Brucellae

La brucellosi è una malattia infettiva unica che colpisce l'uomo e gli animali, causata da batteri del genere Brucella. In Russia, si registrano ogni anno circa 500 casi primari di brucellosi umana.

L'infezione da brucellosi si trasmette principalmente attraverso gli animali domestici (pecore, capre, mucche, maiali, renne, il principale serbatoio del patogeno in natura). La brucellosi esiste da molto tempo ed è stata descritta con nomi determinati dalla sua distribuzione geografica (maltese, napoletana, di Gibilterra, febbre mediterranea).

Il patogeno fu scoperto nel 1886 da D. Bruce, che lo trovò in un preparato ricavato dalla milza di un soldato morto di febbre di Malta, e lo chiamò micrococco maltese - Micrococcus melitensis. Si stabilì che i suoi principali vettori sono capre e pecore, e che l'infezione si verifica consumando latte crudo di queste specie. Nel 1897, B. Bang e B. Stribolt scoprirono il patogeno dell'aborto infettivo nelle mucche - Bacterium abortus bovis, e nel 1914, J. Traum scoprì il patogeno dell'aborto infettivo nei suini - Brucella abortus suis. Uno studio comparativo delle proprietà di Brucella melitensis e Brucella abortus bovis, condotto tra il 1916 e il 1918 da A. Ivens, dimostrò che sono quasi indistinguibili l'una dall'altra per molte proprietà. A questo proposito, fu proposto di riunirli in un unico gruppo, chiamato in onore di Bruce - Brucella. Nel 1929 I. Heddleson inserì Brucella abortus suis in questo gruppo e propose di dividere il genere Brucella in 3 specie: Brucella melitensis (Micrococcus melitensis), Brucella abortus (Brucella abortus bovis) e Brucella suis (Brucella abortus suis).

La malattia umana e animale causata dalle brucelle fu chiamata brucellosi. Successivamente, il genere Brucella fu integrato con altre tre specie: Brucella ovis, isolata da arieti affetti da epididimite (1953), Brucella neotomae, isolata da ratti selvatici (1957) e Brucella canis, isolata da cani da caccia (1966). Secondo la classificazione di Bergey (2001), le brucelle appartengono alla classe degli Alphaproteobacteria.

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Morfologia della Brucella

Le Brucelle presentano proprietà morfologiche, tintoriali e colturali simili. Sono piccole cellule coccoidi Gram-negative con un diametro di 0,5-0,7 μm e una lunghezza di 0,6-1,5 μm, disposte in modo casuale, a volte a coppie, prive di flagelli, non formano spore e capsule. Il contenuto di G+C nel DNA è del 56-58% molare.

Proprietà biochimiche della Brucella

Le Brucelle sono aerobe o microaerofile e non crescono in condizioni anaerobiche. La temperatura ottimale per la crescita è di 36-37 °C; pH 7,0-7,2; crescono bene su terreni nutritivi convenzionali, ma migliorano con l'aggiunta di siero o sangue. Terreni consigliati: agar nutritivo con aggiunta di siero (5%) e glucosio; agar preparato su infuso di patate con aggiunta di siero al 5%; agar sangue; brodo di carne e peptone. Una caratteristica di Brucella abortus è la necessità di un maggiore contenuto di CO2 (5-10%) nell'atmosfera di crescita. La crescita lenta è molto caratteristica delle brucelle, soprattutto nelle prime generazioni: quando seminate da esseri umani e animali, la crescita a volte compare dopo 2-4 settimane. Le colonie di Brucella sono incolori, convesse, rotonde a forma di S o ruvide a forma di R, delicate e trasparenti all'inizio, diventando torbide con l'età.

Le colonie di Brucella canis, Brucella ovis e il quinto biotipo Brucella suis presentano sempre una forma R. La crescita di Brucella in brodo è accompagnata da una torbidità uniforme. Tiamina, biotina e niacina sono necessarie per la crescita di Brucella. Brucella fermenta glucosio e arabinosio con formazione di acido in assenza di gas, non forma indolo e riduce i nitrati a nitriti. La formazione di idrogeno solforato è più pronunciata in Brucella suis.

In totale, sono state rilevate 10-14 frazioni antigeniche in Brucella mediante immunoelettroforesi di estratti preparati da cellule distrutte mediante ultrasuoni. Brucella presenta un antigene genere-specifico comune, vari altri antigeni somatici, tra cui M (predominante in Brucella melitensis), A (predominante in Brucella abortus) e R (nelle forme rugose) specifici per specie. Gli antigeni M e A sono rilevati anche in altre specie (biovar) di Brucella, ma in proporzioni diverse, che devono essere considerate durante l'identificazione. Sono stati rilevati antigeni comuni a Francisella tularensis, Bordetella bronchiseptica e Y. enterocolitica (sierotipo 09). A causa della variabilità di alcune caratteristiche delle brucelle, la specie Brucella melitensis è suddivisa in 3 biovar, la specie Brucella abortus in 9 e B. suis in 5 biovar. Per la loro differenziazione in specie e biotipi e l'identificazione, viene utilizzato un complesso di caratteristiche che include, oltre alle proprietà morfologiche e tintoriali, anche la necessità di CO₂ per la crescita, la capacità di crescere su terreni in presenza di determinati coloranti (fucsina basica, tionina, safranina), di secernere H₂S, di formare ureasi, fosfatasi, catalasi (l'attività di questi enzimi è espressa più fortemente in Brucella suis, non crescono su un terreno con safranina), la sensibilità al batteriofago di Tbilisi, l'agglutinazione con sieri monospecifici. Se necessario, vengono utilizzati ulteriori test metabolici: la capacità di ossidare determinati amminoacidi (alanina, asparagina, acido glutammico, ornitina, citrullina, arginina, lisina) e carboidrati (arabinosio, galattosio, ribosio, D-glucosio, D-eritritolo, D-xilosio).

La quarta biovar è Brucella suis, poiché il suo vettore principale non sono i maiali, bensì le renne, e tenendo conto delle sue altre caratteristiche, è consigliabile distinguerla come specie indipendente, Brucella rangiferis.

La quinta biovar B. suis comprende colture isolate da mucche e pecore abortite e contenenti una forma R stabile di Brucella.

Fago Brucella-Tbilisi: nella consueta diluizione di lavoro il fago lisa solo B. abortus. Tuttavia, a una dose pari a dieci diluizioni di lavoro il fago lisa, seppur debolmente, ceppi di Brucella suis e Brucella neotomae.

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Resistenza alla Brucella

Le Brucelle sono relativamente resistenti all'ambiente. Sopravvivono in terreni umidi e acqua fino a 2-3 mesi, e a una temperatura di 11-13 °C fino a 4,5 mesi; in acque stagnanti fino a 3 mesi; nel latte fino a 273 giorni; nel burro fino a 142 giorni; nel formaggio fino a 1 anno; nella feta fino a 72 giorni; nel latte acido fino a 30 giorni; nel kefir fino a 11 giorni. Tuttavia, sono molto sensibili alle alte temperature: a 70 °C muoiono dopo 10 minuti e, se bollite, in pochi secondi. La pastorizzazione del latte a 80-90 °C ne provoca la morte dopo 5 minuti. Le Brucelle sono anche sensibili a vari disinfettanti chimici.

Fattori di patogenicità della Brucella

La brucella non produce esotossina. La sua patogenicità è dovuta all'endotossina e alla capacità di inibire la fagocitosi, prevenendo il "burst ossidativo". I fattori specifici che inibiscono la fagocitosi non sono stati sufficientemente studiati. La patogenicità della brucella è anche associata alla ialuronidasi e ad altri enzimi. È essenziale che la brucella abbia una forte proprietà allergenica, che determina in larga misura la patogenesi e il quadro clinico della brucellosi.

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Immunità post-infettiva

L'immunità post-infettiva è forte e duratura, ma sono possibili malattie recidive. L'immunità è di tipo cross-linked (contro tutti i tipi di Brucella) ed è causata da linfociti T e macrofagi. Nelle persone e negli animali immuni, la fagocitosi è completa. Il ruolo degli anticorpi nell'immunità è quello di stimolare l'attività fagocitaria. Una reazione allergica positiva indica non solo la sensibilizzazione dell'organismo, ma anche la presenza di immunità. Una ripresa dell'immunità può verificarsi in caso di infezione da dosi elevate del patogeno o in caso di elevata virulenza.

Epidemiologia della brucellosi

I principali vettori della brucellosi sono pecore, capre (Brucella melitensis), bovini (Brucella abortus), suini (Brucella suis) e renne (Brucella rangiferis). Tuttavia, possono trasmettersi anche a molte altre specie animali (yak, cammelli, bufali, lupi, volpi, roditori, lama, saighe, bisonti, cavalli, lepri, ricci, polli, ecc.). La trasmissione di Brucella melitensis ai bovini è particolarmente pericolosa, poiché in questo caso mantiene la sua elevata patogenicità per l'uomo. Tra tutte le specie, la più patogena per l'uomo nel nostro Paese è Brucella melitensis. Causa malattie umane in oltre il 95-97% di tutti i casi di brucellosi. Brucella abortus, di norma, causa una forma latente della malattia e le manifestazioni cliniche si osservano solo nell'1-3%. Brucella suis causa la malattia ancora meno frequentemente (meno dell'1%). La patogenicità della brucellosi varia non solo a seconda della specie, ma anche della biovariante. In particolare, le biovarianti 3, 6, 7 e 9 di Brucella abortus non sono inferiori in virulenza a Brucella melitensis. Anche le varianti americane di Brucella suis sono altamente virulente, pertanto il ruolo eziologico delle singole specie di brucellosi si manifesta in modo diverso nei diversi Paesi. Ad esempio, in Messico, il ruolo principale nell'epidemiologia della brucellosi è svolto da Brucella melitensis, negli Stati Uniti da Brucella suis e in Canada e in alcuni Paesi europei da Brucella abortus. È possibile che le biovarianti 3, 6, 7 e 9 di Brucella abortus siano nate a seguito della migrazione di Brucella melitensis ai bovini e della sua trasformazione.

Negli animali, la brucellosi si manifesta come una malattia generalizzata, il cui quadro clinico può essere molto vario. Nei bovini di grossa e piccola taglia, le manifestazioni più tipiche della malattia sono gli aborti infettivi, soprattutto se di massa. Nei suini, gli aborti sono meno comuni e la malattia si manifesta come sepsi cronica con danni alle articolazioni, ai testicoli e ad altri organi. Dagli animali malati, il patogeno viene escreto con latte, urina, feci, pus e, in particolare, durante l'aborto spontaneo, attraverso le membrane amniotiche e le secrezioni dal canale del parto, che rappresentano il materiale più infettivo. L'abbondante riproduzione delle brucelle nelle membrane fetali è associata alla presenza di un alcol polivalente, l'eritritolo, che funge da importante fattore di crescita per la Brunella di tutte le specie, ad eccezione di Brucella ovis.

L'infezione da animali (molto raramente da una persona malata) avviene principalmente per contatto o tramite contatto domestico (80-90% di tutte le malattie). La via alimentare si osserva principalmente attraverso il consumo di latte crudo di animali malati o di latticini derivati, nonché di acqua. Tutte le persone che, per motivi professionali, hanno a che fare con animali o materie prime di origine animale (pastori, allevatori, mungitori, veterinari e altri) possono contrarre l'infezione per contatto o tramite contatto domestico. La Brucella penetra nel corpo umano attraverso la pelle o, molto più spesso, attraverso le mucose di bocca, naso e occhi (trasportate da mani sporche).

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Sintomi della brucellosi

Il periodo di incubazione della brucellosi varia da 1 settimana a diversi mesi.

Il patogeno penetra nei linfonodi attraverso le vie linfatiche; moltiplicandosi, forma un "complesso primario della brucellosi", la cui localizzazione dipende dalla sede della porta d'ingresso, ma più spesso si verifica nell'apparato linfatico della cavità orale, nelle ghiandole retrofaringee, cervicali, sottomandibolari e nell'apparato linfatico dell'intestino. Dai linfonodi, il patogeno penetra nel sangue e si diffonde in tutto il corpo, colpendo selettivamente i tessuti del sistema linfoematopoietico. La batteriemia e la generalizzazione del processo portano a una grave allergizzazione dell'organismo. La brucellosi si manifesta come sepsi cronica. Ciò è dovuto alla natura incompleta della fagocitosi. Essendo e moltiplicandosi all'interno delle cellule, compresi i fagociti, le brucelle sono inaccessibili sia agli anticorpi che ai farmaci chemioterapici. Inoltre, possono trasformarsi in forme L all'interno delle cellule e in questa forma persistere nell'organismo per lungo tempo, per poi tornare alla forma originale e causare una recidiva della malattia.

I sintomi della brucellosi sono molto vari e complessi. Dipendono principalmente dall'allergia e dall'intossicazione dell'organismo e dagli organi e tessuti coinvolti nel processo infettivo. Più spesso vengono colpiti il sistema linfatico, vascolare, epatosplenico, nervoso e soprattutto quello muscolo-scheletrico. La brucellosi è caratterizzata da un decorso lungo (talvolta fino a 10 mesi); nei casi gravi può portare a una perdita permanente della capacità lavorativa e a un'invalidità temporanea, ma la malattia, di norma, si conclude con una completa guarigione.

Diagnostica di laboratorio della brucellosi

La brucellosi viene diagnosticata utilizzando un test biologico, un metodo batteriologico, reazioni sierologiche, il test allergico di Burnet e il metodo di ibridazione DNA-DNA. Il materiale per lo studio è sangue, midollo osseo, secrezione congiuntivale, urina, latte materno (nelle madri che allattano), meno frequentemente feci e liquido periarticolare. Poiché il principale sito di residenza del patogeno nell'organismo sono le cellule del sistema emopoietico o linfopoietico, si dovrebbe dare la preferenza all'isolamento di emocoltura o mielocoltura. Nella ricerca batteriologica, è necessario creare le condizioni per la crescita di Brucella abortus (necessità di CO₂). L'identificazione delle colture isolate di brucella viene effettuata sulla base dei segni specificati nella Tabella 30. Un test biologico (infezione di cavie) viene effettuato nei casi in cui il materiale sia fortemente contaminato da microflora estranea ed è difficile ottenere una coltura pura del patogeno direttamente da esso. Le reazioni sierologiche possono essere utilizzate per rilevare gli antigeni del patogeno o gli anticorpi contro di esso. Per rilevare gli antigeni della brucellosi che possono circolare nel sangue in forma libera o sotto forma di complessi antigene + anticorpo (CIC - immunocomplessi circolanti), vengono utilizzate le seguenti reazioni: RPGA (in particolare utilizzando la diagnostica eritrocitaria con anticorpi monoclonali contro l'antigene genere-specifico di Brucella); reazione di emoagglutinazione aggregata (AGR); gli eritrociti trasportano anticorpi contro gli antigeni della brucellosi; reazioni di coagglutinazione, precipitazione e IFM. Per rilevare gli anticorpi nel siero del paziente si utilizzano: reazione di agglutinazione di Wright, reazione di Coombs (per rilevare anticorpi incompleti), reazione di immunofluorescenza indiretta, RPGA, IFM, RSK, OFR, nonché reazioni accelerate su vetro: Heddleson, Rosa Bengala, agglutinazione al lattice, reazione di emolisi indiretta (gli eritrociti sensibilizzati con LPS di Brucella vengono lisati in presenza di anticorpi e complemento).

Come prevenire la brucellosi?

Il vaccino contro la brucellosi è una profilassi specifica della brucellosi. La vaccinazione viene effettuata utilizzando un vaccino vivo preparato dal ceppo di B. abortus (vaccino vivo contro la brucellosi - LBB), solo nei focolai di brucellosi caprina e ovina. Il vaccino viene applicato cutaneamente, una sola volta. La rivaccinazione viene effettuata solo nei soggetti con test di Burnet e reazioni sierologiche negative. Poiché l'LBB ha un forte effetto allergenico, è stato proposto in alternativa un vaccino chimico contro la brucellosi (CBV) preparato da antigeni della parete cellulare della brucella. Presenta un'elevata immunogenicità, ma è meno allergenico. Una sospensione di brucelle uccise (vaccino terapeutico ucciso) o LBB può essere utilizzata per trattare la brucellosi cronica (stimolando la formazione di immunità post-infezione).