Что такое сибиреязвенное захоронение

Сибирская язва как биологическое оружие

Споры сибирской язвы под микроскопом

Автор

Редактор

Конкурс «Био/Мол/Текст»-2020/2021

Эта работа опубликована в номинации «Вирусы и микроорганизмы» конкурса «Био/Мол/Текст»-2020/2021.

Генеральный партнер конкурса — ежегодная биотехнологическая конференция BiotechClub, организованная международной инновационной биотехнологической компанией BIOCAD.

Спонсор конкурса — компания SkyGen: передовой дистрибьютор продукции для life science на российском рынке.

Спонсор конкурса — компания «Диаэм»: крупнейший поставщик оборудования, реагентов и расходных материалов для биологических исследований и производств.

Доводилось ли вам когда-нибудь слышать о «письмах счастья» со спорами сибирской язвы? Речь идет об известном акте биологического терроризма, произошедшем после событий 11 сентября: письма доставили в Конгресс США и офисы некоторых СМИ. Тогда погибло пять человек, еще 17 пострадали. Увы, это не было первой попыткой использования сибирской язвы в качестве средства массового поражения.

Так, в 1915 году в ходе Первой мировой войны Германия и Франция перегоняли зараженный сибирской язвой скот — лошадей и коров — на сторону противника [1].

Рисунок 1. Остров Грюинард

Военный городок Свердловск-19, 1979 год. Внезапная вспышка сибирской язвы унесла жизни 64 людей — и это только по официальным данным. По неофициальным (со слов врачей и пациентов) — не меньше сотни. Подавляющее большинство инфицированных были мужчинами средних лет. Годы спустя президент Борис Ельцин признал, что причиной эпидемии стали секретные разработки, а именно — случайная утечка бактерий из военной лаборатории [3].

Наконец, в 1993 году в Токио религиозная секта «Аум Синрикё» предприняла попытку ускорить наступление апокалипсиса путем распыления спор сибирской язвы через вентиляционную систему. По счастливой случайности, вместо смертельно опасных спор сектантам досталась всего лишь ветеринарная вакцина против сибирской язвы, и никто не пострадал (если не считать неприятного запаха из вентиляции) [1].

С точки зрения бактериологии

Bacillus antracis, или сибиреязвенная палочка, получила свое название от греческого слова anthrakos — «уголь» — из-за способности образовывать черные, похожие на угольки, струпья на коже. Это грамположительная спорообразующая бактерия (рис. 2), которая может существовать как в кислородной, так и в бескислородной средах [2]. Давайте разберемся, что это значит.

Рисунок 2. Bacillus anthracis. В инфицированной крови или тканях бациллы часто присутствуют в виде коротких цепочек, окруженных полипептидной капсулой.

Грамположительные бактерии — те, что при окраске микроорганизмов по методу Грама приобретают темно-синий цвет и не обесцвечиваются при обработке спиртом. Такая окраска позволяет разделить бактерии по биохимическим свойствам: у грамположительных бактерий спирт вызывает сужение пор в пептидогликане (это полимер в стенках бактериальных клеток), за счет чего краска задерживается в клеточной стенке. Грамотрицательные бактерии, напротив, после воздействия спиртом утрачивают краситель из-за меньшего содержания пептидогликанов [4].

Что касается спор, эти особые формы бактериальных клеток служат для репродукции и/или переживания неблагоприятных условий, то есть хорошо сохраняются во внешней среде (важное свойство для биологического оружия). Они устойчивы к высоким температурам, радиации, высушиванию, действию растворителей и прочих губительных факторов. Более того, споры B. аnthracis могут переносить даже десятиминутное кипячение и сохраняются в почве десятки лет (что демонстрирует случай с островом Грюинард) [2]. В организме животного, которое имело несчастье пастись на такой земле, споры прорастают и вызывают сибирскую язву.

Что насчет патогенеза?

Патогенность B. аnthracis связана со способностью продуцировать токсины — отечный и летальный — и образовывать бактериальную капсулу.

Бактериальная капсула — это слизистая структура толщиной не более 0,2 мкм, прочно связанная с клеточной стенкой. Капсулы патогенных бактерий в основном состоят из полисахаридов, но могут содержать и полипептиды (например, капсулы сибиреязвенных бацилл состоят из D-полимеров глутаминовой кислоты). Бактериальная капсула защищает от неблагоприятных внешних условий, способствует адгезии («прилипанию») к поверхности клетки хозяина и препятствует фагоцитозу — поглощению бактерии специальными клетками-фагоцитами иммунной системы.

Патогенные свойства B. anthracis кодируются двумя плазмидами: pXO1 отвечает за биосинтез токсинов, а pXO2 кодирует компоненты капсулы. Обе плазмиды необходимы для полной вирулентности (способности к инфицированию), и потеря любой из них приводит к ослаблению штамма.

Небольшая справка

Бактериальные плазмиды — это кольцевые молекулы ДНК, обособленные от хромосом (рис. 3). Они содержат дополнительные гены, необходимые только в специфических условиях для выживания клетки.

Рисунок 3. Генетический аппарат бактерий. Цифрой 1 обозначена бактериальная ДНК, 2 — обособленные от нее плазмиды.

схема автора статьи

Существует несколько основных групп плазмид.

Col-плазмиды отвечают за синтез белков, действующих против других бактерий (такие вещества называются бактериоцинами). Эти белки вызывают гибель бактерий того же вида (или родственных ему), но не действуют на сами клетки, выделяющие данные вещества.

F-плазмиды (факторы фертильности) ответственны за половой процесс у бактерий. Его обусловливает наличие F-пилей — нитей белковой природы — и их способность к конъюгации, то есть переносу части генетического материала от одной бактериальной клетки к другой при их непосредственном контакте.

R-плазмиды (факторы резистентности) отвечают за устойчивость к действию антибиотиков и сульфаниламидных препаратов (бактериостатиков) — лекарств с противомикробным действием [5–7].

D-плазмиды определяют синтез ферментов, обеспечивающих расщепление углеводородов нефти и других трудноусваиваемых соединений [8].

Однако вернемся к сибирской язве. Плазмида pXO1 кодирует три компонента сибиреязвенных токсинов (рис. 4). Фактор отека (EF) вызывает местную воспалительную реакцию — собственно, отек; протективный антиген (PA) обладает иммуногенным действием, то есть способностью вызывать иммунный ответ организма. И третий фактор — летальный (LF) — нарушает внутриклеточный синтез макромолекул, что приводит к некрозу и разрушению клеток, в первую очередь — макрофагов. Каждый из этих факторов по отдельности не обладает патогенным действием, но сочетание протективного и летального факторов образует летальный токсин, а протективного и отечного — отечный токсин [2], [9–11].

Как правило, бактериальные токсины представляют собой сложные белки, состоящие из нескольких доменов. В их числе: домен, участвующий в связывании рецептора клетки-хозяина; транслокационный домен, который служит для проникновения токсина в клетку; и домен, определяющий механизм токсического действия. В целом выделяют две группы токсинов: экзотоксины (обычно это обладающие антигенными свойствами белки, которые грамположительные бактерии продуцируют во внешнюю среду во время роста) и эндотоксины (комплексы липополисахаридов с белками, которые входят в состав клеточных стенок грамотрицательных бактерий и высвобождаются после их гибели). Поскольку B. anthracis — грамположительная бактерия, ее токсины относятся к первой группе — с приставкой «экзо-».

Виды сибирской язвы

Сибирская язва существует в четырех формах: кожная, желудочно-кишечная, легочная и инъекционная [2], [12], [13].

Кожная форма является самой распространенной и наименее опасной. Она возникает при проникновении бактерий через поврежденную кожу — порез или царапину — при контакте с больным животным или продуктами животного происхождения. В течение двух-трех дней после заражения на коже развивается папула (вид кожной сыпи), которая затем окружается кольцом из везикул (воспалительных элементов сыпи) и, наконец, высыхает. Обычно к 5–6 дню из нее образуется похожий на уголь черный карбункул: он безболезнен и окружен отеком (рис. 5). Без лечения до 20% людей с кожной сибирской язвой погибает от сепсиса, однако при правильном лечении выживают почти все пациенты.

Рисунок 5. Кожная форма сибирской язвы

Не так давно была обнаружена новая, инъекционная, форма сибирской язвы в среде героиновых наркоманов. Ее симптомы иногда напоминают кожную форму, однако инфекция в этом случае локализуется глубоко под кожей или в мышце — в зависимости от того, куда была сделана инъекция.

Ни одна из форм сибирской язвы не заразна. Это означает, что болезнь не передается от человека к человеку, как простуда или грипп, — инфицирование может происходить только одним из означенных выше способов [13].

Вскрытие покажет

При вскрытии умерших от сибирской язвы можно обнаружить увеличенную селезенку: она дряблая, на разрезе почти черная, в мазках с ее поверхности находят огромное количество сибиреязвенных палочек [14]. Особое внимание следует обратить на мозг умершего: мягкие мозговые оболочки отечны, пропитаны кровью и имеют темно-красный цвет — так называемая шапочка кардинала. Именно по этому признаку во время эпидемии в Свердловске одна из врачей «вычислила» сибирскую язву [3]. Под микроскопом наблюдается воспаление оболочек и тканей головного мозга, а также разрывы мелких сосудов и скопление множества сибиреязвенных микробов [14].

Лечение и профилактика

Для лечения всех форм сибирской язвы ВОЗ рекомендует интенсивную поддерживающую терапию и антибиотикотерапию. В качестве антибиотика, как правило, выступает знаменитый пенициллин. В тяжелых случаях его комбинируют со фторхинолонами (ципрофлоксацином или левофлоксацином) или макролидами (клиндамицином или кларитромицином). Также могут использоваться и другие антибиотики широкого спектра. При заражении самой опасной, легочной, формой сибирской язвы в ход идет тяжелая артиллерия: гемодинамическая поддержка, искусственная вентиляция легких, назначение кортикостероидов. Очень важно начать своевременное лечение, чтобы уничтожить бактерии раньше, чем их токсины попадут в кровоток [15].

У пациентов с подозрением на системное поражение организма к антимикробной терапии добавляется прием антитоксинов [15]. Это препараты антител, которые изготавливают из сыворотки крови лошадей: животных перед этим иммунизируют соответствующими анатоксинами (препаратами, изготовленными из токсинов) — эти «обезвреженные» вещества уже не могут отравлять организм, но по-прежнему вызывают выработку антител, которые и нужны для борьбы с болезнью. Для получения анатоксина токсин выдерживают в теплом растворе формалина при температуре 39–40 °C в течение 3–4 недель [16].

Также при лечении сибирской язвы используют человеческие моноклональные (происходящие от одной клетки-предшественницы) антитела: раксибакумаб и обилтоксаксимаб. Оба препарата связывают протективный антиген (PA), в результате чего нейтрализуются оба сибиреязвенных токсина. Это происходит из-за того, что PA играет ключевую роль в сборке токсинов и поражении клеток-мишеней. Препараты рекомендованы для лечения легочной формы сибирской язвы в сочетании с антибактериальной терапией [17], [18].

Лечение сибирской язвы проводится в течение 3–7 дней при неосложненной кожной форме и 10–14 дней — при системной инфекции, которая охватывает весь организм. Если заболевание — результат биотерроризма, длительность лечения, по рекомендациям ВОЗ, может возрастать до 60 дней. В таком случае назначают ципрофлоксацин или доксициклин с тремя дозами вакцины против сибирской язвы (или же без нее) [15].

Против сибирской язвы существуют и вакцины (см. табл.).

Несмотря на уже существующие вакцины, разрабатывают и новые — с расчетом на то, что они окажутся более безопасными и эффективными [21]. Однако ни одной вакцины нет в свободном доступе, и ВОЗ рекомендует их только для групп риска — людей, чья деятельность связана с высоким риском инфицирования: ветеринарам, некоторым лабораторным работникам и военнослужащим. Например, с 2015 года вакцину получают сотрудники Министерства обороны США и члены их семей [15].

Рисунок 6. Те самые «письма счастья»

Clostridium botulinum, возбудитель ботулизма, во многом похож на B. anthracis: это тоже грамположительная спорообразующая бактерия, обитающая в почве. В чем-то C. botulinum даже более устойчив: он выдерживает кипячение до 6 часов, тогда как B. anthracis — только 10 минут. Ботулинический токсин — самый сильный из всех биологических ядов, однако для его продуцирования нужны строго анаэробные условия, а возбудитель сибирской язвы может существовать в любой среде [8].

Источник

Скотомогильник сибирской язвы и другие виды могильников скота

Скотомогильник — участок, где захоронены туши животных (сельскохозяйственные, домашние), павших от инфекционных заболеваний, забитых во избежание распространения сибирской язвы или других болезней.

Что такое скотомогильник?

Это изолированная зона, обустраиваемая согласно «Ветеринарно-санитарным правилам сбора, утилизации, и уничтожения биологических отходов». Располагаться может как на отдельном участке земли, так и на территории ветеринарных учреждений. В центре обустраивается биометрическая яма.

Перед ограждением должна располагаться санитарно-защитная зона, чей размер определяется местом нахождения могильника. Участок под захоронение подбирают сухой, на возвышенности. Разрешения на строительство выдаются только в местах, достаточно удалённых от:

Землю для могильника или биометрической ямы отводят местные власти, согласовывая процесс с санитарно-эпидемиологическим надзором и ветеринарной службой. Эти же органы занимаются недействующими захоронениями для последующей их ликвидации или дальнейшего использования.

Закон 52-ФЗ «О животном мире»

Устройство скотомогильников — один из способов защиты окружающей среды, объектов природы, закреплённых законодательно. Федеральный закон «О животном мире» от 22 марта 1995 года № 52 с изменениями, дополнениями регламентирует условия, виды пользования животным миром.

В статье 28 обозначены организации, контролирующие принятие мер по недопущению распространения заболеваний, а также утилизирующие опасные живые организмы. Речь идёт о проверке скотомогильников, их ликвидации и обустройстве. В соответствии с указанным нормативным актом, контролируют различные моменты и нюансы обращения с животным миром государственные органы, санитарно-эпидемиологического надзора.

Требования к устройству скотомогильника

Согласно законодательству, захоронения размещаются в специальных охранных зонах.

Основные правила и запреты, утверждённые правилами:

Эксплуатация скотомогильников

Закона о скотомогильниках не существует, но использовать специфические зоны нужно строго соблюдая «Ветеринарно-санитарные правила сбора, утилизации, уничтожения биологических отходов» (действующий и законсервированный комплексы):

Сибиреязвенный скотомогильник

Особый вид захоронений, повышенной опасности. Обусловлено это тем, что бактерии сибирской язвы выживают при процессе разложения независимо от срока давности (сто лет и больше). Территория таких зон (где выявлены споры заболевания) должна строго охраняться, а нарушение санитарного режима недопустимо.

Проблема сибиреязвенного скотомогильника стоит остро, поскольку существует риск распространения инфекции из-за отсутствия на картах заброшенных, недействующих захоронений.

После 90-х годов многие фермы оказались заброшены, а деревни опустевшими, но на их территориях предположительно устроены могильники для павшего скота. Такие земли опасны, поскольку если это был скотомогильник сибирской язвы, риск заражения людей и животных остаётся высоким более восьмидесяти лет.

Существует возможность строительства на таких участках, если захоронение ликвидируется под контролем ветеринарной и санитарной службы. Домам, построенным на скотомогильнике и жителям, ничего не грозит, если соблюдены правила ликвидации, а лабораторные анализы подтверждают отсутствие спор.

Карта скотомогильников

Действующие, заброшенные, новые захоронения и биометрические ямы согласно законодательству учитываются. Государственный ветеринарный орган присваивает объекту идентификационный номер, оформляется карточка на скотомогильник.

Федеральные и местные власти, ветеринарные службы имеют данные о местонахождении захоронений, поскольку зоны схематически наносятся на карты для этих организаций. Точная карта скотомогильников с координатами им недоступна, так как это входит в сферу интересов национальной безопасности.

Спутниковые карты не дадут представления о том, как выглядят со спутника опасные участки в связи с тем, что информация засекречена.

Биометрические комплексы должны обустраиваться только в соответствии с законодательством Российской Федерации. Если соблюдаются все нормы, скотомогильники не несут вреда людям и природе.

Утилизация и уничтожение биоотходов

Биологические отходы: класс опасности, переработка, утилизация

Утилизация крупного рогатого скота

Проблема захоронения радиоактивных отходов

Утилизация судов на металлолом: как и где можно утилизировать?

Аварии с выбросом химических и радиоактивных веществ в России

Вырубка лесов – экологическая проблема в России и мире

Мусорная реформа в России: все за и против

Обезвреживание отходов: отчет, методы и способы

Крематоры – печи для утилизации биологических отходов

Закон о скважинах на воду в частном доме и на даче 2021

Источник

Сибиреязвенное захоронение в д.Пашнино-3 Красноармейского района.

Сибиреязвенное захоронение в д.Пашнино-3 Красноармейского района.

Сибирская язва — смертельно опасная болезнь, от которой погибают крупный рогатый скот, лошади, овцы, свиньи, а главное, она может привести к летальному исходу и для человека.

В период с 1930 по 1956 гг. на территории Челябинской области было открыто 117 неблагополучных пунктов по данному заболеванию.

История возникновения Пашнинского сибиреязвенного захоронения :

При вскрытии грунта под нефтепровод Уфа-Омск, проходящего через пастбища Пашнинского отделения Канашевского совхоза Красноармейского района в июне 1963 года зарегистрирована сибирская язва крупного рогатого скота (Челябинская ветлаборатория-экспертиза от 26.06.1963 года). Из гурта в количестве 250 головкрупного рогатого скота, выпасавшихся около строительства вышеуказанного нефтепровода, заболело 44 голов крупного рогатого скота общественного сектора и 1 голова крупного рогатого скота частного сектора. Пало 7 голов крупного рогатого скота, вынужденно убито 6 голов крупного рогатого скота. После подтверждения диагноза и введения карантина было вынужденно привито в эпизоотическом очаге и неблагополучном пункте: 1385 голов крупного рогатого скота, 56 голов лошадей,270 голов овец, 57 голов свиней.

От животных во время вспышки сибирской язвы заболело 5 человек обслуживающего персонала. Только благодаря экстренно комплексно проведённым мероприятиям указанный источник инфекции был ликвидирован, а заболевшие люди спасены.

В 500 метрах от д. Пашнино-3 расположено сибиреязвенное захоронение, общей площадью 600 кв. метров (территория бывшего зерносклада). До недавнего времени оно являлось бесхозным. Прежнее ограждение давно пришло в негодность. Отсутствие ограждения и канавы вокруг скотомогильника, это свободный доступ к опасному месту домашних и диких животных и людей. Таким образом, создается угроза причинения вреда окружающей природной среде, здоровью людей, проживающим рядом с объектом, поскольку невозможно проконтролировать оказываемое им негативное воздействие.

В декабре 2020 года проведены мероприятия по обустройству и содержанию сибиреязвенного захоронения в соответствии с требованиями п.7.1.Санитарно-эпидемиологических правил СП 3.1.7.2629-10 «Профилактика сибирской язвы», утвержденных постановлением Главного государственного санитарного врача РФ от 13.05.2010 года № 56, и п.п. 5.4, 5.6, 6.2,6.7,6.9 Сибиреязвенное захоронение включено в реестр имущества государственной собственности Челябинской области; зарегистрировано право собственности; захоронение поставлено на кадастровый учет.

В Российской Федерации насчитывается около 8 тысяч учтённых сибиреязвенных скотомогильников. Только треть захоронений имеют хозяйственную принадлежность и соответствуют ветеринарно-санитарным требованиям. Кроме этого существует высокая вероятность наличия значительного количества неучтённых сибиреязвенных захоронений. Потенциальное неблагополучие по сибирской язве также обусловлено наличием территорий с нечёткими границами, на которых в прошлом отмечался массовый падёж скота. Наличие большого количества почвенных очагов, неполный учёт и охват иммунизацией приводят к заболеванию с/х животных, а контакт с больными животными в процессе ухода, вынужденного убоя, который зачастую проводится без уведомления ветеринарных служб, разделки туш и инфицированием мясом является причиной заболевания людей. Ежегодно регистрируется от 3 до 8 случаев заболевания скота.

Последняя крупнейшая эпизоотия произошла в 2016 году в Ямало-Ненецком автономном округе, в результате которой заболели 2657 северных оленей (2357 из которых пали, а 300 вынужденно убиты). Пострадало 20 человек, 8 из которых дети. Один ребёнок погиб.

Всего на территории Челябинской области расположено 17 мест сибиреязвенных захоронений. Жесткие требования, предъявляемые к таким захоронениям, обусловлены тем, что бактерии сибирской язвы выживают при процессе разложения независимо от срока давности, даже более ста лет. Для обеспечения безопасности места захороненийсибиреязвенных животных заливают бетоном, оборудуют саркофаг, обносят железобетонным забором с земляным валом.

Ежегодно на территории ОГБУ «Красноармейская ветстанция» с максимальным охватом поголовья проводятся профилактические прививки против сибирской язвы всего восприимчивого поголовья двукратно весной перед выгоном животных на пастбище и осенью при постановке на стойло. Сотрудники ветеринарной службы, которые проводят профилактические и лечебные мероприятия с животными, а также ветеринарные врачи на бойнях, предприятиях по производству и переработке мясной продукции ежегодно проходят профилактическую вакцинацию против сибирской язвы.

Источник