабанның зерттеу үшін пайдаланылған әлсіретілген штаммнан қайтыс болуына ықпал ететін фактор деп болжанды. 2019 жылдың 3 қарашасында Пекин қаласының Чаоян ауданындағы ауруханада пневмониялық обаның екі жағдайы анықталды, бұл жағдай эпидемия қаупіне алып келді. Науқас – қызуы бар орта жастағы ер адам, ол он күнге жуық тыныс алуда қиындықтарды сезінген, оның әйелі де ұқсас белгілермен бірге болды. Полиция аурухананың шұғыл жәрдем бөлімін карантинге алып, қытайлық жаңалықтар жинағыштарға бақылау қойды. 2020 жылдың шілдесінде Қытайдың Ішкі Монғолия автономды аймағындағы Баяннур қаласында бубондық обаның бір жағдайы расталғаннан кейін, шенеуніктер сақтық шараларын күшейтті. Науқас карантинге алынып, емделді. Қытайдың Global Times басылымы хабарлағандай, екінші күдікті жағдай да тексеріліп, 3-деңгейлі ескерту жарияланды, ол жыл соңына дейін күшінде болады. Бұл оба ауруын тарататын жануарларды аулауға және жеуге тыйым салды, сондай-ақ халықты күдікті жағдайлар туралы хабарлауға шақырды.