Bioterorismus a vysoce nebezpečné situace Klinická mikrobiologie – BZMI021p + c Téma 7B (pro ZACH) Ondřej Zahradníček Bioterorismus a vysoce nebezpečné infekce log_hazard Tato prezentace vznikla s využitím prezentací prim. MUDr. Roháčové a doc. MUDr. Machaly z FN na Bulovce v Praze [USEMAP] Obsah prezentace Nebezpečné situace obecně [USEMAP] Botulismus [USEMAP] Anthrax M o r Možnosti řešení nebezpečných situací Variola Nebezpečné situace obecně Nebezpečné situace – možnosti limport závažného onemocnění: neúmyslné zavlečení mikroba nakaženým cestovatelem, zvířetem, potravinou či vodou lnehoda v laboratoři (skutečně se může stát, např. únik viru pravých neštovic) lbioterorismus: úmyslné zneužití biologického prostředku k vyvolání onemocnění lidí nebo zvířat či rostlin (jednotlivcem či skupinou v době míru) lbiologické napadení (válka): záměrné použití mikroorganismů nebo jejich toxinů v podobě biologických bojových prostředků (BBP) lVe všech těchto případech by připadala v úvahu mimořádná opatření Úmyslné použití biologických prostředků k onemocnění lidí nebo zvířat – bioterorismus a biologická válka lPředpokládá se, že jako biologické bojové prostředky může být použito asi 70 původců (viry, baktérie, mikrobiální toxiny, houby) může být být použito jako BBP lNejvýznamnější z nich jsou původci antraxu, moru, pravých neštovic a botulotoxin Obecné předpoklady agens lPro výrobu biologické zbraně lze samozřejmě použít jakýkoliv patogen způsobující dostatečně závažné infekční onemocnění. U každého patogenu se vždy zvažovala následující kritéria: –Jak závažné onemocnění vyvolává? (běžná viróza, která se vyléčí sama, by nebyla dobrou biologickou zbraní/některé varianty chřipkového viru ano). –Jak snadno ji lze šířit v prostředí? (lze použít pouze patogeny dostatečně odolné vůči vlivům vnějšího prostředí). –Přenáší se patogen snadno z člověka na člověka? (pokud ano, umožňuje tím vznik a trvání epidemie) –Lze chránit vlastní armádu či obyvatelstvo očkováním? –Praktické okolnosti: Je jeho výroba nákladná? Jak dlouho vydrží? Dá se skladovat? Historické zajímavosti lMongolové vrhali katapulty mrtvoly do obléhaných měst, aby podpořili vznik epidemií. lHusité prý bombardovali Karlštejn bečkami s výkaly. lAmeričané a Angličané prodávali Indiánům přikrývky infikované neštovicemi. lJaponsko za 2. světové války prokazatelně používalo biologické zbraně v Číně. lVývoj, výroba a skladování biologických zbraní je od 26. 3. 1975 zakázána tzv. Konvencí o biologických zbraních. lPřesto některé země konvenci nedodržovaly/nedodržují: Sovětský svaz, Irák, Írán, KLDR, Čína, Libye (za Qaddáfího) lV současnosti hrozí použití biologických zbraní ze strany mezinárodních teroristů. Pořadí nebezpečnosti lAntrax Bacillus anthracis lPravé neštovice Poxvirus variolae lHemoragické horečky (Lassa, Ebola) lDengue (virus dengue) lBrucelóza Brucella abortus lMor Yersinia pestis lCholera Vibrio cholerae lHemoragická horečka se selháním ledvin (hantaviry) lDalší pořadí najdete ve skriptech Normální infekce × bioterorismus Přirozený proces Umělý proces Mikrob nepomnožený, nebo náhodou pomnožený např. v potravině (salmonela) Mikrob cíleně a záměrně pomnožený na umělém médiu Mikrob je vylučován zdrojem a přenáší se ke vnímavému jedinci Mikrob je dopraven na cíl uměle Odpovídá přirozeným způsobům přenosu Neodpovídá přirozeným způsobům přenosu Infekce důsledkem přirozené snahy mikroba šířit se Infekce je výsledkem umělé snahy nakazit co nejvíce lidí Způsob použití bojových biologických látek (BBL) lRozprašování biologického aerosolu (obsahujícího mikroby) lPřenos nakaženým přenašečem (členovci) lDiverze (skrytá kontaminace potravin či pitné vody) [USEMAP] Možnosti řešení nebezpečných situací Zdravotnická opatření ldetekce použitého biologického bojového prostředku ldiagnostika –epidemiologická situace –klinické známky –výsledky laboratorních vyšetření lprotiepidemická opatření izolace a léčba zasažených T628929A Postup při nálezu podezřelých předmětů lNálezce nemanipuluje s nálezem, Hasičskou záchrannou službu nebo Policii ČR, případně linku 112; je vhodné, když nálezce sepíše seznam osob, které se zásilkou nebo jejím obsahem přišly do styku, každopádně tyto osoby zaeviduje HZS či PČR lPodezřelou zásilku převezme od HZS nebo PČR ministerstvo vnitra lNeotevřenou zásilku MV předá Státnímu ústavu jaderné chemické a biologické ochrany l 115176H V případě otevřené zásilky lOtevřenou zásilku zajistí opět Ministerstvo vnitra a neprodleně informuje hygienika, který dle Zákona 258 uloží zvýšený zdravotní dozor a poučí o příznacích předpokládané choroby všechny, kteří se zásilkou přišli do styku lV ohnisku nákazy rozhodne hygienik o antibiotické profylaxi po konzultaci s krajským hygienikem a lékařem infekčního oddělení Centra vysoce nebezpečných nákaz (VNN) v Česku lVojenské centrum v Těchoníně (podrobnosti nejsou známy vzhledem k utajení) lCivilní centrum buduje Infekční klinika FN Na Bulovce prim. Roháčová a doc. Machala, zatím není hotovo budova1 Teoretické požadavky na izolaci a léčbu VNN v civilním sektoru ČR lPro případ výskytu VNN by měly být k dispozici v trvalé pohotovosti, resp. s možností rychlé aktivace lizolační lůžkové zdravotnické zařízení –vybavení do tzv. úrovně BSL-4 lvycvičený tým –vybavení ochrannými pomůckami llaboratorní zázemí Současné možnosti izolace a léčby VNN v civilním sektoru ČR lv ČR zajištění do úrovně BSL-3 lCentrum VNN FN Na Bulovce –filtrační jednotky, ochranné pomůcky pro personál, biovak, biobox, skafandry s nuceným oběhem –tým zdravotnických pracovníků Současné možnosti izolace a léčby VNN v civilním sektoru ČR lK dispozici jsou dva izolační boxy s osmi lůžky, plus dvě lůžka jednotky intenzivní péče. Vybavení je na úrovni BSL-3 pokoj1p jipproter1 Filtrování vzduchu v místnostech lfiltrační odsávací zařízení – motor vytváří podtlak lHEPA filtrační vložka (skleněná vlákna se separátory) zachycuje částice < 0,3 mm lfiltrovaný vzduch se částečně vrací očištěný, částečně odchází odsávací větví klimatizace filodthzar2b filodthzar3q filodthzar1q filtr1w ochrpop2g Osobní ochranné prostředky lkukla vybavená lturbojednotkou l(Jupiter 3M) na lopasku vytváří lsystém s nuceným lpřívodem vzduchu skaf1ob nacvik36 Transportní vak lzajištění bezpečného transportu pacienta biovak3p biovak2p BioBox BioBox1 Školení a výcvik personálu lzdravotnický tým je průběžně cvičen l1x měsíčně se konají semináře –nové ochranné pomůcky –dezinfekční prostředky –metody ošetřování sarstym3p Nadační fond Centra vysoce nebezpečných nákaz byl zřízen za účelem •finanční podpory činnosti a provozu Centra VNN ve FN Na Bulovce •podpory edukace zdravotnických pracovníků o VNN •pomoci při trvalém informování laické veřejnosti – šíření znalostí o příčinách, prevenci a možnostech terapie vysoce nebezpečných nákaz vnn11 [USEMAP] Anthrax Anthrax (česky uhlák, sněť slezinná) lBacillus anthracis je G+ sporulující tyčinka. Příznaky onemocnění způsobuje komplex anthraxových toxinů lZdrojem jsou – nemocná zvířata – kůže, vlna, výkaly, kostní moučka lPřenos: –přímý kontakt se zvířetem, zvířecí kůží –kontaminovaná voda, potraviny –vzduchem –mezilidský přenos nepravděpodobný b_anthracis_micro Anthrax – onemocnění linkubace 12 hodin až 5 dnů (výjimečně ale může trvat až 60 dní) lpříznaky mohou být různé podle brány vstupu mikroba do organismu: –kožní – nebolestivý vřed na kůži s krvácením a odumřením tkáně, zánět okolních uzlin; tato forma může odeznít nebo přejít do celkového onemocnění (sepse); nebezpečná je v obličeji –střevní – náhlá příhoda břišní, průjmy s krvácením, horečky –plicní – začíná jako „chřipka“, pak zápal plic s vykašláváním krve, rychlý průběh, V do 24 hod Anthrax art-fig2 antrax obličej anthrax_hand Anthrax lLéčba lpenicilin, doxycyklin, ciprofloxacin a jiná antibiotika lDiagnostika lmikroskopie – přímá imunofluorescence lkultivace lsérologie, průkaz toxinů lpokus na zvířeti anthrax 180px-Louis_Pasteur Anthrax lPrevence –existuje očkování (v ČR není) lDesinfekce –chlorové a jodové preparáty (Chloramin 2% – 30 minut) lSpory velmi rezistentní (pára 120°C účinná za 30 minut) přežívají desetiletí (životaschopné i ve fixovaných preparátech) Sverdlovský incident (1) lVe Sverdlovsku už od konce 2. světové války fungovalo zařízení pro výrobu biologických zbraní (pod dohledem 15. správy KGB) lV zařízení, které fungovalo jako běžná farmaceutická továrna, se ve velkém pěstovaly spory Bacillus anthracis lVýrobní proces byl velmi jednoduchý, bakterie antraxu se pomnožovaly v živném roztoku, dokud nevytvořily spory. Ty se poté ve speciální sušárně sušily a vzniklý prášek se dopravoval do jiných zařízení, kde se plnil do bojových hlavic. Sverdlovský incident lV pátek 2.dubna 1979 technik při údržbě odmontoval zanesený HEPA filtr (speciální ultrafiltr) ve ventilačním zařízení sušárny spor. Poté odešel domů. Ve velínu zanechal vzkaz veliteli, který ale vzkaz zapoměl zanést do provozního deníku. lVelitel noční směny proto zahájil provoz bez filtru. Až za několik hodin si toho všimli. Do okolí uniklo několik kg prachu se sporami. Naštěstí vítr foukal od města, takže se nakazili "jen" pracovníci nočních směn továren kolem a dělníci oslavující poblíž v baru. lBylo diagnostikováno přes 96 nakažených (většinou plicní forma), 66 lidí zemřelo (šlo o velmi virulentní kmen). Rusko dodnes incident oficiálně nepřiznalo Příbuzní antraxového bacila (tedy z rodu Bacillus a blízce příbuzného rodu Geobacillus) lBacillus cereus je původcem alimentárních intoxikací z obilných produktů. lGeobacillus stearothemophillus a Bacillus subtilis se vzhledem ke své schopnosti přežívat při velmi vysokých teplotách používají jako indikátory účinnosti sterilizátorů lOstatní bacily jsou běžně se vyskytující kontaminace mikrobiologických vzorků, naprosto neškodné a nevýznamné 21 bacillus 20 Bacillus%20cereus www.cropsoil.uga.edu http://membres.lycos.fr C:\Uživatel\Ondra\Obrázky a fotky\Odborné\Z internetu\Medici\Ostatní grampozitivní\22 Genre%20Bacillus aa.GIF www.waterscan.co.yu Bacily a jejich spory [USEMAP] Mor Mor lPůvodcem moru je Yersinia pestis. Je to G– tyčinka, enterobakterie (příbuzná střevních bakterií), odolná v zevním prostředí lNemoc vyvolává exotoxin s účinkem na mitochondrie, periferní cévy – takzvaná diseminovaná intravaskulární koagulopatie (závažná porucha srážlivosti krve), šokový stav lPřenos moru: přirozeným rezervoárem jsou hlodavci, zejména krysy –kožní forma a forma s postižením uzlin – přenos zde zajišťuje blecha morová (Xenopsyla cheopis) –plicní forma moru vzniká pokud se člověk nadýchá aerosolu s morovými bakteriemi –střevní forma moru vzácná (konzumace) Blecha obecná a blecha morová C:\Uživatel\Ondra\Obrázky a fotky\Odborné\Z internetu\Labouši\T23 paraziti\23 Menschenfloh.jpg C:\Uživatel\Ondra\Obrázky a fotky\Odborné\Z internetu\Labouši\T23 paraziti\24 RattenflohPestfloh.jpg http://www.rheinland-schaedlinge.de/hygieneschaedlinge.htm Mor lInkubace 2–5 dnů, plicní i jen několik hodin lvždy náhlý začátek, vysoká teplota, bolesti hlavy, blouznění, zvětšení sleziny –bubonický čili dýmějový mor – bolestivé pakety uzlin, modročerná kůže –kožní mor – vřed s krvácením a odúmrtí tkáně lmožná úzdrava i bez léčení nebo přechod do septické formy s DIC, šokovým stavem, morová meningitida –střevní mor vzácně –plicní mor – kašel, špatné dýchání, vykašlávání krve, rozsáhlý RTG nález Mor lDiagnostika –kultivace –pokus na zvířeti –sérologie black_death Mor lPřirozený výskyt dnes: jižní Asie, Mozambik, ale mezi zvířaty i v některých oblastech USA lK léčbě i profylaxi se používají antibiotika (streptomycin, tetracyklin) pestis3 bubony se nemají řezat Mor lPrevence – očkování (imunita po nemoci jen dočasná) –karanténa kontaktů 6 dnů –izolace nemocných zvláště plicním morem! lPrognóza vždy vážná u generalizovaných forem –neléčený bubonický či kožní mor má smrtnost asi 60 %, při léčbě 2,5 % –plicní, střevní, septická, meningeální forma neléčená 100% smrtnost, léčená 20% 10 YEsp Příbuzní morové yersinie lEnterobacteriaceae je klinicky nejdůležitější čeleď gramnegativních tyčinek (ale důležitá je i pro ne-klinická odvětí mikrobiologie) lNejhorší patogeny způsobují celkové infekce: je to nejen Yersinia pestis, ale i tzv. antropopatogenní serovary salmonel (serovary Typhi, Paratyphi A, Paratyphi B a Paratyphi C), způsobující břišní tyfus lZávažné jsou ale i obligátní patogeny působící zpravidla „jen“ střevní infekce. I u nich je však riziko sepse, hlavně u oslabených osob. Týká se to rodů Salmonella, Shigella a Yersinia Mor (Yersinia pestis) 98b black_plagueC_icon 98a bw13b 98 2 [USEMAP] www.emedicine.com dermatology.about.com www.arrakis.es Botulismus Botulismus lCharakteristika: není to infekce, ale otrava bakteriálním jedem (toxinem) bakterie Clostridium botulinum lMechanismus působení: toxin blokuje uvolňovaní acetylcholinu na synapsích lZdroj a přenos: součást střevní flory domácích zvířat, kontaminovaná potrava (konzervy, klobásy) Botulismus lInkubace: 6–72 hodin lFormy onemocnění –požití potraviny s toxinem (domácí konzervy) à nervové příznaky (obrny různých nervů –ranný botulismus (narkomani) –střevní forma: pomnožení klostridií a tvorbě toxinu ve střevě – kojenecký botulismus –inhalační forma aerosolem – možnost použití při bioterorismu Botulismus lKomplikace: selhání dýchání (při postižení nervů ovládajících dýchací svaly) lLéčba: používají se protilátky proti botulinu získané z koní. Pacienta je často nutno připojit na dýchací přístroj lSmrtnost: bez léčby 25 %, u léčených 6 % Klostridia – přehled C. tetani Původce tetanu C. botulinum Producent botulotoxinu Clostridium perfringens, C. septicum, C. welchii a aj. Klostridia plynatých snětí C. difficile Enteropatogenní Některá klostridia (nikoli ale C. botulinum) se úplně normálně podílejí na běžné střevní mikroflóře. Problém nastává, pokud se přemnoží, dostanou tam, kam nemají, vyskytne se kmen produkující velké množství toxinu apod. C:\Uživatel\Ondra\Obrázky a fotky\Odborné\Z internetu\Anaeroby\09 clostridium_tetani_2s.jpg Neurotoxická klostridia lDvě z klostridií produkují neurotoxiny. Jedno je Clostridium tetani, původce tetanu. Nemoc je typická místním drobným zánětem, a celotělovým šířením toxinu. Toxin vyvolává křeče. lDalší neurotoxické klostridium je Clostridium botulinum, původce botulismu. Zde původce vůbec nevstupuje do těla. Jen jeho toxin vstupuje do těla (zpravidla z nedostatečně upraveného konzervovaného masa) a opět účinkuje jako neurotoxin, zde však vyvolává obrny. Botulismus C:\Uživatel\Ondra\Obrázky a fotky\Odborné\Z internetu\Anaeroby\02 20-07_Botulism_1.jpg Typický vzhled jazyka při botulismu C:\Uživatel\Ondra\Obrázky a fotky\Odborné\Z internetu\Anaeroby\62 Botul-langue.jpg Botox: použití jedu Clostridium botulinum pro mladistvý vzhled C:\Uživatel\Ondra\Obrázky a fotky\Odborné\Z internetu\Medici\Anaeroby\84 botoxZ.jpg www.fda.gov Klostridia: C. botulinum (vlevo), C. septicum (vpravo) C:\Uživatel\Ondra\Obrázky a fotky\Odborné\Z internetu\Anaeroby\01 Cbotulinum.gif C:\Uživatel\Ondra\Obrázky a fotky\Odborné\Z internetu\Medici\Anaeroby\60 Clostridium-septicum.jpg [USEMAP] Variola Pravé neštovice (variola) lCharakteristika: vysoce nakažlivé onemocnění, s vyrážkou, v současnosti eradikované (celosvětově vymýcené) lPůvodce: Poxvirus variolae odolný vůči zevnímu prostředí lZdroj: nemocný člověk (ne zvíře – právě to umožnilo vymýcení neštovic) lPřenos: vzdušnou cestou nebo přímým kontaktem lInkubační doba: 12–14 dnů Pravé neštovice lPříznaky: velmi vysoké teploty, bolesti hlavy, bolesti v zádech, schvácenost, od třetího dne rozvoj vyrážky lJsou možné zvláštní formy, například prokrvácená forma nebo forma se splývajícími neštovicemi Pravé neštovice (variola), vpravo porovnání s planými (varicella) variola v obličeji opraveno těžká variola variola varicella Variola lDiagnostika –mikroskopický nález zvláštních tělísek v buňkách –průkaz viru elektronovou mikroskopií –izolace na tkáňových kulturách. lLéčba: buď se léčí jen příznaky, nebo se používají protivirové léky (cidefovir) lPrevence a profylaxe: do roku 1980 se očkovalo Poxviry C:\Uživatel\Ondra\Obrázky a fotky\Odborné\Z internetu\Labouši\T20 21 viry\04 poxvirus3.jpg http://www.ucm.es/info/genetica/grupod/Cromovibac/cromovibac.htm Eradikace pravých neštovic lPodíleli se na ní významně i čeští odborníci lByla umožněna tím, že neštovice nemají zvířecí hostitele, a že se nevyskytují bezpříznakové případy, které by mohly uniknout pozornosti lPodařila se díky očkování a izolaci nemocných lPoslední ložiska byla zničena v SV Africe lPo eradikaci byly neštovice uchovávány na několika místech na světě. V Anglii se však nakazil laboratorní personál lDnes se viry neštovic uchovávají pouze v USA a v Rusku (pro případ epidemie) Virus pravých neštovic C:\Uživatel\Ondra\Obrázky a fotky\Odborné\Z internetu\Labouši\T20 21 viry\13 408px-Smallpox_virus_virions_TEM_PHIL_1849.jpg http://de.wikibooks.org/wiki/Medizinische_Mikrobiologie:_Poxviridae Konec 06 Clostridium_botulinum [USEMAP]