Чума что за болезнь откуда взялась и в слаоеменгм мире

Чума стала смертельной случайно

Случайное появление всего одного лишнего гена в ДНК чумной палочки превратило ее из безобидной бактерии, вызывающей небольшие проблемы с пищеварением, в смертельно опасный микроорганизм, ставший причиной смерти более 100 млн человек по всему миру и продолжающий убивать до сих пор.

Подробнее:

Юстинианова чума проявлялась в виде отдельных эпидемий на протяжении двух столетий и унесла около 100 млн жизней. Британский историк Филипп Зиглер в 1969 году оценил численность жертв черной смерти в 20–25 млн человек, что составляло около трети населения Европы того времени. Что касается оценки количества умерших людей по всему миру, согласно данным Кембриджской энциклопедии палеопатологии,

их число превысило 60 млн человек, то есть 25% населения земного шара.

Не стоит думать, что с затуханием последней эпидемии чумы заболевание исчезло: ежегодно жертвами бактерии Yersinia pestis становится около 2 тыс. человек, большинство из которых погибают. На протяжении многих лет исследователи занимаются изучением механизмов распространения чумной палочки, ее влияния на организм выживших людей, а также возможных путей лечения болезни.

30 июня журнал Nature Communications опубликовал статью группы исследователей под руководством Дэниэла Зимблера из Северо-Западного университета (штат Иллинойс, США), которым впервые в мире удалось выяснить, как именно чумная палочка приобрела свои смертоносные качества и превратилась из безобидного микроорганизма в причину смерти более чем сотни миллионов человек.

Подробнее:

Оказалось, что ответственность за это лежит всего лишь на одном гене, который возник в ДНК бактерии в результате случайной мутации.

Стоит отметить, что геном чумной палочки, существовавшей около 1,5 тыс. лет назад, был расшифрован международной группой ученых под руководством Дэвида Вагнера из Университета Северной Аризоны, о чем в прошлом году сообщил журнал Lancet Infectious Diseases. Образцы бактерии были взяты из зубов двух жителей Баварии, погибших от Юстиниановой чумы в 541–543 годах.

Это означало, что исходный, еще более древний штамм бактерии и вовсе мог быть безопасным для людей.

Дальнейшие исследования показали, что первоначальный вариант чумной палочки под названием Yersinia pseudotuberculosis, который был распространен около 10 тыс. лет назад, был способен только на провоцирование незначительных расстройств желудочно-кишечного тракта (несмотря на название, с туберкулезом эта бактерия никак не связана). Ученым удалось выяснить, что свойства бактерии кардинальным образом изменились из-за появления в ее ДНК гена под названием Pla. После этого Yersinia pseudotuberculosis превратилась в Yersinia pestis, способную поражать легкие.

Подробнее:

Затем одна аминокислота была заменена белком, кодируемым геном Pla. Этого было достаточно, чтобы

начали развиваться все новые и новые штаммы чумной палочки, каждый из которых был опаснее предыдущих и стремительно распространялся, заражая все большее количество людей и становясь источником чумной пневмонии.

Как ни странно, специалисты, занимающиеся изучением влияния последствий эпидемий чумы на общество, утверждают: заболевание оказывало на людей не только отрицательное, но и положительное влияние. Так, в 2014 году журнал PLoS ONE опубликовал статью исследовательницы Шэрон де Витте из Университета Южной Каролины, которая выяснила: люди, пережившие эпидемию черной смерти, обладали гораздо более крепким здоровьем, чем жившие до вспышки чумы люди.

В ходе работы были проанализированы останки более тысячи человек — мужчин, женщин и детей, погибших до эпидемии чумы XIV века, во время нее и после. Особое внимание Шэрон де Витте обращала на причины смерти людей, а также состояние их зубов и костей, по которому можно было судить о состоянии здоровья человека при его жизни. Результаты работы показали:

Подробнее:

люди, которые пережили эпидемию черной смерти, а также их потомки довольно часто доживали до 70–80 лет и в целом обладали гораздо более крепким здоровьем, чем те, кто жил до вспышки чумы.

Автор работы отмечает, что черная смерть была одной из первых вспышек средневековой чумы, поэтому люди, жившие после нее, также были подвержены риску подхватить бактерию Yersinia pestis, не говоря уже о других типичных для того времени болезнях. Несмотря на это, организм среднестатистического жителя Европы того времени стал гораздо лучше выдерживать выпадавшие на его долю испытания.

Тем не менее человеческий организм так и не научился самостоятельно справляться с Yersinia pestis. Современное лечение чумы включает в себя применение антибиотиков, таких как стрептомицин, тетрациклин, гентамицин. Несмотря на это, антибиотики не всегда способны справиться с болезнью, и пациент нуждается в поддержке работы дыхательной или кровеносной системы. Если и это не помогает, то болезнь заканчивается летальным исходом. Ученые полагают, что повторения черной смерти ожидать не стоит, так как для этого нет ни причин, ни подходящих условий.

У человека чума, особенно ее септическая (в результате попадания бактерий в кровоток) и легочная формы, без лечения может быть очень тяжелым заболеванием с коэффициентом летальности 30-100%. Без раннего начала лечения легочная форма всегда приводит к смерти. Она носит особенно контагиозный характер и способна вызывать тяжелые эпидемии, передаваясь от человека человеку воздушно-капельным путем.

В 2010-2015 гг. во всем мире было зарегистрировано 3248 случаев заболевания чумой, в том числе 584 случая со смертельным исходом.

Признаки и симптомы

У человека, заразившегося чумой, по прошествии инкубационного периода от 1 до 7 дней обычно развивается острое лихорадочное состояние. Типичными симптомами являются внезапное повышение температуры, озноб, головная боль и ломота в теле, а также слабость, тошнота и рвота.

В зависимости от пути проникновения инфекции различаются две основные формы чумной инфекции: бубонная и легочная. Все формы чумы поддаются лечению, если выявляются достаточно рано.

Где встречается чума?

Как болезнь животных чума встречается повсеместно, за исключением Океании. Риск заболевания чумой человека возникает тогда, когда отдельно взятая популяция людей проживает на месте, где присутствует естественный очаг чумы (т.е. имеются бактерии, животные резервуары и переносчики).

Эпидемии чумы случались в Африке, Азии и Южной Америке, однако с 1990-х годов большая часть заболеваний человека чумой имела место в Африке. К трем наиболее эндемичным странам относятся: Мадагаскар, Демократическая Республика Конго и Перу. На Мадагаскаре случаи бубонной чумы регистрируются практически каждый год во время эпидемического сезона (сентябрь-апрель).

Диагностика чумы

Для подтверждения диагноза чумы требуется лабораторное тестирование. Образцовым методов подтверждения наличия чумы у пациента является изоляция Y. pestis из образца гноя из бубона, образца крови или мокроты. Существуют разные методы выявления специфического антигена Y. pestis. Одним из них является лабораторно валидированный экспресс-тест с использованием тест-полоски. Этот метод сегодня широко применяется в странах Африки и Южной Америки при поддержке ВОЗ.

Лечение

Без лечения чума может приводит к быстрой смерти, поэтому важнейшим условием выживания пациентов и профилактики осложнений является быстрая диагностика и раннее лечение. При своевременной диагностике чума успешно лечится антибактериальными препаратами и поддерживающей терапией. Нелеченая легочная чума может закончиться летальным исходом через 18-24 часов после появления симптомов, однако обычные антибиотики для лечения болезней, вызванных энтеробактериями (грам-отрицательными палочками), могут эффективно излечивать чуму при условии раннего начала лечения.

Профилактика

Профилактические меры включают в себя информирование населения о наличии зоонозной чумы в районе их проживания и распространение рекомендаций о необходимости защищать себя от укусов блох и не касаться трупов павших животных. Как правило, следует рекомендовать избегать прямого контакта с инфицированными биологическими жидкостями и тканями. При работе с потенциально инфицированными пациентами и сборе образцов для тестирования следует соблюдать стандартные меры предосторожности.

Вакцинация

ВОЗ не рекомендует проводить вакцинацию населения, за исключением групп повышенного риска (например, сотрудников лабораторий, которые постоянно подвергаются риску заражения, и работников здравоохранения).

Борьба со вспышками чумы

• Обнаружение и обезвреживание источника инфекции: выявление наиболее вероятного источника инфекции в районе, где выявлен случай (случаи) заболевания человека, обращая особое внимание на места скопления трупов мелких животных. Проведение надлежащих мероприятий инфекционного контроля. Следует избегать уничтожения грызунов до уничтожения блох – переносчиков инфекции, поскольку с мертвого грызуна блохи перейдут на нового хозяина и распространение инфекции продолжится.
• Охрана здоровья медицинских работников: информирование и обучение работников здравоохранения мерам инфекционной профилактики и инфекционного контроля. Работники, находившиеся в непосредственном контакте с лицами, заболевшими легочной чумой, должны носить средства индивидуальной защиты и получать антибиотики в качестве химиопрофилактики в течение семи дней или по меньшей мере в течение времени, когда они подвергаются риску, работая с инфицированными пациентами.
• Обеспечение правильного лечения: обеспечение получения пациентами надлежащего антибиотического лечения, а также наличия достаточных запасов антибиотиков.
• Изоляция пациентов с легочной чумой: пациенты должны быть изолированы, чтобы не распространять инфекцию воздушно-капельным путем. Предоставление таким пациентам защитных лицевых масок может сократить риск распространения инфекции.
• Эпиднадзор: выявление и отслеживание лиц, находившихся в близком контакте с больными легочной чумой, и проведение среди них химиопрофилактики в течение 7 дней.
• Получение образцов, которые следует собирать с осторожностью, соблюдая все профилактические меры и процедуры инфекционного контроля, после чего отправить в лаборатории для тестирования.
• Дезинфекция: рекомендуется регулярно мыть руки водой с мылом или использовать спиртосодержащие гели для дезинфекции рук. Для дезинфекции больших площадей можно использовать 10-процентный раствор бытового отбеливателя (раствор следует обновлять ежедневно).
• Соблюдение мер предосторожности при захоронении умерших: распыление антисептиков на лицо/грудь трупов больных, предположительно умерших от легочной чумы, является нецелесообразным и не рекомендуется. Следует накрывать территорию пропитанными антисептиком тканью или абсорбирующим материалом.

Эпиднадзор и контроль

Для осуществления эпиднадзора и контроля необходимо проводить обследование животных и блох, вовлеченных в чумной цикл в регионе, а также разработку программ по контролю за природными условиями, направленных на изучение природного зоонозного характера цикла инфекции и ограничение распространения заболевания. Активное продолжительное наблюдение за очагами проживания животных, сопровождаемое незамедлительными мерами реагирования во время вспышек заболевания среди животных, позволяет успешно уменьшить число вспышек заболевания чумой среди людей.

Для эффективного и результативного реагирования на вспышки чумы важным условием является наличие информированных и бдительных кадров здравоохранения (и местного сообщества), что позволит быстро диагностировать случаи болезни и оказывать надлежащую помощь инфицированным, выявлять факторы риска, вести непрерывный эпиднадзор, бороться с переносчиками и их хозяевами, лабораторно подтверждать диагнозы и передавать компетентным органам информацию о результатах тестирования.

Ответные действия ВОЗ

Целью ВОЗ является предупреждение вспышек чумы путем проведения эпиднадзора и оказания содействия странам повышенного риска в разработке планов обеспечения готовности. Поскольку резервуар инфекции среди животных может быть разным в зависимости от региона, что оказывает влияние на уровень риска и условия передачи инфекции человеку, ВОЗ разработала конкретные рекомендации для Индийского субконтинента, Южной Америки и стран Африки к югу от Сахары.

ВОЗ сотрудничает с министерствами здравоохранения для оказания поддержки странам, где происходят вспышки заболевания, в целях принятия на местах мер по борьбе со вспышками.

Чуму обычно ищут в зубах.

— Это скоротечная болезнь: она, в отличие от сифилиса или туберкулеза, не успевает оставить следов на скелете. А в пульпе зуба много кровеносных сосудов, и там велика вероятность найти остатки бактерий. Вдобавок зуб — самая плотная часть тела человека. Он отлично сохраняется и после смерти, поэтому к заключенному внутри биологическому материалу не примешиваются внешние загрязнения,— объясняет первооткрывательница древней чумы Резеда Тухбатова, старший преподаватель кафедры биохимии и биотехнологии Казанского федерального университета (КФУ).

Несмотря на возраст (едва за 30) и то, что Резеда пока еще только кандидат биологических наук, она один из ведущих специалистов по древним болезням в РФ. Интересуется сифилисом и туберкулезом, но ее конек — чума. После того как Резеда Тухбатова нашла доказательства чумной эпидемии в средневековом Булгаре, ей шлют образцы со всего Поволжья. Коллекция зубов и иных костных останков в ее лаборатории за 5 тысяч экземпляров. Стоит ли удивляться, что очередные зубы, привезенные из Самары, дали сенсационный результат? В них обнаружили древнейшие, известные на сегодня, образцы бубонной чумы, возрастом 3800 лет!

Средство массового заражения

Сразу оговоримся: ученые знают и более старую разновидность чумы. Образцам, найденным в Армении, 5 тысяч лет. Но то была менее заразная болезнь, она не приводила к появлению бубонов и не могла вызвать такую массовую смертность, как наводящие до сих пор ужас эпидемии Средних веков. Попросту говоря, бактерия еще не передавалась через укусы насекомых.

А вот в более древних армянских штаммах подобного нет.

— Скорее всего древняя болезнь распространялась воздушно-капельным путем, как большинство простудных заболеваний,— объясняет Резеда Тухбатова.— Судя по всему, обе вариации чумы долгие годы существовали параллельно.

В статье, опубликованной в июне этого года в авторитетном научном журнале Nature, российско-немецкая команда ученых построила полную генеалогию бактерии. По версии авторов, все последующие разновидности — что Черная смерть, выкосившая Европу в XIV веке, что нынешняя чума, от которой, кстати, по-прежнему умирают — ведут свой род от штамма из самарской находки. С немецкой стороны над проектом работал глава Института исследований истории человечества Макса Планка Йоханнес Краузе.

Этот профессор, которому нет и 40,— автор ряда сенсаций, и все они — из истории эволюции болезней. Только в этом году методом генетических исследований он доказал, что Европа — родина проказы, а вирус гепатита B сопровождает человека как минимум 7 тысяч лет. Геном Yersinia pestis с лондонского средневекового чумного кладбища Йоханнес Краузе расшифровал еще в 2011-м. А заодно доказал происхождение чумной палочки от куда более мирной возбудительницы псевдотуберкулеза. Неудивительно, что, когда Резеда Тухбатова в 2014-м решила доказать факт эпидемии чумы в столице Волжской Булгарии, она отправилась в лабораторию Краузе. И многолетнее сотрудничество привело к открытию.

Работа казанских и немецких ученых построена так: наша сторона собирает и готовит образцы, в ФРГ вычленяют геном. И дело не в том, что у нас нет нужной техники: аппаратура в ряде научных центров имеется. Дело в том, как с ней работают.

— Нужны не просто стерильные, а сверхстерильные условия. Мы надеваем специальный костюм, и не в один слой. В помещении должно поддерживаться положительное давление, чтобы ничего не заносило снаружи. Требования строже, чем к операционным,— говорит Резеда Тухбатова.— К сожалению, ничего подобного в России пока нет.

В целом виде чумные палочки так долго не сохраняются, поэтому заразиться ученые не могут. Зато им предстоит собирать полный геном бактерии из множества разрозненных обрывков.

— Последнее время к теме большой интерес, и наши представления о древних болезнях быстро меняются,— рассказывает Резеда Тухбатова.— Недавно считалось, что Черная смерть появилась только в XIV веке. Потом оказалось, что Юстинианова чума вызвана той же бактерией. А теперь мы видим, что ей почти 4 тысячи лет.

Ответ на загадку

Михайловский курганный могильник в Кинельском районе Самарской области, где нашли чуму, на первый взгляд ничем не выделяется среди других. Он относится к XVII веку до н.э., это поздний бронзовый век, срубная культура (названа так из-за способа погребения).

— Ее представители рыли могильную яму и устанавливали в ней сруб. Потом перекрывали его бревнами и засыпали землей. Получался такой подземный домик,— объясняет директор Музея археологии Поволжья Павел Кузнецов.

Похожих курганов в этих краях немало. Их часто раскапывают, когда на склонах кургана собираются пахать или строить. Так было и в этот раз. В 2015-м в могильнике нашли девять скелетов, а в 2016-м археолог Александр Хохлов переслал казанским палеогенетикам по одному зубу от каждого. В двух образцах и нашли чумные бактерии.

— Для историков оставалась загадкой высокая смертность населения в срубной культуре. Особенно много умирало детей,— говорит Хохлов.— И вот у нас есть вариант ответа: возможно, дело в чуме.

У эпидемии могли быть и более глобальные исторические последствия. В XVII–XVI веках до н.э., то есть вскоре после того времени, к которому относятся находки из Михайловского могильника, люди срубной культуры из этого региона смещаются западнее, до Поднепровья. Как знать, не стронула ли их с места чума? Впрочем, ученые осторожны в выводах.

— Не найдено ни одного поселка, где были бы следы массового вымирания из-за болезни. Почему мы в этом уверены? Потому что во время массовой эпидемии происходит упрощение погребального обряда: уменьшается глубина захоронений, появляются коллективные. Ничего этого в срубной культуре мы не наблюдаем,— констатирует Павел Кузнецов.— Возможно, болезнь была не столь страшная.

Важно оговориться, что, несмотря на раскопки, о людях срубной культуры мы знаем еще очень мало. Судя по всему, это были ираноязычные племена, предки сарматов, возможно, и скифов. Жили оседло. Как считает Александр Хохлов, занимались земледелием и скотоводством. Павел Кузнецов не согласен: все они скотоводы, растения не выращивали. Как бы то ни было, до понимания того, как болели в бронзовом веке и к чему привели древние эпидемии, ученым еще копать и копать.

— Главное, чтобы народ из-за чумы не запаниковал и не начал мешать раскопкам. Там ведь живых бактерий нет,— говорит Александр Хохлов.

К слову, даже расшифровав геном Черной смерти, команда Йоханнеса Краузе не смогла объяснить, почему от нее умерло столько народу. Нынешние разновидности чумной палочки очень похожи на ту, ископаемую. Но смертность от них гораздо ниже, даже если болезнь не лечить.

Изучение эволюции болезнетворных бактерий дает шанс предсказать дальнейшее развитие других возбудителей опасных болезней. И в конечном счете помочь врачам противостоять им, уверен профессор Краузе. Но уже сейчас ясно, что открытие группы российских и немецких ученых дает шанс на новое прочтение ряда загадочных страниц в истории человечества.