Цель статьи — анализ данных о чуме в историческом прошлом, обзор самых известных пандемий, их длительность, а также влияние на жизнь, историю человечества, на культуру и духовную жизнь людей того времени. Рассмотрены этапы изменения научного восприятия заболевания, эволюция методов борьбы против чумы — от открытия возбудителя, создания противочумных вакцин и. Освещена классификация подвидов возбудителя, рассмотрены клинических форм заболевания и этиотропное лечение.
Чума ( с лат. Pestis — зараза ) является зоонозным острым инфекционным заболеванием природного происхождения. В английском языке обозначается термином «plague» и происходит от латинского слова «plaga» в значении «бедствие», в связи с тем, что заболевание имело глобальные масштабы и разрушительные последствия: болезнь не считалась ни со статусом, ни с границами, не было спасения ни бедным, ни богатым, ни молодым, ни старым. Возбудителем является Чумная палочка (лат. Yersinia pestis) — грамотрицательная бактерия представитель семейства Yersiniaceae. В зависимости от формы заболевание характеризуется такими симптомами как лихорадка, тяжелая интоксикация, поражение внутренних органов, поражением кожи и лимфоузлов с образованием специфических образований (бубоны). Без должного лечения чума становится летальным заболеванием.
На сегодняшний день достоверно известно, что чумная палочка произошла более 20,0 тысяч лет назад [1] в результате эволюции псевдотуберкулезной палочки (Yersinia pseudotuberculosis) — более древнего энтеропатогена, возбудителя не смертельной и малозаразной болезни — псевдотуберкулеза. Такие факторы, как резкое изменение климата в позднем плейстоцене, которое в свою очередь повлекло изменение экосистем, стало причиной эволюции предка Y. Pestis. [2]. При этом, ряд генетических мутаций привели к увеличению вирулентности чумной палочки по сравнению с ее прародителем — псевдотуберкулезной палочки.
Основным распространителем чумной палочки считают Блоху человеческую (лат. Pulex irritans) из семейства Pulicidae (также возможно заражение через платяные вши (Pediculus humanus)); заражение происходит после укуса насекомого, которое ранее питалось на больном грызуне. Специфичность и эффективность блох как переносчиков чумной палочки обусловлены наличием уникального механизма передачи возбудителя: в результате интенсивного размножения попавших в насекомое микробов образуется непроходимость переднего отдела пищеварительного тракта блохи — так называемый «блок преджелудка» или «чумной блок». Это в свою очередь приводит к тому, что при питании инфицированного насекомого поступающая кровь омывает «блок», далее из-за непроходимости обратным током, уже инфицированная микробными клетками кровь, попадает в кровяное русло животного или человека, вызывая бубонную чуму. Оголодавшее насекомое в попытках насытиться раз за разом меняет хозяев, тем самым быстрее распространяя палочку на новых носителей. Альтернативными путями передачи возбудителя чумы кроме трансмиссивного (посредством укуса насекомых, которые ранее обитали на больных животных или человеке), являются контактно-бытовой, воздушно-капельный, пищевой.
Рассмотрим появление чумы в Древнем Египте. Основываясь на данных исследования Орехова Р. А. в то время чума носила локальный и сезонный характер — это было связано с половодьем реки из-за чего дикие крысы зараженные чумными блохами меняли свое место обитания и могли селиться вблизи человека, заражая людей и домашних животных. Естественная водная преграда и размеренное распределение селений людей друг от друга обуславливало безопасную дистанцию, которая не позволяла отдельным вспышкам перейти в эпидемию. Когда уровень воды падал крысы возвращались в привычные места обитания и вспышки заболевания сходили на нет естественным образом. В Птолемеевское время (начиная с трехсотых и до тридцатых годах до нашей эры) активно начала развивается торговля из-за чего в долину попала новая разновидность крыс — Черная крыса (Rattus rattus). В отличие от местных крыс, которые возвращались в естественную и привычную среду обитания, черные крысы предпочитали селиться возле людей на постоянной основе. Также в это время в Египет из тропиков занесли африканскую блоху-эндемик (Xenopsylla cheopis), которая могла долгое время обходится без пищи, жить в зерне и одежде. Из-за этих факторов единичные вспышки чумы начали иметь эпидемиологический характер.
Чума влияла не только на жизненный уклад людей, но и на религию. Примером служит начало почитания богини Бастет в образе кошки или женщины с головой кошки. Она олицетворяла не только кошку-животное, которая была естественным борцом против крыс, но и само явление распространения чумного заболевания. Во время вспышек заболевания люди поклонялись богине что бы эпидемия прекратилась.
В средние века нашей эры феномен чумного заболевания воплощался в религии, представляя собой наказание за грехи или божью кару. Смысл был в поиске инфицированных и взваливание вины за все несчастья, что нередко приводило к случаям религиозного фанатизма и нетерпимости. Зараженных приводили в пример в назидание другим, чтобы повышать общественную нравственность, для восстановления социального порядка, а также с целью распространения и пропаганды христианского мировоззрения и образа жизни. Эпидемиями чумы было продиктовано принятие городскими и светскими властями ряда законов, таких как — закон против роскоши, регулирование торжественных мероприятий (крещение, бракосочетание, погребение), и установление правил ношения одежды. В виду главенства религиозной теории происхождения заболевания, в госпиталях всем новоприбывшим без исключения сначала было необходимо исповедаться, а затем причастится. При этом, к больным чумой не относились по-особенному, а также, как и к обычным заболевшим. Религия средневековой эпохи относила болезнь к божественному предопределению, что мешало оценить всю сложность и серьёзность сложившейся ситуации, и, зачастую становилось причиной тяжёлых последствий в виде бесконтрольного распространения заболевания, что в свою очередь приводило к еще большему числу жертв, чем если бы были созданы карантинные меры для инфицированных больных [3].
Волны чумы. Началом первой волны пандемии заболевания принято исчислять серединой четвертого века нашей эры, географически — Центральная Азия. Правителем того периода являлся император Юстиниан первый в честь которого и была названа Юстинианова чума. Имея высокую скорость распространения, болезнь быстро достигла столицы Византийской империи — Константинополя (нынешний Стамбул). Расположение Константинополя на пересечении торговых путей Востока и Запада, обусловило дальнейшее распространение чумы по странам побережья Средиземного моря, северной Африки и других стран. Вспышки заболевания продолжались до середины восьмого века. На основе анализа исторических источников и летописей Юстинианова чума унесла жизни от тридцати до пятидесяти миллионов человек. При этом следует отметить, что чем дальше отдаляется событие по времени, тем ненадёжнее статистические данные.
«Черная смерть» (альтернативное название от латинского Atra moris — Черный мор) вторая пандемия чумы, предположительно начавшаяся Центральной Азии (на территории нынешнего Киргизстана), получившая наибольшее распространение в 1346 -1353 годах. Существует несколько теорий происхождения данного названия, одной из которых связывают тот факт, что трупы умерших становились черными, из-за чего выглядели словно они обуглены. От «черной смерти» погибло около 50 % (по другим оценкам до 60 %) населения Европы, что обусловлено более контагиозными и более летальными разновидностями чумы (бубонная и легочная формы заболевания), а также неразвитостью и неэффективностью средневековой медицины. В то время люди знали, что распространителем чумы являются крысы, и основной метод заражения был через укусы крыс и блох. Методы борьбы сильно прогрессировали за продолжительное время хоть и были все еще ошибочными. Основные методы: изоляция заражённых, охота на крыс и других грызунов, привлечение докторов и появление отдельной их категории — чумных докторов. Хоть чумные доктора в большинстве случаев не помогали больным, однако их одеяние давало защиту. Они носили маски и вощеную одежду, которая не позволяла блохам перепрыгивать на них. Маска докторов представляла собой первые респираторы, имела форму клюва, в котором находились пахучие травы, так как считалось, что чума передается через плохой запах «смрад и гниль». Следует отметить, что повторные вспышки чумы, продолжавшиеся вплоть до восемнадцатого века, нанесли серьёзный удар по Европе. Самые крупные вспышки того периода: в городе Севилья в 1649–1650 годах — болезнь унесла жизни около 120 тысяч людей; в 1656 году в Неаполе — количество жертв достигало 450 тысяч; в 1722 году была охвачена южная провинция Франции, умерло более 140 тысяч человек; вспышка чумы в Москве в 1770–1772 годах, (ввиду высокой смертности в этот период умирало более тысячи человек в день, общее число жертв превысило 60,0 тысяч человек), которая началась во время русско-турецкой войны, бушевала в Стамбуле в 1778 году, и практически до конца девятнадцатого века продолжалась на окраинных территориях Османской империи.
Местом начала третей пандемия является Китай середины девятнадцатого века. Эпидемия чумы через море с заражёнными корабельными крысами распространилась в Индию, на восток Африки, а также докатилась до Северной и Южной Америки и продолжалась вплоть до 1920 года. Количество жертв третьей волны пандемии чумы оценивается более 12 миллионов человек [4].
Начало противочумного периода. Не обладая знаниями и оборудованием, не имея возможности объяснить происхождение заболевания научными методами во времена первых пандемий люди считали, что чума — это кара божья. Многие врачи, боровшиеся с чумой, при проведении исследований или работе с больными неизбежно заражались, так как до 1894 года не было известно, что возбудителем чумы является бактерия. Продолжительное время врачи искали способы ограничить распространение заболевания. Одним из первых кто предположил, что чума имеет не божье происхождение был основатель эпидемиологии в России, русский врач Сушковский Даниил Самойлович. Ученый на протяжении суток носил предварительно обработанное ядовитым порошком белье больного, который ранее умер от чумы. Его эксперимент стал подтверждением того, что причиной заболевания является живой микроорганизм, а не «живое язвенное начало» или «божья кара» [5].
Огромный вклад в исследовании чумы внес французский ученый-микробиолог Александр Йерсен, который в 1894 году 21 июня в Гонконге открыл чумную палочку (в последствии была названа в его честь: Yersinia pestis) [6]. Его открытие стало основой в развитии средств и методов для профилактики чумы. В 1896 году Йерсеном была изготовлена первая противочумная сыворотка. Она основывалась на потере вирулентности при многократных пересевах на искусственных питательных средах различных возбудителей чумы. Несмотря на то, что попытки применения сыворотки в очагах болезни показало отсутствие лечебного эффекта у больных с легочной формой заболевания и еще меньше у людей с бубонной формой, сыворотка применялась для экстренной профилактики лиц, контактировавших с больными и для иммунизации медицинского персонала, который длительное время работал в очагах чумы.
Немаловажно упомянуть русского врача бактериолога Владимира Хавкина. В 1896 году эпидемия бубонной чумы разразилась в Бомбее, вызвав панику как в самой Индии, так и в Европе, которая была связана пароходным сообщением. По поручению британских властей, ученым в кратчайшие сроки была развернута противочумная лаборатория и была разработана и испытана на себе, а в последствии на добровольцах, профилактическая вакцина («лимфа Хавкина») с использованием мертвых бактерий. В ходе испытаний вакцины Хавкина привитые заболевали в семь раз меньше и умирали в десять раз меньше [9]: была начата широкое использование для вакцинации населения, чем был внесен решающий вклад в борьбе с эпидемией чумы. Мертвые противочумные сыворотка использовались вплоть до XX века, когда были введены в использование живые вакцины и далее — антибактериальные препараты. При вводе в организм больного вакцины облегчали течение чумы и уменьшалась вероятность летального исхода.
В 1926 году на острове Мадагаскар ученые Жорж Жирар и Жан Мари Робик выделили штамм чумной палочки из трупа человека, умершего от бубонной чумы. В течение 5 лет ученые проводили ежемесячный пересевы культуры на агаре и выдерживали ее при температуре 19–20 градусов цельсия. По окончанию эксперимента они получили авирулентный штамм для грызунов, что позволило обеспечить защиту от чумы. Их исследование положило начало живым вакцинам [7,8]. Массовое применение живых чумных вакцин началось в тридцатые года прошлого столетия. Применение в очагах заболевания доказало большую эффективность живых вакцин в сравнение с вакцинами на основе убитых штаммов. В дальнейшем многие исследователи предлагали различные живые чумные вакцины, однако именно штамм чумной палочки, который обнаружил Жирар, по данным экспериментальных и полевых исследований имел наибольшее преимущество по сравнению с другими штаммами. В 1936 году Жерар передал штамм в Саратовский противочумной институт, в котором проводились испытания его безвредности и иммуногенности, и, в 1938 году была назначена комиссия специалистов чумологов — М. П. Покровской, Е. И. Коробковой и другими. После продолжительных и тщательных экспериментальных исследований на лабораторных животных и на людях — сотрудниках института (все исследования проводились с добровольным согласием на прививку) было установлено, что штамм, предложенный Жераром, действительно обладал иммуногенность и безопасностью [7].
Таксономия Yersinia pestis.
В составе вида Yersinia pestis различают два подвида: основной — pestis и штаммы неосновного подвида — microti, циркулирующий преимущественно в популяциях полевок (Microtus spp).
В основу разделения возбудителя чумы на биовары положено их географическое распространение и биохимические свойства (способность к ферментации глицерина, восстановление нитратов или нитратредукции). R. Devignat [10] используя исторический подход, предложил классификацию на три внутривидовые группы, каждая из которых сформировалась в различные периоды эволюции возбудителя:
— antiqua (античный или древний биовар), ферментирует глицерин, не ферментирует мелибиозу, предположительно был причиной «Юстиниановой чумы» (VI—VII вв.), географически распространён в Центральной Азии и Центральной Африке;
— medievalis (средневековый биовар), ферментирует как глицерин, так и мелибиозу, связывают с пандемией «Черной смерти» (XIV—XIX вв.), распространен в Средней Азии и Иране;
— orientalis (восточный биовар), не ферментирует ни глицерин, ни мелибиозу, связывают с третьей пандемией чумы и большинством современных вспышек.
В соответствует с правилам Международного кодекса номенклатуры бактерий (МКНБ) возбудители чумы из природных очагов стран СНГ, ближнего и дальнего зарубежья [11] классифицируются на подвиды, отличающиеся филогенетическими признаками и эпидемической значимостью: в состав основного подвида Y. pestis входят подвид pestis, включающий 4 биовара: antiqua, medievalis, orientalis и intermedium, и подвид microtus, который включает неосновные биовары: altaica, angola, caucasica, hissarica, qinghaiensis, talassica, udegeica и xilingolensis.
Глобальное исследование штаммов yersinia pestis позволяет создать базу для установления распространения возбудителя и отслеживать закономерность активности природных очагов чумы.
Патогенез. По типу проникновения возбудителя чумы выделяют три основных формы заболевания: бубонная (наиболее широко распространена, занимая до 80 % всех регистрируемых случаев), легочная (наименее распространенная, но наиболее опасная ввиду заразности, которая обусловлена воздушно-капельным способом передачи), септическая форма (сама редкая форма, без лечения заканчивающаяся смертельным исходом). [12]
При заболевании бубонной формой чумы лимфатические узлы сильно увеличиваются в среднем до крупного куриного яйца. На месте первичного бубона кожа имеет синюшный или темно-красный цвет, появляется кровоизлияние, на коже может начаться некроз. Кожа имеет резко выраженный отек, который распространяется на довольно обширный участок. В подкожной клетчатке наблюдаются многочисленные кровоизлияния разной степени. Пораженные лимфоузлы сильно пропитаны кровью, могут содержать гной или участки некроза. В среднем все вышеперечисленное наблюдается в течение восьми — десяти дней. В случае выживания больного происходит рассасывание бубонов и постепенное рубцевание.
Легочная форма представляет собой пневмонию, вызванную непосредственно возбудителем Чумной палочкой. Характерными являются кровоизлияния вокруг очагов воспаления в долях легких; могут быть поражены как одно, так и оба легких. Могут появиться фиброзные наложения на плевру в области воспаления и вокруг него. Плевральная полость содержит серозный экссудат. В трахеях и бронхах обнаруживается скопление пенистой серозно-геморрагической жидкости, а в альвеолах большое скопление чумной палочки. Слизистая оболочка тусклая, часто с наличием кровоизлияний.
При септической форме чумы инфицирование происходит в результате укуса зараженной блохи и развивается при попадании возбудителя в кровоток. Отмечаются кровоизлияния в коже, особенно многочисленными могут быть во внутренних органах и серозной оболочке, либо проявляться в виде геморрагической сыпи. Характерна этиологии сепсиса [13], при этом бактериальные эндотоксины вызывают ДВС-синдром и, как следствие, ишемический некроз и отмирание тканей.
Антибактериальная терапия чумы. По анализам заболеваемости чумой в мире за последние 30 лет наблюдается высокий уровень заражаемости этой инфекцией. С 90 по 99 года прошлого столетия число заболевших выросло в два раза, основная доля заболеваемости и собственно смертности приходится на страны Африки, особенно на остров Мадагаскар, где с 1990 года регистрируется около 1000 заболевших в год, летальный исход составляет 10 % и даже сейчас часто происходят вспышки заболевания [14]. По данным международного общества ProMED, в среднем регистрируется свыше двухсот случаев эпидемиологических осложнений, это обусловлено частыми вспышками бубонной чумы, которая может перерасти в легочную и септическую форму если не лечить антибиотиками, а в отсутствие лечение исход будет фатальным и приводит к смерти в течение 24 часов.
Полное излечение при бубонной и других формах чумы стало возможным после открытия антибиотика стрептомицина в 1944 году, который показал эффективность в экспериментальной чуме лабораторных млекопитающих, зараженных подкожным или аэрогенным путем введения возбудителя. Наряду со стрептомицином в фармакотерапии началось активное применение таких антибиотики как тетрациклин и хлорамфеникол, что существенно сократило число заболеваний и снизило показатели смертности при чуме. Однако, широкое применение стрептомицина привело к возникновению стрептомицин-резистентных штаммов возбудителя, уровень устойчивости которых превосходил концентрацию антибиотика при параллельном сохранении вирулентности. Клиницисты нашли способ обойти эту проблему, начав комбинировать стрептомицин с тетрациклином или хлорамфениколом. При экспериментальной чуме в опытах на белых мышах, зараженных как подкожно, так и аэрогенно также была отмечена высокая эффективность тетрациклина. Однако и при его применении стали появляться сообщения о возникновении устойчивости чумной палочки [15,16]. При более глубоком изучении вопроса резистентности из 277 штаммов чумного микроба которые были отобраны на анализ с острова Мадагаскар, 13 % показало устойчивость к тетрациклину [17].
Дальнейшее исследование вновь открываемых антибиотиков различных групп при экспериментальной чуме у животных дало широкий спектр препаратов: группа аминогликозидов (гентамицин, амикацин), рифампицин, (показавший высокую эффективность, но монотерапия которым также осложнена возникновением резистентных штаммов с исходной вирулентностью), группа бетталактамов (ампициллин), группа цефалоспоринов, карбапенемов, фторхинолонов и др. Использование комбинации антибиотиков является наиболее результативным способом повышения эффективности терапии чумы, а также предотвращает возникновения резистентности у возбудителя, которая в свою очередь обусловлена развитием хромосомной устойчивости к антибактериальным препаратам. Так, на основании опыта лечения пациентов с легочной формой чумы в 2010 году (Тибет) комбинация стрептомицина с фторхинолонами рекомендована в качестве «золотого стандарта» [18].
Заключение. За всю историю чума забрала с собой огромное количество жертв ввиду высокой летальности, которая была обусловлена как значительной вирулентностью возбудителя — чумной палочки, так и низким уровнем просвещённости людей прошлого времени. Ряд объективных причин — отсутствие мер санитарно-гигиенической и эпидемиологической безопасности, а иногда и полная антисанитария, большая скученность населения, неразвитость городской канализационной инфраструктуры, а также суеверные и религиозные взгляды на болезнь сыграли значительную роль в распространении заболевания и перехода его на уровень эпидемий и пандемий. Научный прогресс изменил расстановку сил: открытие возбудителя — чумной палочки Yersinia pestis в 1894 году позволило врачам и ученым начать борьбу с чумой. Логичным продолжением стало создание противочумных сывороток, в дальнейшем вакцин, которые положили конец эпидемиям. Старт эры антибиотиков позволил держать это страшное заболевание под контролем, снизив летальность от него до 5–10 %.
Тем не менее, в текущих реалиях не представляется возможным полное уничтожение заболевания, ввиду особых механизмов выживаемости возбудителя в природных резервуарах. Вспышки чумы продолжаются по сей день, преимущественно в странах с низким экономическим уровнем, на долю которых приходиться основной процент заболевших и умерших. При этом, данные факты не исключают вероятности возникновения вспышек заболевания даже в развитых странах. Эпидемиологическая ситуация по чуме в мире остается нестабильной и сложной. Случаи инфицирования людей регистрируются практически ежегодно. В сложившейся ситуации возрастает значение проведение комплекса профилактических мероприятий на территории природных очагов чумы, а также поддержание глобальной системы оповещения эпидемиологического статуса заболевания в мировых масштабах.
Литература:
- M. Achtman et al., 1999. Yersinia pestis, the cause of plague, is a recently emerged clone of Yersinia pseudotuberculosis
- Сунцов В. В. и Сунцова Н. И. Чума. Происхождение и эволюция эпизоотической системы (экологические, географические и социальные аспекты). М.: КМК, 2006. — 247 с
- Орехов Р. А. К вопросу о появлении чумы в Древнем Египте // Локус: люди, общество, культуры, смыслы. — 2022. — 13(2). — 60–77. — DOI: 10.31862/2500–2988–2022–13–2-60–7
- Ганин В. Война с «черной смертью»: от обороны к наступлению. // Наука и жизнь. — 2006. — 7. — 17–24.
- Громбах С. М. Данило Самойлович. Жизнь и деятельность. М., 1952. 52 с.
- Yersin A. La peste bubonigue a Hong Kong. // Ann. Inst. Pasteur (Paris). — 1894. — 8. — 662–667.
- Коробкова Е. И. Живая противочумная вакцина. — М.: Медгиз, 1956. — 206 с.
- Girard G., Robic J. Vaccination pesteuse par germs vivants (virus vaccine EV) Trois annees de l’application a Madagaskar. // Bull. Acad. Med. — 1938. — 120. — 54–60.
- Марина Сорокина. Между верой и разумом: великий бактериолог Владимир Хавкин // «ПРИРОДА» № 4, 2020
- Devignat R. Variétés de l’espèce Pasteurella pestis: nouvelle hyphothèse. Bull WHO. 1951;4(2):247–263.
- М. Е. Платонов, В. В. Евсеева, С. В. Дентовская, А. П. Анисимов. Молекулярное типирование yersinia pestis
- Данилов, Д. Е. Ч90 Чума. Туляремия. Сибирская язва: учеб-метод. пособие 1 Д. Е. Данилов [др.]. Минск: БГМУ, 2007.- 31 с.
- О. А. Чернявская. ЧУМА: Клинико-эпидемиологические, лечебно-диагностические и профилактические аспекты
- Топорков В. П., Величко Л. Н., Шиянова А. Е., Кедрова О. В. Динамика заболеваемости чумой в мире. Проблемы особо опасных инфекций. 2008;(3(97)):22–25.
- Boulanger L. L., Ettestad P., Fogarty J. D. et al. Gentamicin and tetracyclines for the treatment of human plague: review of 75 cases in New Mexico, 1985–1999. Clin Infect Dis 2004; 38: 378–385.
- Макаровская Л. Н., Алешина Э. Н., Тинкер И. С. Динамика образования устойчивых форм чумного микроба к стрептомицину и мицерину. Вторая Всесоюзная конференция по антибиотикам: Тез. докл. М.: 1957; 183–184.
- Rasoamanana B., Coulanges P., Michel P., Rasolofonirina N. Sensitivity of Yersinia pestis to antibiotics: 277 strains isolated in Madagascar between 1926 and 1989. Arch Inst Pasteur Madagascar 1989; 56: 37–53.
- Dawa W., Pan W. J., Gu X. Y., Zhang S. Q., Dawa C., Yi X., Ciwang Z., Wang Y., Li S. Y., Jiang R. M. Clinical features, diagnosis and treatment of 5 cases of primary pneumonic plague in Tibet in 2010. Zhonghua Jie He He Hu Xi Za Zhi. 2011; 34: 6: P. 404–408.
