Оспа натуральная пути передачи: Администрация МО «Мари-Турекский муниципальный район»

ОСПА НАТУРАЛЬНАЯ | Энциклопедия Кругосвет

Содержание статьи

ОСПА НАТУРАЛЬНАЯ, острое, часто смертельное, вирусное заболевание. Для него характерны выраженная интоксикация, высокая температура, обильные пузырьковые высыпания на коже и слизистых оболочках, после исчезновения которых остаются втянутые рубцы – оспины.

С древнейших времен натуральная оспа была бедствием человечества. Ее подробные описания обнаружены в древнейших памятниках письменности Индии и Китая. Опустошительные пандемии оспы неоднократно прокатывались по всему миру. В 18 в. особенно пострадали от натуральной оспы Англия и ее колонии в Северной Америке. После опубликования в 1798 знаменитой работы Э.Дженнера его метод вакцинации против оспы стал широко использоваться во всем мире. Вспышки натуральной оспы регистрировались все реже, а заболевание протекало в более легкой форме. И все же очаги инфекции сохранялись во многих регионах мира: в Южной Америке, Юго-Восточной Азии, в Африке.

В 1967 Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) в Женеве приняла программу полного искоренения натуральной оспы во всем мире. Осуществление массовой вакцинации и проведение карантинных мероприятий привело к постепенному снижению заболеваемости. В мае 1980 ВОЗ объявила о полной ликвидации этой особо опасной инфекции. С тех пор было зарегистрировано лишь несколько случаев гибели людей от оспы. Они были связаны с лабораторным заражением исследователей или явились результатом осложнений после прививки. Оспопрививание с тех пор стало необязательным.

Эпидемиология.

Натуральной оспой болеют только люди, экспериментальное заражение лабораторных животных удается с трудом. Возбудителем натуральной оспы является фильтрующийся вирус, антигенно родственный вакцинии, вирусу коровьей оспы, тонкое строение и закономерности размножения которого хорошо изучены. Инкубационный период при натуральной оспе продолжается от 8 до 14 дней, чаще ок. 11–12. Больные заразны для окружающих в течение всего периода высыпания и, по-видимому, даже за несколько дней до появления сыпи, в общей сложности около трех недель. Вирус выделяется из разрывающихся и подсыхающих пузырьков на коже, из ротовой полости и обнаруживается в моче и кале больного. Возбудитель инфекции передается путем непосредственных контактов, воздушно-капельным способом, от здоровых носителей и животных, и может сохранять жизнеспособность на одежде и постельном белье. Все невакцинированные люди восприимчивы к заражению; естественного иммунитета к натуральной оспе не бывает. Хотя заболевание возможно в любом возрасте, дети до четырех лет особенно уязвимы.

Клиническая картина.

Начальный период болезни во многом сходен с клинической картиной гриппа: он характеризуется быстрым подъемом температуры, головной болью, болями в мышцах и пояснице, ознобом и часто рвотой. До появления сыпи на четвертый день болезни установить диагноз натуральной оспы трудно. Обильная сыпь на голове и конечностях сначала имеет вид пятен розового цвета, которые быстро превращаются в пузырьки (везикулы), наполненные прозрачной жидкостью, а затем гноем, напоминая множественные фурункулы. Пузырьки вскрываются и, подсыхая, покрываются корочкой, постепенно исчезая в течение трех недель, в тяжелых случаях оставляя пожизненные следы – оспины. По степени выраженности клинических симптомов заболевание варьирует от тяжелейших форм геморрагической, или «черной», оспы со сливными, наполненными кровью и гноем пустулами и выраженным общим токсикозом, до легких (вариолоидных) форм без сыпи и иногда даже без повышения температуры. Более легкое течение встречается в основном у лиц, вакцинированных против оспы в отдаленном прошлом.

Лечение.

Специфические химиопрепараты для лечения натуральной оспы недостаточно разработаны. Рекомендуется постельный режим, жидкое полноценное питание, грелки со льдом, успокаивающие медикаменты. Для гигиены пораженных сыпью участков кожи используют антисептические промывания, примочки и присыпки. Для профилактики вторичных инфекций применяют сульфаниламидные препараты или пенициллин.

Профилактика.

Абсолютно обязательна изоляция больного в отдельном помещении. Всех контактировавших с больным подвергают карантинному обследованию и вакцинируют. Эта мера, предпринятая в течение первых трех суток после контакта с больным, предупреждает развитие выраженных форм болезни.

См. также ЭПИДЕМИЯ.

Проверь себя!
Ответь на вопросы викторины «Здоровье и медицина»

Как звали кардиохирурга, который выполнил первую в мире пересадку сердца от человека человеку?

Натуральная оспа — причины, симптомы, диагностика и лечение

Натуральная оспа представляет собой инфекционное заболевание человека, относящееся к особо опасным инфекциям, вызываемое вирусом Orthopoxvirus variola, характеризующееся лихорадкой, интоксикацией и специфическими высыпаниями на коже и слизистых оболочках. Распространение натуральной оспы происходит аэрозольным путем, при этом возбудитель настолько устойчив в воздушной среде, что может вызывать заражение людей, находящихся не только в одной комнате с больным, но и в соседних помещениях. В середине 70-х годов ХХ века полная ликвидация натуральной оспы в развитых странах привела к отмене профилактической вакцинации против этого заболевания.

Общие сведения

Натуральная оспа представляет собой инфекционное заболевание человека, относящееся к особо опасным инфекциям, вызываемое вирусом Orthopoxvirus variola, характеризующееся лихорадкой, интоксикацией и специфическими высыпаниями на коже и слизистых оболочках.

Характеристика возбудителя

Вирус Orthopoxvirus variola входит в группу вирусов оспы животных и человека, устойчив в окружающей среде, легко переносит понижение температуры и высыхание, может сохранять жизнеспособность при замораживании в течение нескольких лет. При комнатной температуре сохраняется в оспенных корочках до года, в мокроте и слизи – до трех месяцев. При нагревании до 100° С вирус в высушенном виде погибает только через 5-10 минут.

Резервуаром и источником оспы является больной человек. Выделение вируса происходит на протяжении всего периода высыпаний, в особенности заразны больные в первые 8-10 дней. Бессимптомное и реконвалесцентное носительство не отмечается, хронизация не характерна. Преимущественная локализация возбудителя в организме человека – слизистые оболочки ротовой полости, носа, глотки, верхних дыхательных путей, выделение происходит с кашлем, чиханием, в процессе дыхания. Кожа так же может служить местом выделения возбудителя.

Натуральная оспа передается по аэрозольному механизму преимущественно воздушно-капельным и воздушно-пылевым путями. Аэрозоль с возбудителем способен перемещаться с током воздуха на значительное расстояние, поражая людей, располагающихся в одной комнате с больным, и проникая в соседние помещения. Оспа имеет тенденцию к распространению в многоэтажных многоквартирных помещениях, лечебных учреждениях, скученных коллективах.

Естественная восприимчивость человека – высокая. Неиммунизированные лица заражаются в подавляющем большинстве случаев, процент невосприимчивых лиц составляет не более 12 из 100 непривитых (в среднем 5-7%). После перенесения заболевания формируется стойкий длительный (более 10 лет) иммунитет.

Симптомы натуральной оспы

Инкубационный период натуральной оспы обычно составляет 9-14 дней, может увеличиваться до 22 дней. Выделяют периоды заболевания: продромальный (или период предвестников), высыпаний, нагноения и реконвалесценции. Продромальный период длится от двух до четырех дней, отмечается лихорадка, симптомы интоксикации (головная боль, озноб, слабость, боли в мышцах, пояснице). В это же время на бедрах и груди может обнаруживаться сыпь, напоминающая экзантему при кори или скарлатине.

К концу продромального периода лихорадка, обычно, спадает. На 4-5 сутки появляется оспенная сыпь (период высыпания), первоначально представляющая собой мелкие розеолы, прогрессирующие в папулы, а через 2-3 дня – в везикулы. Везикулы имеют вид многокамерных мелких пузырьков, окруженных гиперемированной кожей и имеющих небольшое пупковидное углубление в центре. Сыпь локализуется на лице, туловище, конечностях, не исключая ладони и подошвы, в отличие от ветряной оспы элементы сыпи в одной зоне мономорфны. С прогрессированием сыпи снова нарастает лихорадка и интоксикация.

К концу первой недели заболевания, в начале второй, начинается период нагноения: температура резко поднимается, состояние ухудшается, сыпные элементы нагнаиваются. Оспины теряют свою многокамерность, сливаясь в единую гнойную пустулу, становятся болезненными. Спустя неделю пустулы вскрываются, образуя черные некротические корочки. Кожа начинает сильно зудеть. На 20-30 сутки наступает период реконвалесценции. Температура тела больного постепенно нормализуется с 4-5 неделе заболевания, оспины заживают, оставляя после себя выраженное шелушение, а в дальнейшем — рубцы, иногда весьма глубокие.

Выделяют тяжелые клинические формы оспы: папулезно-геморрагическую (черная оспа), сливную и оспенную пурпуру. Среднетяжелое течение имеет оспа рассеянная, легкое – оспа без сыпи и температуры: вариолоид. В такой форме оспа протекает обычно у привитых лиц. Характерны редкие высыпания, не оставляющие после себя рубцов, интоксикационные симптомы отсутствуют.

Осложнения натуральной оспы

Диагностика и лечение натуральной оспы

Диагностика натуральной оспы производится с помощью вирусоскопического исследования с использованием электронного микроскопа, а так же вирусологическими и серологическими методами: микропреципитация в агаре, ИФА. Исследованию подлежит отделяемое оспенных пустул и корочки. С 5-8 дня заболевание возможно определение специфических антител с помощью РН, РСК, РТГА, ИФА.

Лечение натуральной оспы заключается в назначении противовирусных препаратов (метисазон), введении иммуноглобулинов. Кожу, пораженную оспенной сыпью, обрабатывают антисептическими средствами. Дополнительно (ввиду гнойного характера инфекции) назначается антибиотикотерапия: применяют антибиотики групп полусинтетических пенициллинов, макролидов и цефалоспорины. Симптоматическая терапия заключается в активной дезинтоксикации с помощью внутривенной инфузии растворов глюкозы, водно-солевых растворов. Иногда в терапию включают глюкокортикоиды.

Прогноз и профилактика натуральной оспы

Прогноз зависит от тяжести течения и состояния организма больного. Привитые лица, как правило, переносят оспу в легкой форме. Тяжело протекающая оспа с геморрагическим компонентом может закончиться смертью.

В настоящее время специфическая профилактика оспы производится с целью не допустить ее завоза из эпидемически опасных регионов. Ликвидация оспы в развитых странах достигнута благодаря массовой вакцинации и ревакцинации населения на протяжении нескольких поколений, в настоящее время плановая всеобщая вакцинация нецелесообразна. В случае выявления больного натуральной оспой, осуществляют его изоляцию, а так же производят карантинные мероприятия в отношении всех, имевших контакт с больным. В очаге инфекции производят тщательную дезинфекцию, контактных лиц вакцинируют в течение первых трех дней с момента контакта.

К двадцатипятилетию глобальной ликвидации натуральной оспы Текст научной статьи по специальности «Ветеринарные науки»

ИСТОРИЯ БИОМЕДИЦИНЫ

К двадцатипятилетию глобальной ликвидации

натуральной оспы

Ровно четверть века назад, в 1980 г. на 33-й сессии Всемирной ассамблеи здравоохранения от имени штаб-квартиры ВОЗ прозвучало официальное заявление о том, что натуральная оспа на планете ликвидирована полностью и навсегда, а ее возбудитель в природе более не существует.

История борьбы человечества с особо-опасными (карантинными) инфекциями весьма драматична. Однако, даже сегодня, в начале XXI в., приходится признать что борьба только лишь с натуральной оспой завершилась полной победой — эрадикацией (искоренением) ее возбудителя на Земном шаре. Поэтому, открывая эту славную страницу истории вирусологии, мы хотели бы отметить важнейшие вехи на пути к этому успеху, ознаменовавшему триумф современной медицинской науки и важное достижение цивилизации.

По единодушному мнению многих известных эпидемиологов, вирусы оспы и оспоподобных заболеваний домашних животных сформировались около 5-10 тыс лет назад, когда начали появляться крупные поселения людей и разводиться большие количества стад домашних животных. Скорее всего, первые эндемические очаги оспы сформировались на территории Центральной Африки, к югу от Сахары.

Наличие торговых водных путей вдоль Нила и по его притоков способствовало естественному проникновению вируса оспы на север африканского континента. Сегодня имеются археологические подтверждения реальности случаев заболевания оспой в Древнем Египте еще в 1157 г. до н.э.

По всей вероятности, оттуда по торговым путям Средиземноморья возбудитель натуральной оспы мог легко распространиться по всему Ближнему Востоку, а по каналу Сенусерта -проникнуть в регионы Красного моря, в Месопотамию, Индию, страны Юго-Восточной Азии и Китай.

Очевидно, что распространению оспенной инфекции наверняка способствовали ее некоторые эпидемиологические особенности, которые наиболее ярко проявляются при ее сравнении с чумой, широко распространенной в те времена на Востоке.

Так, сочетание исключительно высокой вирулентности возбудителя чумы, летальность при которой могла достигать 98% (при легочных формах), короткого инкубационного периода (1-2 суток) и короткой продолжительности самой болезни (3-10 суток) способствовало тому, что заразившиеся чумой быстро умирали, успев заразить лишь ограниченное число других лиц. Это, в свою очередь, делало чуму особенно опасной в местах скопления большого числа людей, а в условиях низкой плотности населения приводило к быстрому «обрыву» эпидемических цепей передачи возбудителя.

По другому дело обстояло с оспой, для которой характерна высокая контагиозность, относительно длительный инкубационный период (иногда до 18 суток), относительно низкая смертность (в среднем, 15-30%), достаточно длительная продолжительность заболевания и продолжительность периода заразности заболевших (до 40 суток). В силу этих особенностей, с одной стороны, инфицированные и заболевшие люди могли передвигаться (или транспортироваться) на значительные по тем временам расстояния, а с другой стороны, для поддержания эпидемиологической цепочки передачи вируса было достаточно и меньшей плотности населения. Эти особенности оспенной инфекции обеспечивали медленное, но неотвратимое распространение заболевания. По истечении же определенного срока после затихания эпидемии рождалось и подрастало новое восприимчивое к оспе поколение. Таким образом, циркуляция вируса, поддерживающая эпидемический процесс в течение нескольких тысячелетий в различных, и в том числе, весьма удаленных друг от друга регионах мира.

Поскольку первые описания случаев оспы на территории Европы были приведены римским врачом К.Галеном во 2 в., многие исследователи, апеллируя только к трудам Гиппократа, считали, что натуральная оспа в античный период в Европе оставалась неизвестной. Однако, зная особенности распространения этой инфекции, сегодня трудно допустить, что почти тысячу лет она ни разу не проникала с африканского континента на европейский. Если признать обоснованным мнение о том, что может существовать

многовековая цикличность оспенных эпидемий, то можно понять, почему оспа на несколько столетий оказалась «забытой» и почему средневековые европейские врачи рассматривали ее как ранее неизвестное заболевание.

Вместе с тем, проникнув на теорриторию Европы более тысячи лет назад, она вызвала здесь ряд опустошительных пандемий. Наиболее тяжелыми оказались эпидемии оспы, бушевавшие в европейских странах в 17-18 вв. В период некоторых их них число больных в отдельные годы доходило до 10 млн, а смертность достигала 40%. По подсчетам до конца 18 в в Европе от оспы погибло не менее 150 млн человек.

Первые попытки противостоять болезни с помощью изоляции заболевших и карантинирова-ния лиц, имевших с ними тесный контакт, эмпирически предпринимавшиеся на ранних этапах развития медицины, ощутимого результата не давали. Вместе с тем, определенные успехи в борьбе с оспой все же были достигнуты.

Более, чем за тысячу лет до н.э. целители и жрецы в Китае и Индии использовали простой, но достаточно действенный способ предохранения от заболевания оспой — втирание в кожу здорового человека содержимого оспенных пузырьков, приводящее в итоге к заболеванию этого человека оспой. Однако, такое, протекавшее, как правило, в легкой форме, заболевание, после выздоровления надежно предохраняло переболевшего от повторного заболевания оспой. Судя по некоторым литературным источникам, этот метод систематически использовался индийскими браминами, которые втирали в кожу содержимое оспенных пузырьков, хранившееся на протяжение года.

Описанный метод профилактики оспы уже в средние века постепенно распространился в восточных странах и, по свидетельству Вольтера, еще в XV веке его широко использовали в Оттоманской империи для предохранения от оспы наложниц гаремов султана и его придворной знати.

В Европе этот метод стал известен благодаря жене английского посла в Константинополе леди Мэри Монтэгю, которая в 1717 г. сделала такую прививку своему сыну. Уже в 1722 г. принц Уэльский разрешил сделать такую же прививку своим детям, и метод начал все шире использоваться в Англии и других европейских странах.

Поскольку прививка осуществлялась материалом от больных натуральной оспой (от лат. variola — оспа), то метод получил название «вариоляции». Однако, несмотря на высокую эффективность метода, у 20% подвергнутых вариаоля-ции развивались тяжелые формы оспы, которая примерно, у 3% приводила к их гибели. Это побуждало врачей искать пути повышения безо-

пасности прививок против оспы.

Решающий прорыв в борьбе с оспой был сделан английским врачом Эдвардом Дженне-ром (1749-1823), который, живя и работая в селе Беркли, почти 25 лет использовал в своей практике вариоляцию.

14 мая 1796 г он осуществил свой первый опыт — втер содержимое пустул на пальцах заразившейся оспой коров молодой доярки Сары Нельмс в царапину на руке 8-летнего мальчика Джемса фипса. Этот ребенок, двое братьев которого были больны оспой, не заболел. Более того, когда спустя некоторое время Дженнер ввел ему оспенный гной, взятый у больного черной оспой в тяжелой форме, мальчик остался здоровым.

Предложенный Дженнером метод, получивший название «вакцинация» (от лат. vaccva -корова), во многом благодаря большим усилиям самого автора постепенно распространился во всем мире и, надо особо подчеркнуть, в итоге, стал тем средством, благодаря рациональному использованию которого человечество менее, чем за 200 лет сумело одержать впечатляющую победу над природой. Именно поэтому 14 мая 1796 г. должно считаться не только днем рождения практической иммунопрофилактики, но и датой решающего шага на пути к окончательной победе над оспой.

Расширяющееся применение вакцинации не оставляло сомнений в ее результативности — к концу 19 в. заболеваемость и смертность в очагах натуральной оспы постепенно, но неуклонно пошли на убыль. Вакцинация в сочетании с карантинной системой дала небывалый эффект — уже в начале 20 в. оспа практически исчезла с территорий западной Европы и США.

К этому времени (начало XX в) медицина уже знала возбудителя болезни «в лицо» — в 1892 г. в Италии Г.Гварниери описал внутриклеточные включения, характерные для инфицированных клеток, а в 1906 г. в Германии Ф.Пашен в составе этих включений обнаружил элементальные тельца, представлявшие собой частицы вирусы оспы. Сегодня мы знаем, что возбудителем оспы является ортопоксвирус, достаточно устойчивый к внешнесредовым воздействиям и к тому же весьма склонный к мутациям.

К концу 2-й мировой войны в развитых странах регистрировались лишь единичные случаи оспы, а групповые заболевания в странах Восточной Европы были ликвидированы еще в конце 30-х гг. 20 в. Однако, очаги инфекции все еще оставались на территории Африки, Азии и Латинской Америки, откуда вирус периодически завозился в страны, ликвидировавшие у себя натуральную оспу.

Типичным примером реализации такой возможности может стать имевший место в январе

1960 г. случай, когда вернувшийся из Индии художник П.Кукарекин уже в Москве заболел оспой и умер. Тогда распространения заболевания, ограничившегося единичными случаями, удалось избежать путем проведения беспрецен-дентных по масштабу карантинно-обсервацион-ных мероприятий и только благодаря тому, что менее, чем за месяц в Москве было провакцини-ровано против оспы все ее население.

В 1958 г. на 11-й сессии Всемирной ассамблеи здравоохранения делегация от СССР выступила с предложением начать в мировом масштабе мероприятия, направленные на повсеместную ликвидацию натуральной оспы. Это предложение было принято, несмотря на то, что перед мировым здравоохранением ставилась исключительно сложная задача. Предстояло выявить все очаги инфекции в эпидемически значимых районах и путем вакцинации сделать невосприимчивым к оспе практически все население земли.

Уже в 1966 г. ВОЗ приняла официальное решение об утверждении подготовленного к этому времени проекта об интенсификации программы по ликвидации натуральной оспы во всем мире. Проект предусматривал организацию и финансирование десятков целевых экспедиций в эндемичные по оспе страны и даже широкое использование системы денежных вознаграждений, которые могли получить любые лица, лишь предоставившие объективную информацию об обнаружении больного оспой. Предполагалось выделить значительные инвестиции и на расширение производства оспенной вакцины и обеспечение ряда регионов необходимым количеством дезинфектантов.

Борьба с инфекцией вступила в завершающую фазу. ВОЗ начала координировать работу по реализации беспрецедентного международного проекта, миллиардные средства на реализацию которого был выделены рядом стран, членов ООН (США, СССР, Швеция и др.). Десятки тысяч медицинских работников и сотни тысяч общественных активистов и волонтеров активно включились в глобальную компанию по выявлению эпидемических очагов инфекции и осуществлению масштабной вакцинации против оспы.

Результаты этой работы не заставили себя долго ждать. Уже к 1971 г. натуральная оспа была полностью ликвидирована в странах Южной Америки, а к 1975 г. — в странах Азии. К этому времени ареал инфекции сосредоточился в эндемичных по оспе странах Центральной Африки, где несмотря на вакцинацию до 80% населения, распространение инфекции продолжалось.

В этих условиях здесь широко распространились лишь менее вирулентные штаммы вируса оспы, которые вызывали заболевание, известное в литературе под названиями алястрим, санага,

самоа и др. Последнее характеризовалось преимущественным поражением рогового слоя кожи и низкой летальностью (до 2%).

Наконец в октябре 1977 г в Сомали был зарегистрирован последний случай оспы, который, как оказалось, стал последним на всей планете. Через 2 года, детально проанализировав ситуацию, Глобальная комиссия ВОЗ по сертификации ликвидации оспы подтвердила факт полной ликвидации этой болезни. Итак, в 1980 г., через 22 года после принятия программы, на очередной сессии ВОЗ сделала упоминавшееся выше официальное заявление о полной и окончательной ликвидации этого заболевания на земном шаре. Основываясь на этом факте, здесь же участники сессии одобрили решение о повсеместном прекращении вакцинации против натуральной оспы.

На той же 33-й сессии ВОЗ было решено образцы вируса оспы в качестве «музейных штаммов» сохранить лишь в крупных вирусологических центрах, в том числе, в Центре по контролю за заболеваниями (CDC) в г.Атланте (США), в Институте Пастера в Париже и в научном центре «Кольцово» в Новосибирске.

Интересно, что согласно прогнозам, сделанным некоторыми крупными учеными в 1963 г., т.е. через 5 лет после начала программы, полную ликвидацию оспы следовало ожидать лишь к 1990 г. Общее количество противооспенной вакцины, израсходованной в процессе реализации глобальной программы, составило менее 2,5 млрд., а сама программа завершилась быстрее — на 10 лет раньше, чем ожидали.

По всей вероятности, это было связано с двумя особенностями инфекции: с отсутствием, с одной стороны, бессимптомного носитель-ства, а с другой стороны — внечеловеческих резервуаров вируса для поддержания его существования в природе, поскольку натуральная оспа является строгим антропонозом. В силу этих особенностей, эпидемическая цепь легко прервалась благодаря своевременной изоляции больных, дезинфекции в очагах и массовой иммунизации населения.

Спустя 20 лет, при обсуждении вопроса о целесообразности дальнейшего сохранения музейных штаммов вируса оспы специальной группой экспертов ВОЗ по проблеме карантинных вирусных инфекций, известной в научных кругах, как «комитет девяти», двое из девяти специалистов высказались за бессрочное хранение вируса, а двое других членов группы предложили вернуться к обсуждению этого вопроса через 5 лет. Однако, приняв во внимание достаточно обстоятельную изученность этого вируса, большинством голосов было вынесено решение о полном уничтожении этих штаммов.

Однако, по мнению некоторых ученых, нас-

тороженность в отношении этой инфекции должна оставаться в силу целого ряда соображений. Остановимся лишь на важнейших из них.

Во-первых, за последние 20 лет (после прекращения вакцинации против оспы) в мире выросло целое поколение людей, абсолютно беззащитных перед этой инфекцией, и при неожиданном появлении даже одного случая заболевания натуральной оспой последствия могут быть катастрофическими. Если с точки зрения эпидемиолога оспа — побежденное заболевание, и таким оно останется навсегда, то в истории медицины можно найти, по меньшей мере, несколько примеров не только необъяснимого исчезновения на столетия отдельных инфекционных заболеваний, но и не менее необъяснимого их возвращения.

Прежде всего, совсем не исключена возможность того, что вирус оспы поддерживается еще где-нибудь, кроме отведенных для этой цели медицинских центров. Учитывая активизацию международного, и в том числе, биологического терроризма, следует иметь ввиду возможность использования этого вируса в качестве средства политического и экономического шантажа. Кроме того, теоретически возможны случаи заражения персонала тех лабораторий, в которых поддерживаются штаммы вируса — к примеру, отметим, что такой случай имел место уже в 1978 г.

Существует еще одна, хотя и ничтожная вероятность того, что где-то, в зоне вечной мерзлоты сохранилось тело больного, погибшего от натуральной оспы. Очевидно, что будучи найдено, оно может стать причиной массовых заболеваний людей.

Во-вторых, в дикой природе тропических поясов планеты поныне здравствуют несколько разновидностей ортопоксвирусов животных (вирус оспы обезьян, оспа Тана, орфвирус коров), генетически достаточно близкие к вирусу натуральной оспы. Поэтому вполне обоснованным выглядит предположение о том, что эти вирусы могут оказаться способными, по крайней мере, в определенных условиях, вызывать инфекционные процессы у людей.

Такая возможность будет выглядеть особенно реалистичной, если вспомнить, что около 30 лет назад в экспериментах было показано, что видовая специфичность заражения ортопокс-вирусами может снижаться — индуцируя у абсолютно невоспроиимчивых к поксвирусной инфекции животных иммунодефицит, удается вызвать у них заболевание с достаточно высокой смертностью, вызванное вирусом осповакцины. И нетрудно предположить, что нечто подобное может иметь место у лиц с иммунодефицитом, вступившими в непосредственный контакт с ортопоксвирусами животных. Значимость такой

возможности особенно велика в условиях продолжающегося глобального распространения ВИЧ-инфекции, наиболее интенсивного на африканском континенте, т.е. на предполагаемой «родине» поксвирусов. Однажды инфицировав человека, такой вирус может обрести рецепторы клеток человека и стать патогенным для него — появление же вируса, способного не только вызывать генерализованные накожные процессы у людей, но и передаваться воздушно-капельным путем в условиях неиммунного к оспе населения мира может привести к катастрофе.

Коснувшись такой возможности, уместно привести некоторые рассуждения, демонстрирующие ее реальность.

Достаточно интенсивная изменчивость свойственна всем поксвирусам, включая и вирус оспы. Более того, высказано мнение о том, что снижение смертности в эндемических очагах натуральной оспы нельзя объяснять только проведенной здесь интенсивной иммунопрофилактикой, поскольку нельзя исключить, что в снижение показателя летальности свой вклад внесло и изменение самого возбудителя, выразившееся в снижении его вирулентности. Сегодня есть основания полагать, что эпидемии оспы, отмеченные после 18 в, вызывались менее вирулентными штаммами вируса, нежели те, которые вызывали это заболевание в предшествующие два столетия. К примеру, отметим, что в период франко-прусской войны (1870) из 200 тысяч заболевших умерло лишь около 25 тыс. человек, т.е. смертность составила лишь немногим более 12%. Этот же процесс проявился и в том, что в последнем очаге, ликвидированном в Сомали, заболевания были вызваны штаммом вируса, смертность при инфицировании которым не превышала 0,4%.

Сравнительный генетический анализ различных изолятов вируса оспы и оспоподобных заболеваний животных показал, что нуклеотид-ные последовательности в центральных областях геномов ортопоксвирусов высококонсервативны. Изменчивости же подвергаются, в основном, концевые фрагменты их геномов, причем, в тех локусах, которые экспрессируют способность популяции вирусов сохраняться в постоянно меняющихся условиях среды. Иными словами, представители рода ортопоксвирусов, обременившие человечество такой проблемой как натуральная оспа, различаются между собой второстепенными по значимости участками геномов.

Так, геномы менее вирулентных штаммов отличаются большим размером инвертированных терминальных повторов, что может рассматриваться как результат комплекса приспособительных по направленности мутационно-рекомбинаци-

онных процессов. Понятно, что снижение вирулентности, а значит, и смертности инфицированных лиц позволяет «растянуть» эпидемический процесс во времени. При этом повышается лежащая в его основе вероятность совмещения в пространстве возбудителя и восприимчивого организма, и в итоге повышаются шансы сохранения популяции вируса в природе. Это обеспечивает поддержание интенсивности эпидемического процесса на таком уровне, который способен продлить на неопределенно долгое время (теоретически, до тех пор, пока существуют восприимчивые организмы) существование вида-паразита в условиях многовекового противодействия со стороны вида-хозяина.

Изложенное выше демонстрирует принципиальную возможность ускоренного повторения эволюционного пути, который когда-то уже был пройден этими вирусами и который привел к появлению вируса оспы. Говоря же о возможности появления de novo патогенного для человека ортопоксвируса уместно вспомнить эволюционный путь появления вируса натуральной оспы.

Считается, что этот вирус появился, по всей вероятности, в результате эволюционной дивергенции в семействе поксвирусов животных. В условиях малочисленности и разбросанности популяций диких животных, по понятным причинам несомненные биологические преимущества имели те вирусы, которые передавались воздушно-капельным путем и вызывали заболевания с длительным инкубационным периодом. Поэтому, скорее всего, дифференциация возбудителей оспоподобных заболеваний животных первоначально происходила по механизму заражения по направлению от алиментарного к воздушно-капельному пути передачи вирусов.

При этом, несравненно большую возможность сохраниться в качестве биологического вида имели подтипы возбудителей, вызывающие заболевания с острым течением и массовым выделением вируса. Это, обеспечивая обособление отдельных видов вирусов в разных нозоэко-логических нишах, снимало конкуренцию между подвидами и вело к образованию неконкурирующих между собой видов, при относительно не-

большой генотипической дифференциации между ними.

Проникнув случайно в человеческую популяцию от животных, возбудители подобных инфекции либо не вызывали специфического заболевания, либо не могли серьезным образом конкурировать в эпидемических цепочках с другими биопатогенами человека. В частности, в жесткую конкуренцию с поксвирусами вполне могли вступить более древние возбудители эктодермо-зов, как например, представители семейства герпесвирусов, также способных к контактной передаче. И нет необходимости доказывать, что в этой борьбе мог победить только вирус, распространяющийся эпидемиологически наиболее эффективным путем — это и привело к начавшемуся широкому распространению вируса оспы, передающегося между людьми воздушно-капельным путем.

Поэтому нельзя отрицать, что такие эпидемиологически значимые признаки, как вирулентность и контагиозность, в целом демонстрирующие значительный патогенный потенциал семейства ортопоксвирусов, сыгравших в свое время важную роль в расширении ареала этого вируса, по-видимому, в определенных условиях вновь смогут себя проявить как фактор «повторной» микроэволюции, способной привести к генетическому «превращению» поксвирусов животных в патогенный для человека возбудитель.

Вот почему следует согласиться с мнением тех ученых, которые убеждены, что медицине следует оставаться настороже. Именно данью такой настороженности является и то, что в современных студенческих учебниках и врачебных руководствах по инфекционным болезням пока неизменно сохраняется раздел, посвященный натуральной оспе. Нынешнее поколение врачей не видело натуральную оспу «вживую», и остается надеяться, что теоретические сведения об этом заболевании впредь никогда не будут использованы на практике.

М.К.Мамедов Международная Экоэнергетическая

Академия

пути передачи, методы диагностики, симптомы и терапия

Болезнь, от которой умерли королева Англии Мария Вторая и император Японии Хагисияма, наследник Петра Первого и сын Сулеймана Великолепного, король Испании Людовик Первый и принцесса индейцев Покахонтас. Вирус, который стирал с лица земли города Средневековья и целые деревни Африки в 20-м веке. Это все про натуральную оспу. Что известно об этом заболевании современному обывателю? Попробуем восполнить пробелы о заболевании натуральной оспой, которая по своим последствиям стоит наравне с чумой и сибирской язвой.

Исторический экскурс

Сегодня натуральная оспа – единственная вирусная инфекция, которая усилиями эпидемиологов ликвидирована на территории всех континентов. Но так было не всегда. Последний достоверный случай заражения этой болезни зафиксирован в 1977 году, а в 1980 году Всемирная организация здравоохранения заявила об искоренении этого заболевания. Термин «оспа», или Variola, появился в записях епископа Авенча Мария (570 год нашей эры), хотя, судя по описанию симптомов, именно натуральная оспа истребила третью часть жителей Афин в 430-х годах до нашей эры и была моровым поветрием, которое косило воинов войска Марка Аврелия в период Парфянских войн в 165-180-х годах нашей эры. Крестовые походы XI-XIII веков открыли шествие натуральной или черной оспы по Европе и Скандинавии. Испанские конкистадоры привезли натуральную оспу в Южную Америку. Там от нее умерло 90 % коренного населения. Вплоть до последнего времени оспа была эпидемиологическим заболеванием, смертность от которого превышала 40 %.

Черный мор

Что же это за болезнь и каковы ее симптомы? Натуральная оспа – опасное контагиозное заболевание, передающееся воздушно-капельным путем. В организме возбудитель размножается в лимфатической системе, затем поражает внутренние органы. Источником заражения человеческой (натуральной) оспы, фото симптомов которой не для слабонервных, может быть только человек, хотя оспой болеют кошки, обезьяны, копытные и другие млекопитающие. Вирус животных может вызвать заболевание у человека. Однако оно несравнимо по тяжести и последствиям с натуральной человеческой оспой.

Инкубационный период болезни – от 10 до 20 дней, больной неконтагиозен. Заразившийся человек в течение 3-4 дней испытывает головные боли и боли в поясничном отделе. Наблюдается рвота и лихорадка, повышение температуры тела до 40 градусов. На 2-й день появляется высыпание, которое распространяется центробежно (лицо, тело, конечности). Сыпь начинается с макул (розовых пятен), они переходят в папулы и везикулы в виде многокамерных пузырьков, затем следует стадия пустул (гнойных пузырьков). Сначала возникает на груди, бедрах, затем распространяется на все тело. На 7-е сутки пустулы нагнаиваются, начинается поражение нервной и кровеносной систем. Затем пустулы лопаются, а на их месте остаются шрамы. При тяжелом течении смерть наступает в результате сердечной недостаточности и токсического шока на 3-4-е сутки. Среди перенесших заболевание каждый пятый поражается слепотой, но все переболевшие получают стойкий пожизненный иммунитет.

Вариоляция – первый шаг к борьбе с болезнью

Методы профилактики натуральной оспы пришли в Европу из Азии. Различные варианты инокуляции (введение живых возбудителей, инфицированного материала) были известны давно. В Китае нюхали высушенные корки, в Персии их глотали, в Индии надевали рубашки, пропитанные гноем. Мусульмане Средиземноморья смешивали гной, взятый у больного на 12-й день болезни, с кровью в царапине на предплечье реципиента. Именно последний метод пришел в Европу как вариоляция. Его распространению мы обязаны леди Мэри Уортли Монтегю – жене посла Англии в Турции. Именно она в 1718 году привила таким способом себя и своих детей. И хотя для семейства Монтегю вариоляция дала ожидаемый результат, метод не был достаточно безопасным. От такой процедуры не было никаких гарантий, течение болезни могло быть очень тяжелым и часто приводило к летальному исходу (до 2 % смертности). Кроме того, метод не давал гарантий иммунитета и приводил к развитию эпидемий.

Спасительная вакцина

Честь создания прививки от натуральной оспы принадлежит английскому врачу Эдварду Дженнеру (1749-1823). Он заметил, что доярки, переболевшие коровьей оспой, не болеют в период эпидемии человеческой натуральной оспы. Именно он разработал методику вакцинации людей коровьей оспой, а затем и материалом, взятым у людей, привитых коровьим вирусом. Кстати, слово «вакцинация» происходит от латинского слова «вакка», что в переводе значит корова. Первым человеком, которому Дженнер сделал такую прививку с использованием материала, взятого с рук молочницы, перенесшей коровью оспу, был мальчик 8 лет Джеймс Фиппс. Он в легкой форме перенес заболевание, не заболевал впоследствии, а благодарный доктор построил ему дом и собственноручно посадил в его саду розы.

Но прежде чем стать всемирной панацеей, методика Дженнера долгое время преодолевала сопротивление медицинских консерваторов. И только после убедительных доказательств безопасности и эффективности вакцинации от натуральной оспы она была признана мировым сообществом. Эдварду Дженнеру повезло дожить до своего признания – до самой своей кончины он руководил английским обществом оспопрививания.

Саша Оспенный и Антон Вакцинов

В России в то время от натуральной оспы умирал каждый седьмой ребенок. Оспопрививание в России началось в 1768 году с вариоляции царской семьи – Екатерины Второй и ее сына Павла. Императрицу впоследствии называли истинным героем, а ее поступок историки сравнивали с победой над турками. Оспенный материал был взят приглашенным британским врачом Г. Димедалем у Саши Маркова – семилетнего крестьянского мальчика. Врач получил от царской семьи титул барона, а Саша – фамилию Оспенный и дворянство.

Ученик Дженнера профессор Е. О. Мухин в 1801 году сделал первую в России прививку вакцины, полученной от ее изобретателя. В присутствии царственных особ Антону Петрову, воспитаннику московского дворянского дома, была проведена вакцинация возбудителями натуральной оспы. Процедура была успешной, а мальчик получил фамилию Вакцинов и пожизненную пенсию. Был издан соответствующий указ, и уже к 1804 году оспопрививание проводилось в 19 российских губерниях, было привито почти 65 тысяч человек.

Вирус натуральной оспы: микробиология

Вирус, вызывающий данное заболевание, относится к ДНК-содержащим поксвирусам семейства Poxviridae, рода Orthopoxvirus. У человека возбудителями натуральной оспы являются два вида — Variola major (классическая оспа, летальность — более 50 %) и Variola minor (алястрим с летальностью до 3 %). Это крупные вирусы размером до 220 на 300 нанометров. В световой микроскоп их впервые увидел в 1906 году немецкий биолог Энрик Пашен (1850-1936).

Вирион вируса натуральной оспы (фото см. выше) имеет овальную форму, в середине располагается ДНК с белками (1), способными самостоятельно запустить синтез информационных РНК в клетке хозяина. Сердцевина покрыта оболочкой (2) и напоминает по форме гантели, так как она сдавлена с двух сторон боковыми телами (3). Вирус натуральной оспы имеет две оболочки – белковую и липидную (4). Попадая в организм человека, вирус поражает все клетки, не испытывая предпочтение к каким-либо определенным. При этом поражение кожных покровов затрагивает глубокие слои дермы. В пустулах и корочках возбудитель натуральной оспы вирулентен долго, сохраняется в трупах. Вирус высоко контагиозен (заразен), может длительный период сохраняться в окружающей среде, не погибает при заморозке.

Диагностика и лечение

Клиника и симптоматика болезни, вызванной возбудителем натуральной оспы, очень характерна, и диагноз устанавливается по внешним признакам. Другое дело, что врачей, видевших воочию больного, уже не осталось. Поэтому в первые дни, когда появляются общие симптомы, но нет еще сыпи, диагностика натуральной оспы затруднена. А ведь в этот период больной уже контагиозен и может заражать окружающих воздушно-капельным путем. Именно поэтому так эффективны меры карантина. Для определения натуральной оспы микробиология использует методы электронной микроскопии и полимеразной цепной реакции. При этом исследуется содержимое пустул, корочек, мазков слизи. Для современного лечения натуральной оспы (в случае возрождения заболевания) могут применяться противооспенные иммуноглобулины и противовирусные препараты, а также антибиотики широкого спектра. Наружно возможно применение антисептических средств. Параллельно необходимо проведение детоксикационной терапии.

Профилактические меры

Профилактические меры сводятся к вакцинации. Невакцинированные люди все восприимчивы к возбудителю, естественного иммунитета у человека к этой болезни нет. Особенной восприимчивостью отличаются дети до четырех лет. Современные вакцины выращивают на эмбрионах кур или на культуре тканей. В мире их существует несколько, все прошли сертификацию ВОЗ. Вакцинация проводится зараженными бифуркационными иглами, которыми делают до 15 проколов на предплечье. После чего место прививки закрывается. В течение недели после процедуры возможны лихорадка и миалгии. Успешность операции проверяется наличием папулы на 7-й день. Иммунитет сохраняется 5 лет, после чего начинает снижаться и становится незначительным через 20 лет. Сегодня вакцинирование показано только людям, профессиональная деятельность которых связана с высоким риском заражения (сотрудники соответствующих лабораторий).

Осложнения

Они могут встречаться у 1 вакцинированного на 10 тысяч пациентов. Связаны в первую очередь с заболеваниями кожи. Противопоказаниями являются беременность, аутоиммунные заболевания, воспаления глаз. К тяжелым осложнениям относится энцефалит (1:300 000), экзема, миокардит, перикардит, сыпь неинфекционного происхождения. И все же прививка предотвратит или существенно уменьшит тяжесть течения болезни. Она рекомендована всем членам семьи больного и контактным людям, для которых устанавливается карантин минимум на 17 дней.

Война на уничтожение

В середине XX века страны Европы, США, Канада и Советский Союз смогли ввести обязательную вакцинацию населения. Всемирная организация здравоохранения в 1959 году объявила тотальную войну против натуральной оспы на планете. Идею о всемирной вакцинации предложил русский академик и вирусолог Виктор Михайлович Жданов (1914-1987), который был заместителем министра здравоохранения СССР и директором Института вирусологии имени Дмитрия Иосифовича Ивановского. В течение 20 лет на эту кампанию потрачены миллионы долларов. Уже к 1971 году оспа исчезла в Южной Америке и Азии. Последний случай заболевания был зарегистрирован в Сомали (1977), где заражение произошло естественным путем. В 1978 году был зарегистрирован случай заражения в лаборатории. В 1980-м ВОЗ заявила о полном уничтожении оспы человеческой на Земле. Сегодня ее возбудители сохранены в американском Центре по контролю и профилактике заболеваний в лаборатории университета Эмори (Атланта) и в лаборатории российского Государственного научного центра вирусологии и биотехнологии «Вектор» (Кольцово).

Угроза остается

После 1980 года большинство стран отказались от обязательной вакцинации населения. Наши современники – это уже второе поколение, которое живет невакцинированным. Однако, несмотря на то что носителем возбудителя являются только люди, нет гарантии, что вирус оспы приматов не мутирует. Вторая угроза возвращения болезни – отсутствие гарантий, что ВОЗ имеет полные данные о сохранных штаммах вируса. Ведь не зря после скандала 2001 года в США, когда были разосланы конверты со спорами возбудителя сибирской язвы, все военнослужащие Америки были вакцинированы от оспы. Будем надеяться, что запасы вакцины в эпидемиологических лабораториях все же останутся невостребованными.

Источник биологической опасности

Данные об использовании оспы как биологического оружия известны. Так, в период Франко-индейской войны (1756-1763) Великобритания применяла оспу как биологическое оружие против Франции и индейцев. Есть данные об исследованиях по созданию оружия на основе оспы во время Второй мировой войны (1939-1945). Существует версия, что США рассматривали сценарий применения такого оружия в период войны во Вьетнаме на тропе Хо Ши Мина. В период холодной войны в Советском Союзе проводились исследования по объединению вирусов оспы и Эболы. Однако широкого размаха эти исследования не получили ввиду неэффективности такого оружия из-за доступности противооспенных вакцин. Но и сегодня в СМИ появляются материалы, которые вселяют определенные тревожные настроения.

Оспа и СПИД

Американские иммунологи из Калифорнийского университета опубликовали данные своих исследований, в которых говорится о том, что отмена вакцинации от оспы могла привести к росту заражений вирусом иммунодефицита человека. По их данным, в тканях вакцинированных от оспы людей возбудитель иммунодефицита размножается в пять раз медленнее. Это не означает, что прививка от оспы защитит вас от другого смертоносного патогена. Ключевую роль в этом защитном механизме ученые отводят рецепторным белкам мембран клеток (CCR5 и CD4), которые использует вирус для проникновения в клетку. Как подчеркивают ученые, эти исследования пока проведены лишь на культурах тканей, а не на всем организме. Но даже малая вероятность снижения риска заражения заслуживает внимания и изучения. При дальнейшем подтверждении эффективности вакцинирования от оспы для снижения риска заражения вирусом иммунодефицита человека (пусть и не на 100 %) к прежним методикам вернуться вполне возможно и не так сложно.

К вопросу о необходимости вакцинации

По словам эпидемиологов и инфекционистов, все инфекции управляемы, а управляются они вакцинацией. Отказываясь от профилактических прививок, мы рискуем сделать инфекцию неуправляемой. Именно так произошло с дифтерией, когда в 90-х годах жители постсоветского пространства массово отказывались прививаться. Эпидемия дифтерии 1994-1996 годов наглядно продемонстрировала несостоятельность таких отказов. Врачи из стран Европы ехали в страны СНГ, чтоб увидеть, как выглядит дифтерия.

Сегодня оспа не единственная болезнь, побежденная человечеством. В развитых странах на грани исчезновения смертоносные спутники человека – коклюш, паротит, краснуха. До совсем недавнего времени вакцина от полиомиелита содержала три серотипа (разные типы вируса). Сегодня она содержит уже два серотипа – третья разновидность штамма возбудителя ликвидирована. Прививаться или нет – решать каждому самостоятельно. Но не стоит недооценивать достижения медицины и пренебрегать элементарными методами защиты.

Благодарное человечество

Имя Эдварда Дженнера вошло в историю борьбы человечества с пандемиями. Во многих странах ему установлены памятники, его именем названы университеты и лаборатории. Он стал почетным членом множества научных обществ и академий, а некоторые индейские племена даже прислали ему почетные пояса. В 1853 году в Лондоне ему открыт памятник (сначала он располагался на Трафальгарской площади, впоследствии был перенесен в Кенсингтонские сады), на открытии которого принц Альберт сказал:

Ни один врач не спас жизнь такому значительному числу людей, как этот человек.

Великий скульптор Монтеверди создал другой памятник, который увековечил момент прививания оспы ребенку. Скульптура установлена в Булони (Франция). И если автором открытия заслуженно считается Дженнер, то ребенок Джеймс – его соавтор, хоть он и не подозревал, какую роль он сыграет в судьбе всего человечества.

Исследователи изучили динамику оспы в Лондоне

Канадские ученые проанализировали еженедельные отчеты о смертях от оспы в Лондоне с 1664 по 1930 годы. Они показали, что на динамику эпидемий влияли демографические и социальные изменения. Исследование опубликовано в журнале PLOS Biology.

Оспа была одной из самых страшных болезней в истории человечества. Примерно трое из десяти заразившихся умирали, а выжившие часто становились инвалидами, слепыми или обезображенными. Считается, что до XIX века оспа унесла больше жизней, чем любое другое инфекционное заболевание, даже больше, чем чума и холера. Однако сегодня вирус оспы людям не страшен благодаря прививкам. Хотя вирус уже и не страшен для людей, изучать его не перестали. Особенным стимулом стала современная пандемия COVID-19, из-за которой многие ученые стали анализировать опыт эпидемий и пандемий прошлого.

«Текущая пандемия COVID-19 вызвала всплеск интереса к изучению передачи инфекционных заболеваний и того, как меры общественного здравоохранения могут изменить ход пандемии. Наша цель состояла в том, чтобы описать и сделать общедоступными еженедельные временные ряды смертности от оспы в Лондоне и выявить исторические события, которые могли повлиять на динамику оспы на протяжении веков», — рассказал один из авторов исследования, профессор кафедры математики и статистики Университета Макмастера Дэвид Эрн.

Канадские исследователи изучили и оцифровали более 13 тысяч еженедельных отчетов о смертности от оспы в Лондоне, которые были опубликованы в London Bills of Mortality и Registrar General’s Weekly Returns с 1664 по 1930 года. Этот период начался еще до появления каких-либо практик общественного здравоохранения. Также он охватывает введение вариоляции (процедуры, которая включала преднамеренное заражение здорового человека небольшой дозой вируса оспы), открытие вакцины в 1796 году и победу над оспой в Лондоне. Ученым удалось установить, как менялись интервалы между эпидемиями, сила вспышек и даже времена года, в которые болезнь начинала распространяться.

«За время, которое охватывают данные, натуральная оспа превратилась из ужасающей и неизбежной опасности в инфекцию, которую легко предотвратить. Внедрение более эффективных мер контроля, особенно вакцинации, естественным образом привело к снижению смертности от оспы и, в конечном итоге, к ее искоренению», — отметил Эрн. Ученые отмечают, что за исследуемое время в Лондоне были серьезные демографические и социальные изменения, а также исторические события, которые могли влиять на динамику распространения оспы. Среди них исследователи отмечают войны и промышленную революцию, которая сопровождалась урбанизацией.

«Совершенно очевидно, что появление методов борьбы с оспой — вариоляция и затем вакцинация — сделало возможным ее искоренение. Наш анализ также показывает, что появление новых методов борьбы с эпидемиями и изменения в политике общественного здравоохранения коррелировали с изменениями частоты эпидемий», — рассказала сотрудница Канадского института медицинской информации Ольга Крылова, другой автор исследования. Ученые также отмечают, что для более подробной оценки влияния исторических событий необходимы дальнейшие исследования с помощью математических моделей.

Видео Натуральная оспа (variola vera)

Название: Натуральная оспа (variola vera)
Страна: Украина
Год: 2000
Продолжительность: 03:06
Формат: mp4
Представленный видеоролик посвящен инфекционному заболеванию — натуральной оспе. Демонстрируются эпидемиологические особенности оспы (осложнения при завозе оспы в страны, свободные от нее), пути передачи оспы, клиническая картина оспы (макула, папула, везикула, пустула, корки при натуральной оспе), примеры локализации сыпи при оспе, фото больных с данной патологией.

Также рекомендуем посмотреть

Название: Грипп и ОРВИ. Актуальные вопросы терапии.
Страна: Россия
Язык: Русский
Год: 2020
Продолжительность: 01:06:37
Формат: mp4
Видео «Грипп и ОРВИ» освещает новые актуальные вопросы данной темы, где отражены… Смотреть видео

Название: Острые кишечные инфекции.
Страна: Россия
Язык: Русский
Год: 2019
Продолжительность: 01:03:15
Формат: mp4
Видео «Острые кишечные инфекции» — вебинар, содержащий наиболее актуальную инфор… Смотреть видео

Название: Грипп и другие ОРВИ. Клиника, современная лабораторная диагностика, лечение и профилактика.
Страна: Россия
Язык: Русский
Год: 2019
Продолжительность: 01:26:59
Формат: mp4
Видео «Грипп и другие ОРВИ. Клиника, современная лабораторная диагностика, лечен… Смотреть видео

Название: Инфекционные болезни, требующие проведения мероприятий по санитарной охране территории.
Страна: Россия
Язык: Русский
Год: 2019
Продолжительность: 01:19:40
Формат: mp4
Видео «Инфекционные болезни, требующие проведения мероприятий по санитарной охра… Смотреть видео

Натуральная оспа | lemur59.ru

Оспа – острое, заразное заболевание, вызываемое вирусом натуральной оспы. Вирус оспы является членом рода Orthopoxvirus, семейства Poxviridae. Вирусологи предполагают, что этот вирус появился в результате мутации африканского поксвируса грызунов около 10 000 лет назад.

Геномы вирусов семейства Poxviridae состоят из двухцепочечной дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), эти вирусы копируются в цитоплазме клеток. Poxviridae состоит из двух подсемейств: Chordopoxvirinae (заражают позвоночных) и Entomopoxvirinae (заражают насекомых).

Оспа непосредственно и глубоко повлияла на ход человеческой истории. Оспа уничтожала целые цивилизации, в том числе инков и ацтеков. Эти цивилизации были уничтожены в одном поколении, и усилия, которые прилагались к искоренению этой болезни, неизгладимо повлияли на религию и медицину.

Считается, что в отдельные годы в Европе Оспа натуральная заболевало 10—12 миллионов человек, причём летальность составляла до 25—40%. Оспа натуральная уносила огромное число жертв, оставляла после себя большое количество слепых людей.

Поворотным этапом в борьбе с Оспа натуральная явилось открытие Э. Дженнером оспенной вакцины (1796).

Однако, несмотря на то, что противооспенная вакцинация стала известна человечеству ещё в конце 18 век (смотри полный свод знаний Оспопрививание), в литературе имеются чёткие указания, что даже в начале 20 век ни одна из вирусных инфекций не отличалась такой степенью распространённости, как оспа. Тем не менее с момента открытия I Международной санитарной конференции (1851) Оспа натуральная не фигурировала ни в повестке дня международных конференций, ни в сводке международных санитарный правил. И только в 1926 год на XIII Международной санитарной конференции делегат Японии предложил внести Оспа натуральная в список болезней, требующих обязательной декларации. Однако делегат Швейцарии возражал против этого предложения, мотивируя свою точку зрения тем, что Оспа натуральная существует везде: по-видимому, нет ни одной страны, о которой можно сказать, что она свободна от оспы. В процессе дискуссии конференция все же приняла решение о включении Оспа натуральная в число «конвенционных» болезней, однако обязательная декларация требовалась только в случае эпидемический вспышки, оповещение же об отдельных случаях Оспа натуральная считалось необязательным.

Существование очагов Оспа натуральная в Азии, Африке и Южной Америке представляло потенциальную угрозу развития эпидемий при ослаблении предупредительных мер. Завоз Оспа натуральная в страны, свободные от этой инфекции, регистрировался ежегодно. В результате анализа эпидемический обстановки стало ясно, что ни одна страна мира в период бурного развития международных воздушных и других видов сообщений не гарантирована от завоза Оспа натуральная, а проведение карантинных мероприятий в условиях массового передвижения людей становилось все более сложным. Принимая во внимание изложенное, в 1958 год на XI сессии Всемирной ассамблеи здравоохранения (ВАЗ) советская делегация внесла предложение о ликвидации Оспа натуральная во всем мире. Обсудив предложение СССР, ассамблея единогласно приняла историческую резолюцию, провозгласившую проведение глобальной программы ликвидации оспы. В результате объединённых усилий всех стран мира Оспа натуральная была ликвидирована в Южной Америке в 1971 г., в Азии — в 1975 г., в Африке — в 1977 году. Официально победа над Оспа натуральная провозглашена на сессии Всемирной ассамблеи здравоохранения в мае 1980 г., на которой была отмечена роль СССР в этой победе. От имени европейского региона выступал академик Б. В. Петровский.

Успешному осуществлению глобальной программы ликвидации Оспа натуральная способствовали: благоприятная обстановка в мире, когда благодаря блестящей победе Советского Союза и его союзников над фашизмом были созданы предпосылки для объединения усилий всех стран мира, направленных на борьбу с особо опасными инфекциями; координация всей работы по ликвидации Оспа натуральная единым центром, которым являлась ВОЗ; снабжение всех эндемичных стран вакциной, отвечающей требованиям ВОЗ как по активности, так и по стабильности; вакцинация методами, при которых исключается погрешность в технике прививок; создание службы эпидемиологические надзора, являющейся на стадии завершения кампании главным элементом в стратегии ликвидации Оспа натуральная; обеспечение эффективного руководства и контроля с участием международного персонала ВОЗ при осуществлении национальных программ.

                            Этиология и патогенез

Как было сказано выше, возбудителями данного заболевания являются вирусы, относящиеся к семейству Poxviridae. Их размеры составляют 200-350 нм.

Такие инфекционные агенты размножаются внутри цитоплазмы; этот процесс сопровождается образованием включений. Характерной особенностью является то, что вирусы черной оспы и эритроциты крови группы A имеют антигенное родство. В связи с этим, у людей с данной группой крови низкая сопротивляемость к инфекции, а следовательно – они болеют чаще всего. Среди них отмечен и высокий показатель летальных исходов.

Возбудитель обладает устойчивостью к внешним факторам. Ему нестрашны высушивание и низкие температуры. Чешуйки, а также корочки, взятые с кожного покрова больных, являются отличным местом обитания для вируса. Он может жить в них несколько месяцев. Даже если инфекционного агента заморозить, он сохранит жизнеспособность на несколько лет.

Натуральная оспа является частью антропонозов. Она относится к классу высококонтагиозных и крайне опасных инфекций. Восприимчивостью к недугу обладают все люди, у которых отсутствует иммунитет. Получить иммунитет возможно 2-мя способами: перенести болезнь либо пройти процедуру вакцинации. В современном мире это заболевание распространено на просторах Азиатского и Африканского континентов.

 Инфекционные агенты попадают в организм человека несколькими путями:

·                                 воздушно-капельным;

·                                 при прямом контакте с кожным покровом больных;

·                                 из-за контактов с зараженными предметами и медицинскими приспособлениями (100-процентная передача инфекции происходит в случае пореза).

Фото и документальные факты свидетельствуют о том, что зараженный человек способен передавать вирус на протяжении всех стадий заболевания. Заражение возможно как в последние дни инкубации, так и в период отторжения корочек. Тело умершего от данной болезни также представляет опасность для окружающих.

Как правило, попадание инфекционных агентов в организм происходит во время дыхательных процессов. Когда человек вдыхает зараженный воздух, вирусы оседают в респираторном тракте. Гораздо реже передача инфекции происходит через кожу.

Далее, осуществляется проникновение вируса в лимфоузлы. После этого, инфекционные агенты проникают в кровь и разносятся по всему организму. Происходит гематогенное инфицирование эпителия. Смертоносный организм стремительно размножается. Иммунитет постепенно слабнет, активизируется вторичная флора и везикулы превращаются в пустулы. В результате, гибнет ростковый слой эпидермиса. На месте нагноительных процессов формируется шрам.

Иногда возможно развитие инфекционно-токсического шока. Наиболее тяжелые формы заболевания сопровождаются проявлением геморрагического синдрома.

Натуральная оспа имеет четыре подтипа, а именно:

·Обыкновенная оспа – наиболее распространенная форма, на долю которой приходится 90% всех случаев.

·Модифицированная оспа – мягкая форма, она развивается у ранее вакцинированных лиц.

·Злокачественная оспа – тяжелая разновидность оспы, при которой характерные поражения не появляются на поверхности кожи.

·Геморрагическая оспа (молниеносная оспа) — редкая, очень тяжелая и очень смертельная разновидность оспы. При этой форме у человека развиваются кровоизлияния в коже и слизистых оболочках.

Ветряная оспа встречается еще реже и она гораздо менее вирулентна.

Другие виды оспы включают в себя:

·Легочная форма – характеризуется тяжелыми симптомами, цианозом и двусторонней инфильтрацией. Смертность от этого типа неопределенна.

·Фарингальная форма – развивается у иммунизированных лиц. Эта форма проявляется в виде пятнистости на мягком нёбе, язычке и на слизистой глотки.

·Грипп-подобные формы. Они редко приводят к сыпи.

                                                                      Иммунизация

Целенаправленная прививка штаммами оспы, для защиты от вируса натуральной оспы (вариоляция), впервые стала практиковаться в Индии в первом тысячелетии нашей эры. Вскоре, эта практика распространилась по всему Старому Свету и в конце концов, в начале 18-го века она достигла Европы. Хотя вариоляцией и можно было индуцировать пожизненный иммунитет, эта практика считалась рискованной процедурой, так как приблизительно 10% привитых лиц умирало. Кроме того, привитые лица могли передавать это заболевание к непривитым людям спустя некоторое время после вариоляции.

И уже в 1796 году, Эдвард Дженнер доказал, что человек все же может получить защиту от этой болезни. Согласно его методике, на кожу незащищенного человека необходимо наносить гнойничковый материал, содержащий вирус коровьей оспы, который тесно связан с натуральной оспой, в результате чего, человек развивал гетерологичный иммунитет. С одной стороны, этот иммунитет не сохранялся на протяжении всей жизни, но с другой стороны, этот подход был значительно безопаснее, чем вариоляции. Вскоре, этот тип вакцинации быстро распространился по всему миру.

А в конце 1940-х годов были уже разработаны одни из первых синтетических вакцин. Масштабное производство лиофилизированной вакцины позволило провести массовые кампании вакцинации и, в конце концов, глобально ликвидировать оспу. Во второй половине 1960-х годов, Всемирная ассамблея здравоохранения активизировала свои усилия по искоренению этой болезни с помощью сильнодействующих и стабильных вакцин, путем быстрой идентификации вспышек и проведением вакцинации всех лиц, с которыми инфицированный мог вступить в контакт.

Последний случай эндемической вспышки оспы был зафиксирован в 1977 году в Сомали, это был последний случай воздействия вируса оспы на человека (заражение произошло в результате случайного лабораторного заражения). А уже в 1980 году, Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) официально объявила, что оспа была ликвидирована. В настоящее время, единственный оставшийся изолят вируса натуральной оспы заморожен и хранится в строго охроняемом хранилище Центра по контролю и профилактике заболеваний (CDC) в Соединенных Штатах Америки и ​​в хранилище одного из институтов в России.                                     

                                                                            Биотерроризм

 Оспа является приоритетным средством биотерроризма:

·                      Легко распространяется и легко передается от человека к человеку

·                      Высокая смертность

·                      Может вызвать панику и социальные потрясения

·                      Людям необходимы специальные навыки в умении ликвидировать вспышки

                                                                               Этиология

Оспа — ДНК содержащий вирус, ДНК состоит из 135-375 тысяч пар оснований, копируется в цитоплазме клетки-хозяина. Ортопоксвирусы являются одними из крупнейших и наиболее сложных из всех вирусов. Вирион имеет форму кирпича с диаметром приблизительно 200 нм.                              

                                                                                    Передача     

Главным образом, вирус оспы передается через воздушно-капельные пути. Эта передача происходит при тесном личном контакте (например, контакт лицом к лицу). Распространение вируса с одежды или одеяла также может привести к заражению. Оспа имеет более низкую скорость передачи, чем корь, коклюш и грипп. Люди являются единственными естественными носителями оспы. Животные и насекомые не переносят вирус натуральной оспы. Беременные женщины с оспой имеют тенденцию к развитию геморрагического заболевания, в результате чего могут наступить преждевременные роды, что только повысит риск наступления смерти плода или новорожденного.

                                                                          Протекание инфекции

Проникновение только нескольких вирионов оспы в ротоглотку или в дыхательные пути может вызвать инфекцию. Вирус заражает макрофаги в течение первых 72 часов фазы инкубации. Затем, вирус мигрирует в регионарные лимфатические узлы, в которых он начнет реплицироваться. После этой фазы, он попытается попасть в селезенку, костный мозг, в лимфатические узлы, в результате чего у человека может развиться лихорадка, токсикоз и другие проявления уже на восьмой день. Наконец, вирус начнет выходить с мелких кровеносных сосудов в дерму и в подслизистую ротовой полости и глотки, что станет причиной появления высыпания.

Селезенка, лимфатические узлы, почки, печень, костный мозг и другие внутренние органы также могут содержать большое количество вируса оспы. Инкубационный период, как правило, составляет 10-12 дней, но он может колебаться от 7 до 17 дней. Внутриутробные инфекции встречаются редко (в этих случаях вирус будет иметь более короткий период инкубации). Темпы распространения инфекции среди близких лиц находиться между 37% и 88%. Оставшиеся в живых приобретут пожизненный иммунитет.

                                Оспа. Симптомы и проявления

  Инкубационный период вируса оспы колеблется в промежутке 7-17 дней (чаще всего в диапазоне 10-12 дней). Во время инкубационного периода, пациенты не заразны. Продромальный этап длится 2-4 дня и он характеризуется следующими аспектами:

·                      Лихорадка (38.8-40 °С)

·                      Сильная головная боль

·                      Боль в спине

·                      Фарингит

·                      Тошнота

·                      Рвота (редко)

·                      Прострация

·                      Энантема на слизистых оболочках языка и ротоглотки

10% светлокожих людей с оспой могут развить тонкие, эритематозные высыпания, во время продромальной фазы. Осыпание тела и последующая инфекционность достигают пика в начале энантема. Через несколько дней, вирус может быть найден в дыхательных путях, в кожных поражениях и в загрязненных объектах. Дыхательная инфекционность возникает при контакте лицо-к-лицу, хотя сегодня также известно, что некоторые вспышки вызывались из-за распространения вируса через вентиляционные системы.

Характерная сыпь начинает развиваться после продромальной фазы. Сначала на лице появляются маленькие красные макулы, а затем, они распространяются на конечности и туловище. Через несколько дней, маленькие пузырьки сливаются в более крупные, диаметром от 2 до 3 мм. Через 1-2 дня, эти папулы сливаются в 2- 5 мм пузырьки.

Большинство пациентов с оспой сообщают о сильных головных болях и болях в спине. Некоторые пациенты могут развить психоневрологические проблемы (галлюцинации, бред, депрессии и психоз, маниакально-депрессивный психоз).

От 10% до 20% пациентов с оспой развивают офтальмологические осложнения. Конъюнктивит является наиболее распространенным явлением, он появляется через 5 дней после появления сыпи. У некоторых больных развиваются болезненные гнойнички и бульбарный конъюнктивит. Во время эпидемий, у большого кол-ва людей могут развиться язвы на роговицах.

От 2% до 5% детей развивают остеомиелит, из-за вирусной инвазии в кости, а не в результате вторичной инфекции.

                                                            Физическое обследование

Начальные кожные поражения проявляются в виде маленьких, красных пятен на лице, в полости рта / глотки и на предплечьях. Вскоре, они превращаются в пузырьки и гнойнички (в течение 1-2 дней). Пациент становится наиболее заразным именно в это время. Примерно в это же время, язвы во рту начинают лопаться, появляется сыпь на коже лица. Как правило, эта сыпь начнет распространяться на все части тела в течение 24 часов. После этого (на второй день), сыпь и лихорадка уменьшаются, а пациент начнет чувствовать себя лучше.

На третий день сыпь превращается в приподнятые папулы. На четвертый день эти папулы заполняются густой, непрозрачной жидкостью. Эти папулы часто имеют углубление в центре, которые напоминают пупок, это является одной из основных отличительных особенностей оспы. В это время, лихорадка опять поднимается и остается высокой до образования струпьев над папулами.

На 4-7 день после появления сыпи, поражения объединяются в 4-6 мм пустулы. Пустулы – круглые и твердые на ощупь образования. Многие из пустул сливаются в еще большие образования, особенно на лице.

Пустулы достигают своего максимального размера на 10-й день. К концу второй недели, после появления сыпи, большинство пустул уже будут иметь струпья. Струпья начинают отделяться, после чего на коже появятся шрамы. Человек будет заразным, пока все струпья не отделятся.

По сравнению с непривитыми лицами, вакцинированные лица имеют менее тяжелый токсикоз, не такие сильные симптомы и меньшее число поражений, которые имеют тенденцию быть более поверхностными и сходными с ветрянкой.

Сыпь на ладонях и ступнях также является распространенным явлением. Для сравнения, сыпь от ветряной оспы имеет центростремительное распределением на туловище с меньшим распространением на ладонях и ступнях.

Большинство пациентов с оспой сообщают о сильных головных болях и болях в спине. У некоторых пациентов развиваются психоневрологические симптомы (галлюцинации, бред, депрессия и психоз, маниакально-депрессивный психоз).

                                        Оспа. Диагностика

Обученный (и только обученный) персонал должен получить образцы жидкостей и тканей из глотки пациента и / или из кожных нарывов. Далее, в лабораториях четвертого биологического уровня, эти образцы могут быть исследованы на присутствие вирионов с помощью электронной микроскопии, ПЦР, иммуногистохимического анализа или путем выращивания вируса на культурах живых клеток. Серологические тестирование может быть выполнено для обнаружения нейтрализующих антител.

Оспа может быть подтверждена исходя из кирпичной формы вирионов. ПЦР-анализ и электронная микроскопия могут быть использованы для изучения инактивированных образцов и, следовательно, в данном случае уже не будет требоваться такой высокий уровень изоляции, соответственно, эти анализы могут быть выполнены в местных лабораториях.

Однако, одной электронной микроскопией не получится определить конкретный тип оспы в качестве члена рода ортопоксвирусов (почти все они имеют одинаковый внешний вид). В данном случае поможет ПЦР-анализ, он может быть использован для идентификации видов и более того, с помощью ПЦР можно отличить незначительные генетические вариации разных штаммах.

                                       Оспа. Лечение

Ни одна из известных терапий не является эффективной в лечении оспы (все методы лечения оспы только симптоматические и поддерживающие). Поддерживающий уход за пациентами с симптоматической инфекцией оспы заключается в следующем:

·                      Пациент должен быть изолирован, пока все струпья не отпадут (около 3-4 недель после появления сыпи).

·                      Должен поддерживаться жидкостной и электролитный баланс (необходимо избегать обезвоживания).

·                      Лекарства от лихорадки и боли должны назначаться своевременно.

·                      Медицинский персонал должен следить за хорошим питанием пациента.

·                      Необходимо обязательно осуществлять уход за кожей.

·                      Все осложнения должны тщательно контролироваться.

·                      Травмы роговицы могут быть обработаны идоксуридином.

Вакцина против оспы является единственным известным способом предотвращения развития инфекции оспы.

Если вакцина будет предоставленна в течение 4 дней после заражения, то ею можно будет предотвратить или значительно уменьшить тяжесть симптомов оспы. Сегодня применяется два типа вакцин – коровья вакцина и осповакцина ACAM2000.

Коровья вакцина способствует развитию активного иммунитета против вируса оспы путем индуцирования специфических антител. Эта вакцина содержит живой вирус коровьей оспы, но не содержит вирус натуральной оспы, вирус, который вызывает оспу. Коровья оспа является членом рода ортопоксвирусов, который включает оспу (натуральную оспу), коровью оспу, оспу обезьян и другие вирусы. После инокуляции, вакцина индуцирует иммунную реакцию, которая будет служить защитой от оспы.

ACAM2000 содержит живой вирус коровьей оспы. Эта вакцина работает путем развития легких инфекций, которые стимулируют иммунный ответ. Эта легкая инфекция эффективно защищает человека от оспы фактически не вызывая основной болезни.

Всех больных необходимо изолировать и вакцинировать в первые 4 дня после заражения. После чего необходимо запустить поддерживающую и симптоматическую терапию (например, увлажнение, хорошее питание). Уже на данном этапе, врачи могут начать применять некоторые медикаментозные средства, например цидофовир.

Вторичные бактериальные инфекции кожи можно лечить полусинтетическими пенициллинами (нафциллин, оксациллин, диклоксациллин, клоксациллин), цефалоспоринами первого поколения (например, цефазолин, цефалексин) или клиндамицином.

                                            Оспа. Осложнения

Большинство пациентов (65-80%), которым удастся побороть инфекцию, могут развить вторичные кожные инфекции. Другие осложнения оспы включают обезвоживание и орхит. Энцефалит возникает в 1 из 500 случаев.

Дерматологические осложнения оспы:

·                      Формирование фурункулов и / или абсцессов, вторичные бактериальные инфекции

·                      Сепсис

·                      Оспины

Офтальмологические осложнения оспы:

·                      Блефарит

·                      Конъюнктивит

·                      Язвы на роговице

·                      Кератит

·                      Слепота

Ортопедические осложнения:

·                      Артрит

·                      Остеомиелит

Респираторные осложнения:

·                      Отек легких

·                      Пневмонит

·                      Бронхопневмония

                                               Оспа. Прогноз

Смертность при не вылеченной оспе составляет от 30%. Более тяжелые геморрагические и злокачественные формы оспы, как правило, заканчиваются смертельным исходом. Токсикоз является самой частой причиной смерти.

Какой был основной способ передачи оспы? Значение для биозащиты

Front Cell Infect Microbiol. 2012; 2: 150.

Дональд К. Милтон

¹ Мэрилендский институт прикладной гигиены окружающей среды, Школа общественного здравоохранения, Университет Мэриленда, Колледж-Парк, Мэриленд, США

² Медицинский факультет школы Мэрилендского университета of Medicine, Балтимор, Мэриленд, США

³ Департамент гигиены окружающей среды, Гарвардская школа общественного здравоохранения, Бостон, Массачусетс, США

¹ Мэрилендский институт прикладной гигиены окружающей среды, Школа общественного здравоохранения Мэрилендского университета, Колледж-Парк, Мэриленд, США

² Медицинский факультет Медицинской школы Университета Мэриленда, Балтимор, Мэриленд, США

³ Департамент гигиены окружающей среды Гарвардской школы общественного здравоохранения, Бостон, Массачусетс, США

Под редакцией: Чад Дж.Рой, Университет Тулейна, США

Рецензент: Винсент Дж. Старай, Университет Джорджии, США; Chengzhi Wang, Центр исследования рака, США

* Для переписки: Дональд К. Милтон, Мэрилендский институт прикладной гигиены окружающей среды, Школа общественного здравоохранения, Здание SPH Университета Мэриленда № 255, Колледж-Парк, Мэриленд 20742, США. e-mail: ude.dmu@notlimd

Поступила в редакцию 13 августа 2012 г .; Принято 13 ноября 2012 г.

Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает использование, распространение и воспроизведение на других форумах при условии указания авторов и источника и при условии соблюдения любых уведомлений об авторских правах, касающихся любая сторонняя графика и т. д.Эта статья цитировалась в других статьях в PMC.

Abstract

Способ передачи инфекции имеет огромное значение для эффективного сдерживания с помощью вмешательств общественного здравоохранения. Способ передачи оспы так и не был окончательно установлен. Хотя «респираторная капельная» передача обычно рассматривалась как основной способ передачи, относительная важность больших баллистических капель и аэрозолей мелких частиц, которые остаются взвешенными в воздухе более нескольких секунд, никогда не решалась.В этом обзоре изучаются данные из истории вариоляции, данные об инфекции слизистых оболочек, собранные за последние десятилетия передачи оспы, измерения аэрозолей, модели на животных, отчеты о легочной оспе среди медицинских работников и эпидемиологию оспы в отношении потенциального значения мелкодисперсных аэрозолей. опосредованная передача. Я вкратце ввожу термин «анизотропная инфекция», чтобы описать поведение Variola major, при котором путь заражения, по-видимому, влияет на тяжесть заболевания.

Ключевые слова: натуральная оспа, биотерроризм, биозащита, вирус натуральной оспы, микробиология воздуха, инфекционные заболевания, воздушно-капельная передача инфекции, контактная передача инфекции

Введение

Существуют разногласия относительно наилучшего метода защиты населения от потенциального распространения оспы. биологическое оружие (Bicknell, 2002; Fauci, 2002; Halloran et al., 2002; Kaplan et al., 2002; Mack, 2003). Моделирование инфекционных заболеваний играет важную роль в этом диалоге, и биология пути передачи, являющаяся предметом настоящего обзора, имеет решающее значение для создания соответствующих прогностических моделей и понимания того, какие меры контроля будут работать лучше всего в различных условиях (Ferguson et al., 2003).

Скорость, с которой оспа будет распространяться в развитой стране, неизвестна и является основным источником неопределенности в моделях, используемых для планирования общественного здравоохранения (Ferguson et al., 2003). Базовое репродуктивное число (R ₀ ), которое описывает тенденцию к распространению болезни, было рассчитано для оспы на основе исторических данных и вспышек в развивающихся странах (Gani and Leach, 2001; Eichner and Dietz, 2003). Поскольку R ₀ зависит от частоты контактов между людьми, на нее могут влиять изменения в окружающей среде (Anderson and May, 1991).Потенциально важное различие между современной средой и средой, используемой для оценки ₀ RR, заключается в том, что сегодня во многих зданиях, в том числе в больницах, осуществляется механическая рециркуляция воздуха. Если оспа почти полностью передавалась через контакт слизистой оболочки с крупными каплями (аэродинамический диаметр> 10 мкм), что может произойти только после контакта «лицом к лицу» на расстоянии в несколько футов, то изменения в искусственной среде не повлияют на частота контактов между людьми. Если, однако, оспа часто передавалась от человека к человеку через воздушно-капельные ядра [мелкие частицы с аэродинамическим диаметром ≤2.5 мкм, способные оставаться взвешенными в воздухе в течение нескольких часов и оседать в нижних отделах легких (Hinds, 1999)], тогда системы с механической рециркуляцией воздуха увеличивают частоту контакта, R ₀ , риск распространения эпидемии и сложность госпитализации. инфекционный контроль. К сожалению, ведущие авторитеты расходятся во мнениях относительно относительной важности путей передачи мелких и крупных частиц; некоторые утверждают, что оспа передавалась главным образом воздушно-капельным путем (Henderson et al., 1999), в то время как другие подчеркивают контакт «лицом к лицу» и заявляют, что передача инфекции воздушным путем была редкой (Центры по контролю заболеваний, 2002; Mack, 2003). В этой статье рассматриваются доказательства для каждого из этих способов передачи.

Вариоляция

До Дженнера вариоляция (Fenner et al., 1988) использовалась для снижения риска заражения натуральной оспой кожи или слизистой оболочки носа. Сам Дженнер был вариолирован в детстве. Инокуляция кожи небольшим количеством свежей жидкости из пустул, которая, вероятно, содержала большое количество инфекционных вирионов, вызвала локальное поражение со сателлитными пустулами, но генерализованная сыпь, как сообщалось, была менее серьезной, а показатели смертности обычно были в 10 раз ниже, чем при естественной сыпи. приобретенное заболевание (Fenner et al., 1988). В Китае вариоляцию часто проводили путем инокуляции слизистой оболочки носа. В некоторых отчетах описывается вдувание в нос тщательно выдержанных струпьев, смешанных с растительным материалом (MacGowan, 1884). В других сообщениях предполагается, что инсуффляция в нос считалась относительно неэффективной и что предпочтение было отдано введению в нос ватных прокладок, пропитанных порошкообразными струпьями или смазанных содержимым пузырьков (Wong and WU, 1936; Miller, 1957). Описания последнего метода не включают стареющий инфекционный материал перед использованием.

Поскольку считалось, что естественная инфекция происходит через крупные капли, оседающие на слизистой оболочке верхних дыхательных путей, эффективность интраназальной инокуляции в обеспечении низких показателей смертности трудно понять. Теория, предложенная Хендерсоном автору истории оспы (Hopkins, 1983, p. 114), заключается в том, что «вдыхаемый естественным образом вирус находился в виде достаточно мелких частиц, чтобы откладываться глубоко в легком, тогда как частицы, инокулированные путем инсуффляции носа, могли быть намного больше и, вероятно, имплантировали в нос или горло, где [только] могло образоваться локальное поражение.«Относительная важность возраста и здоровья привитых субъектов, инфекционная доза и путь воздействия неизвестны. Однако оказалось, что прививка через кожу или слизистую носа имела тенденцию вызывать измененное заболевание. Если это правда, это будет означать, что естественная передача инфекции не происходила через прямой контакт с кожей или слизистыми оболочками. На рисунке графически показано, как эти различные пути воздействия могли привести к измененным паттернам репликации вируса в организме хозяина и привести к различным рискам обширной виремии и тяжелого заболевания.

Распространение вируса натуральной оспы по телу [частично адаптировано из Fenner et al. (1988) Рис. 3.1], по-видимому, часто были менее обширными после кожной инокуляции и назальной инсуффляции по сравнению с естественной инфекцией. Это могло быть связано с менее обширной лимфатической репликацией вируса и ограниченной вирусемией через кожные и назальные пути по сравнению с инфекцией через отложение в нижних дыхательных путях. Размер стрелок представляет исторически зарегистрированные доли случаев, следующих по каждому пути.Размер X на каждом изображении представляет собой зарегистрированный уровень смертности от каждого пути. При естественном заражении показаны сыпь обыкновенного типа и плоские и геморрагические высыпания.

Парадокс инфекции слизистой оболочки

Если естественная натуральная оспа была инициирована через слизистую оболочку верхних дыхательных путей, то можно было бы ожидать ранней бессимптомной инфекции слизистой оболочки. Чтобы выяснить это, Саркар и его коллеги выполнили исследования мазков из глотки домашних контактов (Sarkar et al., 1973a, 1974) через 4–8 дней после появления сыпи в индексных случаях.Они обнаружили, что контакты с положительными посевами из горла часто не приводили к развитию оспы. В одном исследовании (Sarkar et al., 1973a) 10% (Westwood et al., 1966) из 328 контактов имели положительные мазки, но только 12% (Kaplan et al., 2002) из ​​тех, у кого были положительные мазки, заболели оспой. Из 59 невакцинированных контактов 27% (Miller, 1957) имели положительный результат посева, но только один заболел оспой. Все субъекты были вакцинированы на момент обследования. Однако вакцинация через четыре или более дней после заражения обычно считается слишком поздней для предотвращения болезни.Наблюдение за тем, что заболевание не развивалось у 94% людей с инфекцией слизистой оболочки, предполагает, что даже у не вакцинированных лиц инфицирования слизистой оболочки могло быть недостаточно, чтобы вызвать заболевание.

Саркар и его коллеги также показали, что экскреция вируса через ротоглотку была максимальной в первые дни после появления сыпи и обычно проходила не более чем через 2 недели после появления сыпи (Sarkar et al., 1973b). Рао и др. обнаружили, что орофарингеальная экскреция была наибольшей в наиболее тяжелых геморрагических случаях и соответствовала периоду заразности (Rao et al., 1968). В отличие от орофарингеальной экскреции, струпья содержали большое количество вируса независимо от тяжести заболевания (Mitra et al., 1974) и выделялись еще в течение недели или более после отрицательного результата посева из горла. Однако сами по себе струпья не были связаны с дальнейшими случаями (Rao et al., 1968; Mitra et al., 1974).

Очевидное отсутствие заразности вируса, ассоциированного с паршой, приписывают инкапсуляции сгущенным гноем (Fenner et al., 1988). Теория Хендерсона о важности мелких частиц может дать простой механизм, объясняющий, почему инкапсулированный вирус, просто заключенный в большие частицы, имел низкий инфекционный потенциал.

Sarkar et al. (1973a) были обеспокоены тем, что бессимптомные контакты могли быть заразными, потому что титры вирусов в мазках из горла были аналогичны титрам в более легких случаях оспы. Парадокс возник из этих данных, потому что никогда не было доказательств инфекции, вызванной бессимптомными домашними контактами. Тем не менее, секреция ротоглотки считалась основным источником инфекционных вирусных частиц. Объяснение может заключаться в том, что экскреция вируса через ротоглотку просто временно коррелировала с выделением вируса из других частей дыхательных путей, а не с фактическим источником тонкодисперсных вирусных аэрозолей.

Крупные брызги частиц от чихания, визуализированные с помощью высокоскоростной фотографии, состоят из частиц диаметром до 10 мкм (Papineni and Rosenthal, 1997). Более мелкие частицы могут также вытесняться из верхних дыхательных путей в результате турбулентности чихания, кашля и разговора, но в большинстве случаев они будут больше 2,5 мкм в диаметре. Однако недавние исследования показывают, что здоровое легкое генерирует большое количество мелких частиц (100–1000 / л с размером <0,3 мкм в диаметре) во время нормального дыхания (Fairchild and Stampfer, 1987), которые не выходят из ротоглотки; конденсаты этих частиц являются предметом недавних обзоров (Mutlu et al., 2001; Хант, 2002). Такие частицы могут переносить вирус натуральной оспы (диаметр 0,2–0,3 мкм), оставаться в воздухе в помещении в течение многих часов и после вдыхания оседать в основном в нижних дыхательных путях.

Есть некоторые свидетельства того, что натуральная оспа присутствовала в легких и потенциально доступна для аэрозолизации. Животные, инфицированные путем ингаляции, продуцировали высокие концентрации вируса натуральной оспы в легких (Hahon and Wilson, 1960). Fenner et al. (1988) рассматривали бронхит и пневмонит как часть нормального синдрома оспы, особенно в более тяжелых случаях, которые также были наиболее заразными (Rao et al., 1968), хотя специфические поражения в нижних отделах трахеи и бронхов встречались реже. Систематических оценок вирусной экскреции в нижних дыхательных путях несмертельных случаев не сообщалось. Таким образом, если бы некоторая степень пневмонита с выделением вируса из легких и выдохом мелкодисперсных аэрозолей натуральной оспы была признаком клинической оспы, но не была признаком бессимптомного домашнего контакта с положительными культурами из горла, тогда парадокс был бы разрешен.

Измерение и период полураспада воздушной оспы

Отбор проб воздуха на вирусы — сложная задача, и литература по этому вопросу остается скудной по сравнению с пробами бактерий и грибов (Sattar and Ijaz, 2002).Было опубликовано только три попытки обнаружения воздушно-капельной оспы. Самая ранняя попытка использовала крайне неэффективные методы и была отрицательной (Meiklejohn et al., 1961). В последующем исследовании Дауни и его коллеги использовали кратковременный отбор проб воздуха небольшого объема с помощью жидкостных импинджеров и получили 5 положительных проб из 47 попыток взятия проб выдыхаемого воздуха у пациентов (Downie et al., 1965). Предполагая, что каждый положительный образец представляет собой одну инфекционную частицу, концентрация переносимых по воздуху инфекционных частиц была равна 0.85 / м ³ ; более высокие концентрации наблюдались вблизи встряхиваемых простыней. Концентрации, вероятно, были занижены из-за нескольких часто встречающихся проблем с отбором проб воздуха на вирусы, включая неспособность импинджеров удерживать частицы диаметром менее 1 мкм, которые составляют большинство частиц в выдыхаемом воздухе, культивирование только части импинджерной жидкости , неопределенная пригодность пробы жидкости для выживания вируса и потеря инфекционности из-за травмы при взятии проб (Spendlove and Fannin, 1982).

В 1970-х Томас адаптировал пробоотборники Андерсена (способные собирать субмикронные частицы) и щелевые пробоотборники (с более низкой эффективностью для субмикронных частиц) для длительного отбора проб большого объема воздуха на вирус (Thomas, 1970a). Он показал, что 23% частиц оспы кроликов, переносимых естественным путем, имели размер ≤2,5 мкм, а 71% — от 2,5 до 10 мкм (Thomas, 1970b). И Томас, и Вествуд и др. (1966) измеряли концентрацию аэрозолей от натуральной оспы кроликов. Томас наблюдал 12 ямкообразующих единиц (PFU) на м ³ в комнате, снабженной шестью воздухообменами в час (ACH), в которой содержалось 27 больных кроликов.Westwood et al. наблюдали 44 БОЕ / м ³ в помещении, снабженном 10 ACH, содержащим 7–9 инфицированных кроликов. Westwood et al. вероятно, получили более высокие концентрации, потому что они использовали электростатический осадитель, позволяющий более эффективно собирать субмикронные частицы по сравнению с щелевым пробоотборником Томаса.

Томас также изучал случаи выздоравливающей натуральной оспы (Thomas, 1974). У одного пациента с относительно активными поражениями средняя концентрация составила приблизительно 1 БОЕ / м ³ .К сожалению, образцы были собраны на поздней стадии заболевания, когда пациент, вероятно, был минимально заразным, основываясь на сравнении с эпидемиологическими данными (Rao et al., 1968; Eichner and Dietz, 2003). Наблюдаемый вирус, передаваемый по воздуху, по-видимому, возник в результате ресуспендирования и вряд ли будет репрезентативным для концентрации респирабельной оспы в воздухе на более раннем этапе развития инфекции. Используемый метод также не смог бы собрать субмикронные частицы вирусного аэрозоля.

В целом исследования по отбору проб воздуха показывают, что животные и люди, инфицированные поксвирусами, генерируют респирабельные аэрозоли, но концентрация в воздухе может быть низкой или вирус присутствовал в воздухе в виде субмикрометровых частиц, которые невозможно собрать с помощью имеющихся инструментов.Поскольку обнаружение вирусных аэрозолей связано с потенциально большими потерями в пробоотборном оборудовании, особенно при отборе проб разбавленных естественных аэрозолей в течение продолжительных периодов времени, а также потому, что анализы зубного налета могут неточно отражать инфекционность вируса, депонированного в дыхательных путях человека при 100% относительной влажности (Spendlove and Fannin, 1982; Sattar and Ijaz, 1987, 2002) имеющиеся данные можно рассматривать как нижний предел концентрации инфекционных аэрозолей природного поксвируса.

Экспериментальные аэрозольные данные свидетельствуют о том, что поксвирус, переживший травму, вызванную искусственной аэрозолизацией, оставался заразным в течение значительных периодов времени.Аэрозоли осповакцины продемонстрировали период полураспада около 6 часов при 22 ° C и относительной влажности ≤50% с пониженной стабильностью при более высокой относительной влажности и температуре (Harper, 1961). Оказалось, что у Variola аналогичный период полураспада, и на нее не влияет относительная влажность при 26,67 ° C (Mayhew and Hahon, 1970). Другие эксперименты продемонстрировали, что воздушно-капельная осповакцина очень чувствительна к инактивации бактерицидным ультрафиолетовым светом (Edward et al., 1943; Jensen, 1964).

Животные модели

Westwood et al.(1966) продемонстрировали, что вдыхания одной БОЕ субмикронного аэрозоля осповакцины достаточно для заражения кроликов. Переносимая воздушно-капельным путем кроличья оспа была также заразной. Они продемонстрировали передачу кроличьей оспы воздушно-капельным путем от кролика к кролику в каждом из семи испытаний, поместив неинфицированных кроликов в отдельные клетки в одной комнате с инфицированными животными. Они также заразили макак-резусов с помощью субмикронных аэрозолей натуральной оспы.

В одной из самых ранних обширных моделей оспы на животных Бринкерхоф и Тайцзер (1906) сообщили об эффекте прививки обезьян cynomologus вирусом натуральной оспы в разных местах.Посев на слизистые оболочки губ, неба и носа вызывал локальные поражения, но генерализованная сыпь наблюдалась только у 10% животных. Инокуляция через кожу вызвала локальное поражение и генерализованную сыпь у 70–80% животных. У всех животных, которым были привиты царапины на слизистой оболочке трахеи с помощью жесткого бронхоскопа, появилась генерализованная сыпь, а у одного развились различные бронхит и пневмония. При инстилляции сухого содержимого пустул через гортань возникали инфекции, а при инстилляции порошкообразных корок — нет.Вдыхание распылителя содержимого везикул заразило только одну из пяти обезьян; однако о гранулометрическом составе и типе распылителя не сообщалось.

Hahon и Wilson продемонстрировали, что заражение Macaca irus высокой дозой [5 × 10 ⁵ PFU] тонкодисперсных частиц (<5 мкм) аэрозолей натуральной оспы вызывает болезнь, имитирующую оспу человека (Hahon and Wilson, 1960; Hahon, 1961). Первоначальным местом репликации вируса было легкое, с последующим появлением вируса в носоглотке и ноздрях.Пиковые концентрации вируса на грамм ткани были выше в легких, чем в верхних дыхательных путях; пик в легочной ткани произошел во время инкубационного периода, а уровни в легких снизились во время вторичной виремии и экзантемы. Сомнительно, что динамика и вирусные концентрации в легких в этой животной модели, полученные при вдыхании аэрозолей с высокой дозой, имитировали это у людей с естественной инфекцией. Однако это может иметь отношение к первому поколению пациентов, подвергшихся воздействию концентрированных аэрозолей при биологической атаке.В относительно недавнем эксперименте (Kalter et al., 1979) самка шимпанзе заразилась вирусом натуральной оспы, находясь в одной комнате, но без прямого контакта с двумя инфицированными шимпанзе. У нее появилась генерализованная сыпь, и сообщалось, что у нее были более серьезные конституциональные симптомы, чем у других шимпанзе, инфицированных кожной инокуляцией или прямым контактом. Авторы пришли к выводу, что она заразилась через аэрозоль.

Данные по животным показывают, что искусственные респирабельные аэрозоли являются эффективным средством вызывания поксвирусных инфекций, что инфекционная доза воздушно-капельным путем может быть очень низкой и что наблюдается воздушная передача оспы кроликов и оспы от животных к животным.Они также предполагают, что инокуляция слизистых оболочек была менее эффективной в отношении генерализованной сыпи, чем воздействие на нижние дыхательные пути.

«Легкое обработчика оспы»

Два отчета, один из 1940-х годов и один из 1960-х, показали, что во время эпидемий у сотрудников оспенных больниц, которые неоднократно вакцинировались, иногда развивалось недомогание, лихорадка и пневмонит без признаков заражения оспой. или других вирусов и без признаков аллергической реакции на другие агенты (Ховат и Арнотт, 1944; Моррис Эванс и Форман, 1963).В одной вспышке после исследования других возможных причин авторы объяснили это явление аллергической реакцией на вдыхание вируса натуральной оспы. Легочный очаг реакции предполагает, что вблизи больных оспой наблюдались значительные концентрации респирабельной вируса натуральной оспы. Достаточно высокие концентрации респирабельной вируса натуральной оспы для того, чтобы вызвать аллергические реакции, если это действительно так, что вызывает серьезную озабоченность в отношении вероятности передачи вируса воздушно-капельным путем.

Эпидемиологические данные

Фомиты, особенно воздействие загрязненного постельного белья на рабочих прачечной, были причастны к нескольким зарегистрированным вспышкам (Cramb, 1951).Однако во время кампании по искоренению болезни тщательное эпидемиологическое расследование редко выявляло фомиты как источник инфекции (Fenner et al., 1988). Белье было загрязнено корками, содержащими большое количество вируса (Mitra et al., 1974), и респираторными выделениями, содержащими вирус в более мелких частицах (Downie et al., 1965). Очень крупные частицы диаметром более 50–100 мкм легко реаэрозолизируются. Таким образом, редкость явных доказательств передачи через фомиты была бы удивительной, если бы воздействие вируса на слизистую оболочку верхних дыхательных путей в виде крупных частиц было эффективным средством инициирования инфекции.Однако вероятность реаэрозолизации частиц размером ≤10 мкм с поверхностей чрезвычайно мала, поскольку поверхностные силы стремятся связывать частицы тем сильнее, чем меньше размер частицы (Hinds, 1999). Таким образом, редкость передачи оспы через фомиты предполагает, что воздействие на слизистые оболочки не было основным средством передачи и согласуется с предпочтением инфекции через нижние дыхательные пути.

Редкость передачи инфекции в переполненных автобусах и поездах может свидетельствовать о том, что передача по воздуху не имеет значения.Однако Fenner et al. (1988) утверждают, что передача инфекции в общественном транспорте была редкой, поскольку пациенты редко путешествовали после болезни. Они показали, что передача действительно происходила в общественном транспорте, сообщив о случае сливной оспы, которая путешествовала на ранней стадии болезни и заразила пять человек в автобусе. Если бы большинство пациентов, которые путешествовали, выздоравливали, так что у них больше не было вируса в респираторных выделениях и они выделяли вирус только крупными частицами из струпьев, которые редко были связаны с передачей инфекции (Rao et al., 1968), то отсутствие трансмиссии в автобусах и поездах соответствовало предпочтению воздушной трансмиссии.

Мак (1972) подчеркнул, что 85% случаев имели явную связь с известными случаями. Однако оставшиеся 15% не имели очевидного воздействия, что позволяет предположить, что небольшое количество более отдаленных или случайных контактов передало инфекцию, как можно было бы ожидать, если бы оспа передавалась через разбавленные вирусные аэрозоли. Например, во время вспышки болезни в Нью-Йорке в 1947 году один вторичный случай заболевания был обнаружен в семи этажах от нее в больнице (Weinstein, 1947).Распространение оспы по ветру от больниц было единственным очевидным объяснением небольшого числа случаев во время вспышки болезни в Великобритании (Bradley, 1963; Westwood, 1963). Необъяснимая интродукция оспы в пакистанские города была наибольшей в городах, где есть помещения для лечения оспы (Thomas et al., 1972), что может свидетельствовать о том, что относительно случайный контакт или распространение через ветер могли иногда распространять инфекцию.

Некоторые хорошо известные вспышки заболеваний, связанных с больницами, ясно показывают, что передача воздушно-капельным путем на расстоянии более нескольких футов действительно происходила время от времени (Wehrle et al., 1970). Но эти примеры были редкостью. Однако, поскольку высокоинфекционные диссеминаторы редки при других инфекционных заболеваниях, передающихся воздушно-капельным путем (Riley, 1980; Olsen et al., 2003), редкость суперраспространителей оспы не является признаком того, что передача менее заразными случаями обязательно происходила другим путем.

Чтобы проверить, согласуются ли имеющиеся данные об аэрозолях натуральной оспы с наблюдениями Мака относительно известных контактов, мы можем применить стандартную вероятностную модель Пуассона воздушно-капельной инфекции, чтобы оценить, как долго восприимчивому человеку нужно будет находиться в палате пациента, чтобы иметь разумные контакты. высокая вероятность заражения болезнью (Riley et al., 1978; Рудник и Милтон, 2003). Если мы предположим, что вдыхание и осаждение в нижних дыхательных путях одной БОЕ натуральной оспы было достаточно, чтобы вызвать инфекцию, как для кроликов, подвергшихся вакцине и кроличьей оспе (Westwood et al., 1966), и если в палате пациента содержится от 0,5 до 5 БОЕ. / м ³ в частицах с 25% фракцией нижних респираторных отложений (в соответствии с литературой, обсужденной выше), чувствительному индивидуальному человеку, дышащему со скоростью 8 л / мин, потребовалось бы затратить от 1,7 до 16.7 часов в палате пациента — вероятность заражения составляет 63%. За пределами палаты пациента концентрация аэрозоля была бы намного ниже. Если бы большинство пациентов оставалось дома в небольших зданиях или в больницах без механической рециркуляции воздуха, риск заражения был бы значительно ниже за пределами палаты пациентов, что подтверждается наблюдением Mack (1972), что 85% случаев возникли в результате идентифицируемых контактов. Таким образом, преобладание идентифицируемых личных контактов среди случаев не является убедительным доказательством против передачи через мелкодисперсные аэрозоли.

Масса доказательств предполагает, что аэрозоли из мелких частиц были наиболее частым и эффективным способом передачи оспы, поскольку это объясняет относительно низкую смертность после вариоляции, редкость передачи фомитами, разрешает парадокс инфекции слизистой оболочки и согласуется с «Легкие обработчика оспы» и экспериментальные данные по аэрозолям животных и вирусов. Конечно, имели место и другие способы передачи; полномасштабное заболевание может возникнуть в результате заражения через кожу, слизистую оболочку носа или конъюнктиву.Таким образом, оспа не может быть классифицирована как «облигатное» инфекционное заболевание, передаваемое воздушно-капельным путем, такое как туберкулез (Riley et al., 1995) (иногда называемое «истинной» инфекцией, передаваемой воздушно-капельным путем), поскольку она способна вызывать заболевание через инфицирование тканей. вне нижних дыхательных путей. Однако оспа также не может быть классифицирована как изотропная инфекция (ранее называемая «оппортунистическим» инфекционным заболеванием, передающимся воздушно-капельным путем), поскольку оказалось, что она не передается с одинаковой эффективностью и вирулентностью всеми путями, будь то аэрозоль, крупные капли или прямой контакт и прививка через кожу. .Оспа, по-видимому, наиболее эффективно и опасно передается через мелкодисперсные аэрозоли, поэтому ее следует классифицировать как анизотропную инфекцию; инфекция, путь передачи которой влияет либо на вирулентность, либо на вероятность заражения, ранее называвшаяся «преимущественно» воздушно-капельным инфекционным заболеванием.

Текущие рекомендации по борьбе с вторичными инфекциями натуральной оспы подчеркивают передачу «воздушно-капельным путем к близким контактам (тем, кто находится в пределах 6–7 футов)» (Центры по контролю за заболеваниями, 2002, 2003).Рекомендации включают неукоснительное соблюдение стандартных, капельных и воздушных мер предосторожности. Однако упор на распространение через крупные капли может снизить бдительность, с которой соблюдаются более сложные меры предосторожности при переносе инфекции по воздуху. Высокие концентрации натуральной оспы в легких во время инкубационного и продромального периодов у обезьян после моделирования использования натуральной оспы в качестве биологического оружия (Hahon, 1961) могут указывать на то, что случаи первого поколения после атаки концентрированным аэрозолем могут быть более заразными, чем ожидалось на основе исторических данных. данные.Более того, поскольку меры предосторожности, связанные с воздушно-капельным путем, не являются обычным делом для всех госпитализированных пациентов, и поскольку у больных первого поколения, вероятно, изначально не будет подозрения на наличие оспы, вполне вероятно, что они не будут назначены на меры предосторожности при воздушно-капельном переносе до тех пор, пока не начнется инфекционный период. Следовательно, степень передачи второму поколению в современной больничной среде может быть больше, чем ожидалось, исходя из исторических оценок.

Эти соображения предполагают, что модели потенциального нападения оспы должны включать аэробиологическую перспективу для прогнозирования того, как инфекция может распространяться в современной среде.Особенно важно изучить передачу оспы в больницах, потому что больницы ранее определялись как основные места передачи в развитых странах, и больные пациенты неизбежно будут обращаться в больницы, по крайней мере, на ранних этапах вспышки, прежде чем появятся альтернативы (Mack, 1972, 2003). . Дополнительное внимание к профилактике передачи воздушно-капельным путем в больницах от нераспознанных случаев может быть не только важным аспектом готовности общественного здравоохранения к оспе, но также может принести пользу обществу за счет снижения заболеваемости и риска заражения атипичной пневмонией и другими возникающими воздушно-капельными инфекциями.

Заявление о конфликте интересов

Автор заявляет, что исследование проводилось в отсутствие каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Выражение признательности

Эта работа финансировалась за счет грантов на пилотные исследования от Фонда Альфреда П. Слоана и Соглашения о сотрудничестве Ассоциации школ общественного здравоохранения с Центрами по контролю за заболеваниями, Национальным институтом безопасности и гигиены труда, Национальным институтом здравоохранения. Грант R21-AI053522 по аллергии и инфекционным заболеваниям и грант 2P30ES00002 Национального института наук о состоянии окружающей среды.Я благодарю F. Fenner, C. Roy, J. Burstein, E. Nardell, M. Murray, M. First и S. Rudnick за полезные обсуждения и комментарии, а также E. Chimiak за научную иллюстрацию.

Ссылки

• Андерсон Р. М., Мэй Р. М. (1991). Инфекционные болезни человека: динамика и контроль. Оксфорд: Oxford University Press, 757 [Google Scholar]
• Bicknell W. J. (2002). Дело о добровольной вакцинации против оспы. N. Engl. J. Med. 346, 1323–1325
  10.1056 / NEJM200204253461713 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Брэдли У.Х. (1963). Оспа в Англии и Уэльсе, 1962 г. Proc. R. Soc. Med. 56, 335–338
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Brinckerhoff W. R., Tyzzer E. E. (1906). Исследования экспериментальной натуральной оспы и коровьей оспы в Квадрумане. J. Med. Res. 14, 213–359 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Центры контроля заболеваний. (2002). Информационный бюллетень по оспе. Доступно в Интернете по адресу: http://www.bt.cdc.gov/agent/smallpox/overview/disease-facts.asp (по состоянию на 13 февраля 2004 г.).
• Центры по контролю за заболеваниями.(2003). Проект руководства, C, Часть 1 «Меры инфекционного контроля в здравоохранении и в общественных местах». Доступно в Интернете по адресу: http://www.bt.cdc.gov/agent/smallpox/response-plan/files/guide-c-part-1.pdf (по состоянию на 13 февраля 2004 г.).
• Крамб Р. (1951). Вспышка оспы в Брайтоне, 1950–1951 гг. Здравоохранение
  64, 123–128
  [PubMed] [Google Scholar]
• Дауни А. В., Мейкледжон М., Сент-Винсент Л., Рао А. Р., Сундара Бабу Б. В., Кемпе К. Х. (1965). Выделение вируса оспы у пациентов и их окружения в больнице с оспой.Бык. Всемирный орган здравоохранения. 33, 615–622
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Эдвард Д., Элфорд В., Лейдлоу П. (1943). Исследования вирусных инфекций, передающихся воздушно-капельным путем. J. Hyg. (Лонд.)
  43, 1–15 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Eichner M., Dietz K. (2003). Потенциал передачи оспы: оценки основаны на подробных данных о вспышке. Являюсь. J. Epidemiol. 158, 110–117
  10.1093 / aje / kwg103 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Fairchild C. I., Stampfer J.Ф. (1987). Концентрация частиц в выдыхаемом воздухе. Являюсь. Ind. Hyg. Доц. J. 48, 948–949.
  10.1080 / 152986687

  868 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

• Fauci A. S. (2002). Политика вакцинации против оспы — необходимость диалога. N. Engl. J. Med. 346, 1319–1320
  10.1056 / NEJM200204253461711 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Феннер Ф., Хендерсон Д. А., Арита И., Джезек З., Ладный И. Д. (1988). Оспа и ее искоренение. История международного общественного здравоохранения, Vol. 6.
  Женева: Всемирная организация здравоохранения, 1460 [Google Scholar]
• Ferguson N.М., Килинг М. Дж., Эдмундс В. Дж., Гани Р., Гренфелл Б. Т., Анжерсон Р. М. и др. (2003). Планирование вспышек оспы. Природа
  425, 681–685
  10.1038 / nature02007 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Гани Р., Лич С. (2001). Потенциал передачи оспы среди современного населения. Природа
  414, 748–751
  10.1038 / 414748a [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Hahon N. (1961). Оспа и родственные поксвирусные инфекции у обезьяньих носителей. Бакт. Ред. 25, 459–476
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Hahon N., Уилсон Б. Дж. (1960). Патогенез натуральной оспы у обезьян Macaca irus . Являюсь. J. Hyg. 71, 69–80
  [PubMed] [Google Scholar]
• Хэллоран М. Э., Лонгини И. М. младший, Низам А., Ян Ю. (2002). Сдерживает биотеррористическую оспу. Наука
  298, 1428–1432
  10.1126 / science.1074674 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Харпер Г. (1961). Переносимые по воздуху микроорганизмы — тест на выживаемость с 4 вирусами. J. Hyg. (Лонд.)
  59, 479–486
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Хендерсон Д.A., Inglesby T.V., Bartlett J.G., Ascher M.S., Eitzen E., Jahrling P.B. и др. (1999). Оспа как биологическое оружие: управление медициной и общественным здравоохранением. Рабочая группа по гражданской биозащите. JAMA
  281, 2127–2137
  10.1001 / jama.281.22.2127 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Хайндс В. К. (1999). Аэрозольная технология: свойства, поведение и измерение частиц в воздухе. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Wiley, 483 [Google Scholar]
• Hopkins D. R. (1983). Князья и крестьяне: оспа в истории.Чикаго, Иллинойс: University of Chicago Press, 380 [Google Scholar]
• Ховат Х. Т., Арнотт В. М. (1944). Вспышка пневмонии у лиц, контактировавших с оспой. Ланцет
  2, 312 [Google Scholar]
• Хант Дж. (2002). Конденсат выдыхаемого воздуха: развивающийся инструмент для неинвазивной оценки заболеваний легких. J. Allergy Clin. Иммунол. 110, 28–34
  10.1067 / mai.2002.124966 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Дженсен М. (1964). Инактивация переносимых по воздуху вирусов ультрафиолетовым облучением. Прил. Microbiol.12, 418–420
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Кальтер С., Родригес А. Р., Камминс Л. Б., Хеберлинг Р. Л., Фостер С. О. (1979). Экспериментальная оспа у шимпанзе. Бык. Всемирный орган здравоохранения. 57, 637–641
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Каплан Э. Х., Крафт Д. Л., Вейн Л. М. (2002). Экстренное реагирование на приступ оспы: необходимость массовой вакцинации. Proc. Natl. Акад. Sci. США 99, 10935–10940
  10.1073 / pnas.162282799 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• MacGowan D.Дж. (1884). Отчет о здоровье Венчоу. Imp Maritime Customs II — Специальная серия: № 2
  Медицинские отчеты
  27, 16–18 [Google Scholar]
• Mack T. (2003). Другой взгляд на оспу и вакцинацию. N. Engl. J. Med. 348, 460–463
  10.1056 / NEJMsb022994 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Мак Т. М. (1972). Оспа в Европе, 1950–1971 гг. J. Infect. Дис. 125, 161–169
  10.1093 / infdis / 125.2.161 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Мэйхью К. Дж., Хахон Н. (1970). Оценка аэрозольных смесей различных вирусов.Прил. Microbiol. 20, 313–316
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Мейкледжон Г., Кемпе К. Х., Дауни А. У., Берге Т. О., Сент-Винсент Л., Рао А. Р. (1961). Отбор проб воздуха для выявления вируса натуральной оспы в больнице против оспы. Бык. Всемирный орган здравоохранения. 25, 63–67
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Миллер Г. (1957). Принятие прививки от оспы в Англии и Франции. Филадельфия, Пенсильвания: Издательство Пенсильванского университета;
  [Google Scholar]
• Митра А.К., Саркар Дж. К., Мукерджи М. К. (1974). Вирусный состав струпа оспы. Бык. Всемирный орган здравоохранения. 51, 106–107
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Моррис Эванс У. Х., Форман Х. М. (1963). Легкое обработчика оспы. Proc. R. Soc. Med. 56, 274–275
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Мутлу Г. М., Гарей К. В., Роббинс Р. А., Данцигер Л. Х., Рубинштейн И. (2001). Сбор и анализ конденсата выдыхаемого воздуха у человека. Являюсь. J. Respir. Крит. Care Med.164, 731–737
  [PubMed] [Google Scholar]
• Олсен С. Дж., Чанг Х. Л., Чунг Т. Ю., Тан А. Ф., Фиск Т. Л., Оои С. П. и др. (2003). Передача тяжелого острого респираторного синдрома в самолетах. N. Engl. J. Med. 349, 2416–2422
  10.1056 / NEJMoa031349 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Папинени Р. С., Розенталь Ф. С. (1997). Распределение размеров капель в выдыхаемом воздухе у здоровых людей. J. Aerosol. Med. 10, 105–116
  [PubMed] [Google Scholar]
• Рао А.Р., Джейкоб Э. С., Камалакши С., Аппасвами С., Брэдбери. (1968). Эпидемиологические исследования оспы. Исследование внутрисемейной передачи в 254 инфицированных семьях. Indian J. Med. Res. 56, 1826–1854 гг.
  [PubMed] [Google Scholar]
• Райли Э. К. (1980). Роль вентиляции в распространении кори в начальной школе. Анна. N.Y. Acad. Sci. 353, 25–34
  10.1111 / j.1749-6632.1980.tb18902.x [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Райли Э. К., Мерфи Г., Райли Р. Л. (1978).Распространение кори в пригородной начальной школе воздушно-капельным путем. Являюсь. J. Epidemiol. 107, 421–432
  [PubMed] [Google Scholar]
• Райли Р. Л., Миллс К. С., Ника В., Вайншток Н., Стори П. Б., Султан Л. У. и др. (1995). Воздушное распространение туберкулеза легких. Двухлетнее исследование заражения в туберкулезном отделении. 1959. Am. J. Epidemiol. 142, 3–14
  [PubMed] [Google Scholar]
• Рудник С. Н., Милтон Д. К. (2003). Риск передачи инфекции, передаваемой воздушно-капельным путем, оценивается по концентрации углекислого газа.Внутренний воздух
  13, 237–245
  10.1034 / j.1600-0668.2003.00189.x [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Саркар Дж. К., Митра А. К., Мукерджи М. К. (1974). Продолжительность выделения вируса в горле при бессимптомных бытовых контактах больных оспой. Indian J. Med. Res. 62, 1800–1803
  [PubMed] [Google Scholar]
• Саркар Дж. К., Митра А. К., Мукерджи М. К., Де С. К. (1973a). Выделение вируса при оспе. 2. Выделение из глотки при бытовых контактах. Бык. Всемирный орган здравоохранения. 48, 523–527
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Саркар Дж.К., Митра А. С., Мукерджи М. К., Де С. К., Мазумдар Д. Г. (1973b). Выделение вируса при оспе. 1. Выведение с глоткой, мочой и конъюнктивой пациентов. Бык. Всемирный орган здравоохранения. 48, 517–522
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Саттар С. А., Иджаз М. К. (1987). Распространение вирусных инфекций аэрозолями. Крит. Преподобный Энврон. Контроль
  17, 89–132 [Google Scholar]
• Саттар С. А., Иджаз М. К. (2002). Вирусы, переносимые по воздуху, в Руководстве по микробиологии окружающей среды, под ред. Херста К.Дж., Кроуфорд Р. Л., Кнудсен Г. Р., Макинерни М. Дж., Стеценбах Л. Д. (Вашингтон, округ Колумбия: ASM Press;), 871–883 [Google Scholar]
• Спендлов Дж. К., Фаннин К. Ф. (1982). Методы характеристики вирусных аэрозолей // Методы экологической вирусологии. 7, под ред. Герба С. П., Гоял С. М. (Нью-Йорк, Нью-Йорк: М., Деккер;), 261–329 [Google Scholar]
• Томас Д. Б., Мак Т. М., Али А., Музаффар Хан М. (1972). Эпидемиология оспы в Западном Пакистане. 3. Обнаружение вспышек и межлокальная передача.Являюсь. J. Epidemiol. 95, 178–189
  [PubMed] [Google Scholar]
• Thomas G. (1970a). Методика отбора проб с липкой поверхности на вирусы, переносимые по воздуху. J. Hyg. (Лонд.)
  68, 273–282
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Thomas G. (1970b). Отбор проб аэрозолей от оспы кроликов природного происхождения. J. Hyg. (Лонд.)
  68, 511–517
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Thomas G. (1974). Отбор проб воздуха на вирус оспы. J. Hyg. (Лонд.)
  73, 1–7
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Верле П.Ф., Пош Дж., Рихтер К. Х., Хендерсон Д. А. (1970). Вспышка оспы, передаваемая воздушно-капельным путем, в немецкой больнице и ее значение по сравнению с другими недавними вспышками в Европе. Бык. Всемирный орган здравоохранения. 43, 669–679
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Вайнштейн И. (1947). Вспышка оспы в Нью-Йорке. Являюсь. J. Общественное здравоохранение
  37, 1376–1384
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Westwood J. C. N. (1963). Оспа в Англии и Уэльсе. Proc. R. Soc.Med. 56, 346
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Westwood J. C., Boulter E. A., Bowen E. T., Maber H. B. (1966). Экспериментальная респираторная инфекция поксвирусами. I. Клинические вирусологические и эпидемиологические исследования. Br. J. Exp. Патол. 47, 453–465
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Wong K. C., WU L.-T. (1936). История китайской медицины. Шанхай: Национальная карантинная служба, 906 [Google Scholar]

Каков основной путь передачи оспы? Значение для биозащиты

Front Cell Infect Microbiol.2012; 2: 150.

Дональд К. Милтон

¹ Мэрилендский институт прикладной гигиены окружающей среды, Школа общественного здравоохранения, Университет Мэриленда, Колледж-Парк, Мэриленд, США

² Медицинский факультет школы Мэрилендского университета of Medicine, Балтимор, Мэриленд, США

³ Департамент гигиены окружающей среды, Гарвардская школа общественного здравоохранения, Бостон, Массачусетс, США

¹ Мэрилендский институт прикладной гигиены окружающей среды, Школа общественного здравоохранения Мэрилендского университета, Колледж-Парк, Мэриленд, США

² Медицинский факультет Медицинской школы Университета Мэриленда, Балтимор, Мэриленд, США

³ Департамент гигиены окружающей среды Гарвардской школы общественного здравоохранения, Бостон, Массачусетс, США

Под редакцией: Чад Дж.Рой, Университет Тулейна, США

Рецензент: Винсент Дж. Старай, Университет Джорджии, США; Chengzhi Wang, Центр исследования рака, США

* Для переписки: Дональд К. Милтон, Мэрилендский институт прикладной гигиены окружающей среды, Школа общественного здравоохранения, Здание SPH Университета Мэриленда № 255, Колледж-Парк, Мэриленд 20742, США. e-mail: ude.dmu@notlimd

Поступила в редакцию 13 августа 2012 г .; Принято 13 ноября 2012 г.

Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает использование, распространение и воспроизведение на других форумах при условии указания авторов и источника и при условии соблюдения любых уведомлений об авторских правах, касающихся любая сторонняя графика и т. д.Эта статья цитировалась в других статьях в PMC.

Abstract

Способ передачи инфекции имеет огромное значение для эффективного сдерживания с помощью вмешательств общественного здравоохранения. Способ передачи оспы так и не был окончательно установлен. Хотя «респираторная капельная» передача обычно рассматривалась как основной способ передачи, относительная важность больших баллистических капель и аэрозолей мелких частиц, которые остаются взвешенными в воздухе более нескольких секунд, никогда не решалась.В этом обзоре изучаются данные из истории вариоляции, данные об инфекции слизистых оболочек, собранные за последние десятилетия передачи оспы, измерения аэрозолей, модели на животных, отчеты о легочной оспе среди медицинских работников и эпидемиологию оспы в отношении потенциального значения мелкодисперсных аэрозолей. опосредованная передача. Я вкратце ввожу термин «анизотропная инфекция», чтобы описать поведение Variola major, при котором путь заражения, по-видимому, влияет на тяжесть заболевания.

Ключевые слова: натуральная оспа, биотерроризм, биозащита, вирус натуральной оспы, микробиология воздуха, инфекционные заболевания, воздушно-капельная передача инфекции, контактная передача инфекции

Введение

Существуют разногласия относительно наилучшего метода защиты населения от потенциального распространения оспы. биологическое оружие (Bicknell, 2002; Fauci, 2002; Halloran et al., 2002; Kaplan et al., 2002; Mack, 2003). Моделирование инфекционных заболеваний играет важную роль в этом диалоге, и биология пути передачи, являющаяся предметом настоящего обзора, имеет решающее значение для создания соответствующих прогностических моделей и понимания того, какие меры контроля будут работать лучше всего в различных условиях (Ferguson et al., 2003).

Скорость, с которой оспа будет распространяться в развитой стране, неизвестна и является основным источником неопределенности в моделях, используемых для планирования общественного здравоохранения (Ferguson et al., 2003). Базовое репродуктивное число (R ₀ ), которое описывает тенденцию к распространению болезни, было рассчитано для оспы на основе исторических данных и вспышек в развивающихся странах (Gani and Leach, 2001; Eichner and Dietz, 2003). Поскольку R ₀ зависит от частоты контактов между людьми, на нее могут влиять изменения в окружающей среде (Anderson and May, 1991).Потенциально важное различие между современной средой и средой, используемой для оценки ₀ RR, заключается в том, что сегодня во многих зданиях, в том числе в больницах, осуществляется механическая рециркуляция воздуха. Если оспа почти полностью передавалась через контакт слизистой оболочки с крупными каплями (аэродинамический диаметр> 10 мкм), что может произойти только после контакта «лицом к лицу» на расстоянии в несколько футов, то изменения в искусственной среде не повлияют на частота контактов между людьми. Если, однако, оспа часто передавалась от человека к человеку через воздушно-капельные ядра [мелкие частицы с аэродинамическим диаметром ≤2.5 мкм, способные оставаться взвешенными в воздухе в течение нескольких часов и оседать в нижних отделах легких (Hinds, 1999)], тогда системы с механической рециркуляцией воздуха увеличивают частоту контакта, R ₀ , риск распространения эпидемии и сложность госпитализации. инфекционный контроль. К сожалению, ведущие авторитеты расходятся во мнениях относительно относительной важности путей передачи мелких и крупных частиц; некоторые утверждают, что оспа передавалась главным образом воздушно-капельным путем (Henderson et al., 1999), в то время как другие подчеркивают контакт «лицом к лицу» и заявляют, что передача инфекции воздушным путем была редкой (Центры по контролю заболеваний, 2002; Mack, 2003). В этой статье рассматриваются доказательства для каждого из этих способов передачи.

Вариоляция

До Дженнера вариоляция (Fenner et al., 1988) использовалась для снижения риска заражения натуральной оспой кожи или слизистой оболочки носа. Сам Дженнер был вариолирован в детстве. Инокуляция кожи небольшим количеством свежей жидкости из пустул, которая, вероятно, содержала большое количество инфекционных вирионов, вызвала локальное поражение со сателлитными пустулами, но генерализованная сыпь, как сообщалось, была менее серьезной, а показатели смертности обычно были в 10 раз ниже, чем при естественной сыпи. приобретенное заболевание (Fenner et al., 1988). В Китае вариоляцию часто проводили путем инокуляции слизистой оболочки носа. В некоторых отчетах описывается вдувание в нос тщательно выдержанных струпьев, смешанных с растительным материалом (MacGowan, 1884). В других сообщениях предполагается, что инсуффляция в нос считалась относительно неэффективной и что предпочтение было отдано введению в нос ватных прокладок, пропитанных порошкообразными струпьями или смазанных содержимым пузырьков (Wong and WU, 1936; Miller, 1957). Описания последнего метода не включают стареющий инфекционный материал перед использованием.

Поскольку считалось, что естественная инфекция происходит через крупные капли, оседающие на слизистой оболочке верхних дыхательных путей, эффективность интраназальной инокуляции в обеспечении низких показателей смертности трудно понять. Теория, предложенная Хендерсоном автору истории оспы (Hopkins, 1983, p. 114), заключается в том, что «вдыхаемый естественным образом вирус находился в виде достаточно мелких частиц, чтобы откладываться глубоко в легком, тогда как частицы, инокулированные путем инсуффляции носа, могли быть намного больше и, вероятно, имплантировали в нос или горло, где [только] могло образоваться локальное поражение.«Относительная важность возраста и здоровья привитых субъектов, инфекционная доза и путь воздействия неизвестны. Однако оказалось, что прививка через кожу или слизистую носа имела тенденцию вызывать измененное заболевание. Если это правда, это будет означать, что естественная передача инфекции не происходила через прямой контакт с кожей или слизистыми оболочками. На рисунке графически показано, как эти различные пути воздействия могли привести к измененным паттернам репликации вируса в организме хозяина и привести к различным рискам обширной виремии и тяжелого заболевания.

Распространение вируса натуральной оспы по телу [частично адаптировано из Fenner et al. (1988) Рис. 3.1], по-видимому, часто были менее обширными после кожной инокуляции и назальной инсуффляции по сравнению с естественной инфекцией. Это могло быть связано с менее обширной лимфатической репликацией вируса и ограниченной вирусемией через кожные и назальные пути по сравнению с инфекцией через отложение в нижних дыхательных путях. Размер стрелок представляет исторически зарегистрированные доли случаев, следующих по каждому пути.Размер X на каждом изображении представляет собой зарегистрированный уровень смертности от каждого пути. При естественном заражении показаны сыпь обыкновенного типа и плоские и геморрагические высыпания.

Парадокс инфекции слизистой оболочки

Если естественная натуральная оспа была инициирована через слизистую оболочку верхних дыхательных путей, то можно было бы ожидать ранней бессимптомной инфекции слизистой оболочки. Чтобы выяснить это, Саркар и его коллеги выполнили исследования мазков из глотки домашних контактов (Sarkar et al., 1973a, 1974) через 4–8 дней после появления сыпи в индексных случаях.Они обнаружили, что контакты с положительными посевами из горла часто не приводили к развитию оспы. В одном исследовании (Sarkar et al., 1973a) 10% (Westwood et al., 1966) из 328 контактов имели положительные мазки, но только 12% (Kaplan et al., 2002) из ​​тех, у кого были положительные мазки, заболели оспой. Из 59 невакцинированных контактов 27% (Miller, 1957) имели положительный результат посева, но только один заболел оспой. Все субъекты были вакцинированы на момент обследования. Однако вакцинация через четыре или более дней после заражения обычно считается слишком поздней для предотвращения болезни.Наблюдение за тем, что заболевание не развивалось у 94% людей с инфекцией слизистой оболочки, предполагает, что даже у не вакцинированных лиц инфицирования слизистой оболочки могло быть недостаточно, чтобы вызвать заболевание.

Саркар и его коллеги также показали, что экскреция вируса через ротоглотку была максимальной в первые дни после появления сыпи и обычно проходила не более чем через 2 недели после появления сыпи (Sarkar et al., 1973b). Рао и др. обнаружили, что орофарингеальная экскреция была наибольшей в наиболее тяжелых геморрагических случаях и соответствовала периоду заразности (Rao et al., 1968). В отличие от орофарингеальной экскреции, струпья содержали большое количество вируса независимо от тяжести заболевания (Mitra et al., 1974) и выделялись еще в течение недели или более после отрицательного результата посева из горла. Однако сами по себе струпья не были связаны с дальнейшими случаями (Rao et al., 1968; Mitra et al., 1974).

Очевидное отсутствие заразности вируса, ассоциированного с паршой, приписывают инкапсуляции сгущенным гноем (Fenner et al., 1988). Теория Хендерсона о важности мелких частиц может дать простой механизм, объясняющий, почему инкапсулированный вирус, просто заключенный в большие частицы, имел низкий инфекционный потенциал.

Sarkar et al. (1973a) были обеспокоены тем, что бессимптомные контакты могли быть заразными, потому что титры вирусов в мазках из горла были аналогичны титрам в более легких случаях оспы. Парадокс возник из этих данных, потому что никогда не было доказательств инфекции, вызванной бессимптомными домашними контактами. Тем не менее, секреция ротоглотки считалась основным источником инфекционных вирусных частиц. Объяснение может заключаться в том, что экскреция вируса через ротоглотку просто временно коррелировала с выделением вируса из других частей дыхательных путей, а не с фактическим источником тонкодисперсных вирусных аэрозолей.

Крупные брызги частиц от чихания, визуализированные с помощью высокоскоростной фотографии, состоят из частиц диаметром до 10 мкм (Papineni and Rosenthal, 1997). Более мелкие частицы могут также вытесняться из верхних дыхательных путей в результате турбулентности чихания, кашля и разговора, но в большинстве случаев они будут больше 2,5 мкм в диаметре. Однако недавние исследования показывают, что здоровое легкое генерирует большое количество мелких частиц (100–1000 / л с размером <0,3 мкм в диаметре) во время нормального дыхания (Fairchild and Stampfer, 1987), которые не выходят из ротоглотки; конденсаты этих частиц являются предметом недавних обзоров (Mutlu et al., 2001; Хант, 2002). Такие частицы могут переносить вирус натуральной оспы (диаметр 0,2–0,3 мкм), оставаться в воздухе в помещении в течение многих часов и после вдыхания оседать в основном в нижних дыхательных путях.

Есть некоторые свидетельства того, что натуральная оспа присутствовала в легких и потенциально доступна для аэрозолизации. Животные, инфицированные путем ингаляции, продуцировали высокие концентрации вируса натуральной оспы в легких (Hahon and Wilson, 1960). Fenner et al. (1988) рассматривали бронхит и пневмонит как часть нормального синдрома оспы, особенно в более тяжелых случаях, которые также были наиболее заразными (Rao et al., 1968), хотя специфические поражения в нижних отделах трахеи и бронхов встречались реже. Систематических оценок вирусной экскреции в нижних дыхательных путях несмертельных случаев не сообщалось. Таким образом, если бы некоторая степень пневмонита с выделением вируса из легких и выдохом мелкодисперсных аэрозолей натуральной оспы была признаком клинической оспы, но не была признаком бессимптомного домашнего контакта с положительными культурами из горла, тогда парадокс был бы разрешен.

Измерение и период полураспада воздушной оспы

Отбор проб воздуха на вирусы — сложная задача, и литература по этому вопросу остается скудной по сравнению с пробами бактерий и грибов (Sattar and Ijaz, 2002).Было опубликовано только три попытки обнаружения воздушно-капельной оспы. Самая ранняя попытка использовала крайне неэффективные методы и была отрицательной (Meiklejohn et al., 1961). В последующем исследовании Дауни и его коллеги использовали кратковременный отбор проб воздуха небольшого объема с помощью жидкостных импинджеров и получили 5 положительных проб из 47 попыток взятия проб выдыхаемого воздуха у пациентов (Downie et al., 1965). Предполагая, что каждый положительный образец представляет собой одну инфекционную частицу, концентрация переносимых по воздуху инфекционных частиц была равна 0.85 / м ³ ; более высокие концентрации наблюдались вблизи встряхиваемых простыней. Концентрации, вероятно, были занижены из-за нескольких часто встречающихся проблем с отбором проб воздуха на вирусы, включая неспособность импинджеров удерживать частицы диаметром менее 1 мкм, которые составляют большинство частиц в выдыхаемом воздухе, культивирование только части импинджерной жидкости , неопределенная пригодность пробы жидкости для выживания вируса и потеря инфекционности из-за травмы при взятии проб (Spendlove and Fannin, 1982).

В 1970-х Томас адаптировал пробоотборники Андерсена (способные собирать субмикронные частицы) и щелевые пробоотборники (с более низкой эффективностью для субмикронных частиц) для длительного отбора проб большого объема воздуха на вирус (Thomas, 1970a). Он показал, что 23% частиц оспы кроликов, переносимых естественным путем, имели размер ≤2,5 мкм, а 71% — от 2,5 до 10 мкм (Thomas, 1970b). И Томас, и Вествуд и др. (1966) измеряли концентрацию аэрозолей от натуральной оспы кроликов. Томас наблюдал 12 ямкообразующих единиц (PFU) на м ³ в комнате, снабженной шестью воздухообменами в час (ACH), в которой содержалось 27 больных кроликов.Westwood et al. наблюдали 44 БОЕ / м ³ в помещении, снабженном 10 ACH, содержащим 7–9 инфицированных кроликов. Westwood et al. вероятно, получили более высокие концентрации, потому что они использовали электростатический осадитель, позволяющий более эффективно собирать субмикронные частицы по сравнению с щелевым пробоотборником Томаса.

Томас также изучал случаи выздоравливающей натуральной оспы (Thomas, 1974). У одного пациента с относительно активными поражениями средняя концентрация составила приблизительно 1 БОЕ / м ³ .К сожалению, образцы были собраны на поздней стадии заболевания, когда пациент, вероятно, был минимально заразным, основываясь на сравнении с эпидемиологическими данными (Rao et al., 1968; Eichner and Dietz, 2003). Наблюдаемый вирус, передаваемый по воздуху, по-видимому, возник в результате ресуспендирования и вряд ли будет репрезентативным для концентрации респирабельной оспы в воздухе на более раннем этапе развития инфекции. Используемый метод также не смог бы собрать субмикронные частицы вирусного аэрозоля.

В целом исследования по отбору проб воздуха показывают, что животные и люди, инфицированные поксвирусами, генерируют респирабельные аэрозоли, но концентрация в воздухе может быть низкой или вирус присутствовал в воздухе в виде субмикрометровых частиц, которые невозможно собрать с помощью имеющихся инструментов.Поскольку обнаружение вирусных аэрозолей связано с потенциально большими потерями в пробоотборном оборудовании, особенно при отборе проб разбавленных естественных аэрозолей в течение продолжительных периодов времени, а также потому, что анализы зубного налета могут неточно отражать инфекционность вируса, депонированного в дыхательных путях человека при 100% относительной влажности (Spendlove and Fannin, 1982; Sattar and Ijaz, 1987, 2002) имеющиеся данные можно рассматривать как нижний предел концентрации инфекционных аэрозолей природного поксвируса.

Экспериментальные аэрозольные данные свидетельствуют о том, что поксвирус, переживший травму, вызванную искусственной аэрозолизацией, оставался заразным в течение значительных периодов времени.Аэрозоли осповакцины продемонстрировали период полураспада около 6 часов при 22 ° C и относительной влажности ≤50% с пониженной стабильностью при более высокой относительной влажности и температуре (Harper, 1961). Оказалось, что у Variola аналогичный период полураспада, и на нее не влияет относительная влажность при 26,67 ° C (Mayhew and Hahon, 1970). Другие эксперименты продемонстрировали, что воздушно-капельная осповакцина очень чувствительна к инактивации бактерицидным ультрафиолетовым светом (Edward et al., 1943; Jensen, 1964).

Животные модели

Westwood et al.(1966) продемонстрировали, что вдыхания одной БОЕ субмикронного аэрозоля осповакцины достаточно для заражения кроликов. Переносимая воздушно-капельным путем кроличья оспа была также заразной. Они продемонстрировали передачу кроличьей оспы воздушно-капельным путем от кролика к кролику в каждом из семи испытаний, поместив неинфицированных кроликов в отдельные клетки в одной комнате с инфицированными животными. Они также заразили макак-резусов с помощью субмикронных аэрозолей натуральной оспы.

В одной из самых ранних обширных моделей оспы на животных Бринкерхоф и Тайцзер (1906) сообщили об эффекте прививки обезьян cynomologus вирусом натуральной оспы в разных местах.Посев на слизистые оболочки губ, неба и носа вызывал локальные поражения, но генерализованная сыпь наблюдалась только у 10% животных. Инокуляция через кожу вызвала локальное поражение и генерализованную сыпь у 70–80% животных. У всех животных, которым были привиты царапины на слизистой оболочке трахеи с помощью жесткого бронхоскопа, появилась генерализованная сыпь, а у одного развились различные бронхит и пневмония. При инстилляции сухого содержимого пустул через гортань возникали инфекции, а при инстилляции порошкообразных корок — нет.Вдыхание распылителя содержимого везикул заразило только одну из пяти обезьян; однако о гранулометрическом составе и типе распылителя не сообщалось.

Hahon и Wilson продемонстрировали, что заражение Macaca irus высокой дозой [5 × 10 ⁵ PFU] тонкодисперсных частиц (<5 мкм) аэрозолей натуральной оспы вызывает болезнь, имитирующую оспу человека (Hahon and Wilson, 1960; Hahon, 1961). Первоначальным местом репликации вируса было легкое, с последующим появлением вируса в носоглотке и ноздрях.Пиковые концентрации вируса на грамм ткани были выше в легких, чем в верхних дыхательных путях; пик в легочной ткани произошел во время инкубационного периода, а уровни в легких снизились во время вторичной виремии и экзантемы. Сомнительно, что динамика и вирусные концентрации в легких в этой животной модели, полученные при вдыхании аэрозолей с высокой дозой, имитировали это у людей с естественной инфекцией. Однако это может иметь отношение к первому поколению пациентов, подвергшихся воздействию концентрированных аэрозолей при биологической атаке.В относительно недавнем эксперименте (Kalter et al., 1979) самка шимпанзе заразилась вирусом натуральной оспы, находясь в одной комнате, но без прямого контакта с двумя инфицированными шимпанзе. У нее появилась генерализованная сыпь, и сообщалось, что у нее были более серьезные конституциональные симптомы, чем у других шимпанзе, инфицированных кожной инокуляцией или прямым контактом. Авторы пришли к выводу, что она заразилась через аэрозоль.

Данные по животным показывают, что искусственные респирабельные аэрозоли являются эффективным средством вызывания поксвирусных инфекций, что инфекционная доза воздушно-капельным путем может быть очень низкой и что наблюдается воздушная передача оспы кроликов и оспы от животных к животным.Они также предполагают, что инокуляция слизистых оболочек была менее эффективной в отношении генерализованной сыпи, чем воздействие на нижние дыхательные пути.

«Легкое обработчика оспы»

Два отчета, один из 1940-х годов и один из 1960-х, показали, что во время эпидемий у сотрудников оспенных больниц, которые неоднократно вакцинировались, иногда развивалось недомогание, лихорадка и пневмонит без признаков заражения оспой. или других вирусов и без признаков аллергической реакции на другие агенты (Ховат и Арнотт, 1944; Моррис Эванс и Форман, 1963).В одной вспышке после исследования других возможных причин авторы объяснили это явление аллергической реакцией на вдыхание вируса натуральной оспы. Легочный очаг реакции предполагает, что вблизи больных оспой наблюдались значительные концентрации респирабельной вируса натуральной оспы. Достаточно высокие концентрации респирабельной вируса натуральной оспы для того, чтобы вызвать аллергические реакции, если это действительно так, что вызывает серьезную озабоченность в отношении вероятности передачи вируса воздушно-капельным путем.

Эпидемиологические данные

Фомиты, особенно воздействие загрязненного постельного белья на рабочих прачечной, были причастны к нескольким зарегистрированным вспышкам (Cramb, 1951).Однако во время кампании по искоренению болезни тщательное эпидемиологическое расследование редко выявляло фомиты как источник инфекции (Fenner et al., 1988). Белье было загрязнено корками, содержащими большое количество вируса (Mitra et al., 1974), и респираторными выделениями, содержащими вирус в более мелких частицах (Downie et al., 1965). Очень крупные частицы диаметром более 50–100 мкм легко реаэрозолизируются. Таким образом, редкость явных доказательств передачи через фомиты была бы удивительной, если бы воздействие вируса на слизистую оболочку верхних дыхательных путей в виде крупных частиц было эффективным средством инициирования инфекции.Однако вероятность реаэрозолизации частиц размером ≤10 мкм с поверхностей чрезвычайно мала, поскольку поверхностные силы стремятся связывать частицы тем сильнее, чем меньше размер частицы (Hinds, 1999). Таким образом, редкость передачи оспы через фомиты предполагает, что воздействие на слизистые оболочки не было основным средством передачи и согласуется с предпочтением инфекции через нижние дыхательные пути.

Редкость передачи инфекции в переполненных автобусах и поездах может свидетельствовать о том, что передача по воздуху не имеет значения.Однако Fenner et al. (1988) утверждают, что передача инфекции в общественном транспорте была редкой, поскольку пациенты редко путешествовали после болезни. Они показали, что передача действительно происходила в общественном транспорте, сообщив о случае сливной оспы, которая путешествовала на ранней стадии болезни и заразила пять человек в автобусе. Если бы большинство пациентов, которые путешествовали, выздоравливали, так что у них больше не было вируса в респираторных выделениях и они выделяли вирус только крупными частицами из струпьев, которые редко были связаны с передачей инфекции (Rao et al., 1968), то отсутствие трансмиссии в автобусах и поездах соответствовало предпочтению воздушной трансмиссии.

Мак (1972) подчеркнул, что 85% случаев имели явную связь с известными случаями. Однако оставшиеся 15% не имели очевидного воздействия, что позволяет предположить, что небольшое количество более отдаленных или случайных контактов передало инфекцию, как можно было бы ожидать, если бы оспа передавалась через разбавленные вирусные аэрозоли. Например, во время вспышки болезни в Нью-Йорке в 1947 году один вторичный случай заболевания был обнаружен в семи этажах от нее в больнице (Weinstein, 1947).Распространение оспы по ветру от больниц было единственным очевидным объяснением небольшого числа случаев во время вспышки болезни в Великобритании (Bradley, 1963; Westwood, 1963). Необъяснимая интродукция оспы в пакистанские города была наибольшей в городах, где есть помещения для лечения оспы (Thomas et al., 1972), что может свидетельствовать о том, что относительно случайный контакт или распространение через ветер могли иногда распространять инфекцию.

Некоторые хорошо известные вспышки заболеваний, связанных с больницами, ясно показывают, что передача воздушно-капельным путем на расстоянии более нескольких футов действительно происходила время от времени (Wehrle et al., 1970). Но эти примеры были редкостью. Однако, поскольку высокоинфекционные диссеминаторы редки при других инфекционных заболеваниях, передающихся воздушно-капельным путем (Riley, 1980; Olsen et al., 2003), редкость суперраспространителей оспы не является признаком того, что передача менее заразными случаями обязательно происходила другим путем.

Чтобы проверить, согласуются ли имеющиеся данные об аэрозолях натуральной оспы с наблюдениями Мака относительно известных контактов, мы можем применить стандартную вероятностную модель Пуассона воздушно-капельной инфекции, чтобы оценить, как долго восприимчивому человеку нужно будет находиться в палате пациента, чтобы иметь разумные контакты. высокая вероятность заражения болезнью (Riley et al., 1978; Рудник и Милтон, 2003). Если мы предположим, что вдыхание и осаждение в нижних дыхательных путях одной БОЕ натуральной оспы было достаточно, чтобы вызвать инфекцию, как для кроликов, подвергшихся вакцине и кроличьей оспе (Westwood et al., 1966), и если в палате пациента содержится от 0,5 до 5 БОЕ. / м ³ в частицах с 25% фракцией нижних респираторных отложений (в соответствии с литературой, обсужденной выше), чувствительному индивидуальному человеку, дышащему со скоростью 8 л / мин, потребовалось бы затратить от 1,7 до 16.7 часов в палате пациента — вероятность заражения составляет 63%. За пределами палаты пациента концентрация аэрозоля была бы намного ниже. Если бы большинство пациентов оставалось дома в небольших зданиях или в больницах без механической рециркуляции воздуха, риск заражения был бы значительно ниже за пределами палаты пациентов, что подтверждается наблюдением Mack (1972), что 85% случаев возникли в результате идентифицируемых контактов. Таким образом, преобладание идентифицируемых личных контактов среди случаев не является убедительным доказательством против передачи через мелкодисперсные аэрозоли.

Масса доказательств предполагает, что аэрозоли из мелких частиц были наиболее частым и эффективным способом передачи оспы, поскольку это объясняет относительно низкую смертность после вариоляции, редкость передачи фомитами, разрешает парадокс инфекции слизистой оболочки и согласуется с «Легкие обработчика оспы» и экспериментальные данные по аэрозолям животных и вирусов. Конечно, имели место и другие способы передачи; полномасштабное заболевание может возникнуть в результате заражения через кожу, слизистую оболочку носа или конъюнктиву.Таким образом, оспа не может быть классифицирована как «облигатное» инфекционное заболевание, передаваемое воздушно-капельным путем, такое как туберкулез (Riley et al., 1995) (иногда называемое «истинной» инфекцией, передаваемой воздушно-капельным путем), поскольку она способна вызывать заболевание через инфицирование тканей. вне нижних дыхательных путей. Однако оспа также не может быть классифицирована как изотропная инфекция (ранее называемая «оппортунистическим» инфекционным заболеванием, передающимся воздушно-капельным путем), поскольку оказалось, что она не передается с одинаковой эффективностью и вирулентностью всеми путями, будь то аэрозоль, крупные капли или прямой контакт и прививка через кожу. .Оспа, по-видимому, наиболее эффективно и опасно передается через мелкодисперсные аэрозоли, поэтому ее следует классифицировать как анизотропную инфекцию; инфекция, путь передачи которой влияет либо на вирулентность, либо на вероятность заражения, ранее называвшаяся «преимущественно» воздушно-капельным инфекционным заболеванием.

Текущие рекомендации по борьбе с вторичными инфекциями натуральной оспы подчеркивают передачу «воздушно-капельным путем к близким контактам (тем, кто находится в пределах 6–7 футов)» (Центры по контролю за заболеваниями, 2002, 2003).Рекомендации включают неукоснительное соблюдение стандартных, капельных и воздушных мер предосторожности. Однако упор на распространение через крупные капли может снизить бдительность, с которой соблюдаются более сложные меры предосторожности при переносе инфекции по воздуху. Высокие концентрации натуральной оспы в легких во время инкубационного и продромального периодов у обезьян после моделирования использования натуральной оспы в качестве биологического оружия (Hahon, 1961) могут указывать на то, что случаи первого поколения после атаки концентрированным аэрозолем могут быть более заразными, чем ожидалось на основе исторических данных. данные.Более того, поскольку меры предосторожности, связанные с воздушно-капельным путем, не являются обычным делом для всех госпитализированных пациентов, и поскольку у больных первого поколения, вероятно, изначально не будет подозрения на наличие оспы, вполне вероятно, что они не будут назначены на меры предосторожности при воздушно-капельном переносе до тех пор, пока не начнется инфекционный период. Следовательно, степень передачи второму поколению в современной больничной среде может быть больше, чем ожидалось, исходя из исторических оценок.

Эти соображения предполагают, что модели потенциального нападения оспы должны включать аэробиологическую перспективу для прогнозирования того, как инфекция может распространяться в современной среде.Особенно важно изучить передачу оспы в больницах, потому что больницы ранее определялись как основные места передачи в развитых странах, и больные пациенты неизбежно будут обращаться в больницы, по крайней мере, на ранних этапах вспышки, прежде чем появятся альтернативы (Mack, 1972, 2003). . Дополнительное внимание к профилактике передачи воздушно-капельным путем в больницах от нераспознанных случаев может быть не только важным аспектом готовности общественного здравоохранения к оспе, но также может принести пользу обществу за счет снижения заболеваемости и риска заражения атипичной пневмонией и другими возникающими воздушно-капельными инфекциями.

Заявление о конфликте интересов

Автор заявляет, что исследование проводилось в отсутствие каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Выражение признательности

Эта работа финансировалась за счет грантов на пилотные исследования от Фонда Альфреда П. Слоана и Соглашения о сотрудничестве Ассоциации школ общественного здравоохранения с Центрами по контролю за заболеваниями, Национальным институтом безопасности и гигиены труда, Национальным институтом здравоохранения. Грант R21-AI053522 по аллергии и инфекционным заболеваниям и грант 2P30ES00002 Национального института наук о состоянии окружающей среды.Я благодарю F. Fenner, C. Roy, J. Burstein, E. Nardell, M. Murray, M. First и S. Rudnick за полезные обсуждения и комментарии, а также E. Chimiak за научную иллюстрацию.

Ссылки

• Андерсон Р. М., Мэй Р. М. (1991). Инфекционные болезни человека: динамика и контроль. Оксфорд: Oxford University Press, 757 [Google Scholar]
• Bicknell W. J. (2002). Дело о добровольной вакцинации против оспы. N. Engl. J. Med. 346, 1323–1325
  10.1056 / NEJM200204253461713 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Брэдли У.Х. (1963). Оспа в Англии и Уэльсе, 1962 г. Proc. R. Soc. Med. 56, 335–338
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Brinckerhoff W. R., Tyzzer E. E. (1906). Исследования экспериментальной натуральной оспы и коровьей оспы в Квадрумане. J. Med. Res. 14, 213–359 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Центры контроля заболеваний. (2002). Информационный бюллетень по оспе. Доступно в Интернете по адресу: http://www.bt.cdc.gov/agent/smallpox/overview/disease-facts.asp (по состоянию на 13 февраля 2004 г.).
• Центры по контролю за заболеваниями.(2003). Проект руководства, C, Часть 1 «Меры инфекционного контроля в здравоохранении и в общественных местах». Доступно в Интернете по адресу: http://www.bt.cdc.gov/agent/smallpox/response-plan/files/guide-c-part-1.pdf (по состоянию на 13 февраля 2004 г.).
• Крамб Р. (1951). Вспышка оспы в Брайтоне, 1950–1951 гг. Здравоохранение
  64, 123–128
  [PubMed] [Google Scholar]
• Дауни А. В., Мейкледжон М., Сент-Винсент Л., Рао А. Р., Сундара Бабу Б. В., Кемпе К. Х. (1965). Выделение вируса оспы у пациентов и их окружения в больнице с оспой.Бык. Всемирный орган здравоохранения. 33, 615–622
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Эдвард Д., Элфорд В., Лейдлоу П. (1943). Исследования вирусных инфекций, передающихся воздушно-капельным путем. J. Hyg. (Лонд.)
  43, 1–15 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Eichner M., Dietz K. (2003). Потенциал передачи оспы: оценки основаны на подробных данных о вспышке. Являюсь. J. Epidemiol. 158, 110–117
  10.1093 / aje / kwg103 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Fairchild C. I., Stampfer J.Ф. (1987). Концентрация частиц в выдыхаемом воздухе. Являюсь. Ind. Hyg. Доц. J. 48, 948–949.
  10.1080 / 152986687

  868 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

• Fauci A. S. (2002). Политика вакцинации против оспы — необходимость диалога. N. Engl. J. Med. 346, 1319–1320
  10.1056 / NEJM200204253461711 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Феннер Ф., Хендерсон Д. А., Арита И., Джезек З., Ладный И. Д. (1988). Оспа и ее искоренение. История международного общественного здравоохранения, Vol. 6.
  Женева: Всемирная организация здравоохранения, 1460 [Google Scholar]
• Ferguson N.М., Килинг М. Дж., Эдмундс В. Дж., Гани Р., Гренфелл Б. Т., Анжерсон Р. М. и др. (2003). Планирование вспышек оспы. Природа
  425, 681–685
  10.1038 / nature02007 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Гани Р., Лич С. (2001). Потенциал передачи оспы среди современного населения. Природа
  414, 748–751
  10.1038 / 414748a [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Hahon N. (1961). Оспа и родственные поксвирусные инфекции у обезьяньих носителей. Бакт. Ред. 25, 459–476
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Hahon N., Уилсон Б. Дж. (1960). Патогенез натуральной оспы у обезьян Macaca irus . Являюсь. J. Hyg. 71, 69–80
  [PubMed] [Google Scholar]
• Хэллоран М. Э., Лонгини И. М. младший, Низам А., Ян Ю. (2002). Сдерживает биотеррористическую оспу. Наука
  298, 1428–1432
  10.1126 / science.1074674 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Харпер Г. (1961). Переносимые по воздуху микроорганизмы — тест на выживаемость с 4 вирусами. J. Hyg. (Лонд.)
  59, 479–486
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Хендерсон Д.A., Inglesby T.V., Bartlett J.G., Ascher M.S., Eitzen E., Jahrling P.B. и др. (1999). Оспа как биологическое оружие: управление медициной и общественным здравоохранением. Рабочая группа по гражданской биозащите. JAMA
  281, 2127–2137
  10.1001 / jama.281.22.2127 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Хайндс В. К. (1999). Аэрозольная технология: свойства, поведение и измерение частиц в воздухе. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Wiley, 483 [Google Scholar]
• Hopkins D. R. (1983). Князья и крестьяне: оспа в истории.Чикаго, Иллинойс: University of Chicago Press, 380 [Google Scholar]
• Ховат Х. Т., Арнотт В. М. (1944). Вспышка пневмонии у лиц, контактировавших с оспой. Ланцет
  2, 312 [Google Scholar]
• Хант Дж. (2002). Конденсат выдыхаемого воздуха: развивающийся инструмент для неинвазивной оценки заболеваний легких. J. Allergy Clin. Иммунол. 110, 28–34
  10.1067 / mai.2002.124966 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Дженсен М. (1964). Инактивация переносимых по воздуху вирусов ультрафиолетовым облучением. Прил. Microbiol.12, 418–420
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Кальтер С., Родригес А. Р., Камминс Л. Б., Хеберлинг Р. Л., Фостер С. О. (1979). Экспериментальная оспа у шимпанзе. Бык. Всемирный орган здравоохранения. 57, 637–641
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Каплан Э. Х., Крафт Д. Л., Вейн Л. М. (2002). Экстренное реагирование на приступ оспы: необходимость массовой вакцинации. Proc. Natl. Акад. Sci. США 99, 10935–10940
  10.1073 / pnas.162282799 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• MacGowan D.Дж. (1884). Отчет о здоровье Венчоу. Imp Maritime Customs II — Специальная серия: № 2
  Медицинские отчеты
  27, 16–18 [Google Scholar]
• Mack T. (2003). Другой взгляд на оспу и вакцинацию. N. Engl. J. Med. 348, 460–463
  10.1056 / NEJMsb022994 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Мак Т. М. (1972). Оспа в Европе, 1950–1971 гг. J. Infect. Дис. 125, 161–169
  10.1093 / infdis / 125.2.161 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Мэйхью К. Дж., Хахон Н. (1970). Оценка аэрозольных смесей различных вирусов.Прил. Microbiol. 20, 313–316
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Мейкледжон Г., Кемпе К. Х., Дауни А. У., Берге Т. О., Сент-Винсент Л., Рао А. Р. (1961). Отбор проб воздуха для выявления вируса натуральной оспы в больнице против оспы. Бык. Всемирный орган здравоохранения. 25, 63–67
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Миллер Г. (1957). Принятие прививки от оспы в Англии и Франции. Филадельфия, Пенсильвания: Издательство Пенсильванского университета;
  [Google Scholar]
• Митра А.К., Саркар Дж. К., Мукерджи М. К. (1974). Вирусный состав струпа оспы. Бык. Всемирный орган здравоохранения. 51, 106–107
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Моррис Эванс У. Х., Форман Х. М. (1963). Легкое обработчика оспы. Proc. R. Soc. Med. 56, 274–275
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Мутлу Г. М., Гарей К. В., Роббинс Р. А., Данцигер Л. Х., Рубинштейн И. (2001). Сбор и анализ конденсата выдыхаемого воздуха у человека. Являюсь. J. Respir. Крит. Care Med.164, 731–737
  [PubMed] [Google Scholar]
• Олсен С. Дж., Чанг Х. Л., Чунг Т. Ю., Тан А. Ф., Фиск Т. Л., Оои С. П. и др. (2003). Передача тяжелого острого респираторного синдрома в самолетах. N. Engl. J. Med. 349, 2416–2422
  10.1056 / NEJMoa031349 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Папинени Р. С., Розенталь Ф. С. (1997). Распределение размеров капель в выдыхаемом воздухе у здоровых людей. J. Aerosol. Med. 10, 105–116
  [PubMed] [Google Scholar]
• Рао А.Р., Джейкоб Э. С., Камалакши С., Аппасвами С., Брэдбери. (1968). Эпидемиологические исследования оспы. Исследование внутрисемейной передачи в 254 инфицированных семьях. Indian J. Med. Res. 56, 1826–1854 гг.
  [PubMed] [Google Scholar]
• Райли Э. К. (1980). Роль вентиляции в распространении кори в начальной школе. Анна. N.Y. Acad. Sci. 353, 25–34
  10.1111 / j.1749-6632.1980.tb18902.x [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Райли Э. К., Мерфи Г., Райли Р. Л. (1978).Распространение кори в пригородной начальной школе воздушно-капельным путем. Являюсь. J. Epidemiol. 107, 421–432
  [PubMed] [Google Scholar]
• Райли Р. Л., Миллс К. С., Ника В., Вайншток Н., Стори П. Б., Султан Л. У. и др. (1995). Воздушное распространение туберкулеза легких. Двухлетнее исследование заражения в туберкулезном отделении. 1959. Am. J. Epidemiol. 142, 3–14
  [PubMed] [Google Scholar]
• Рудник С. Н., Милтон Д. К. (2003). Риск передачи инфекции, передаваемой воздушно-капельным путем, оценивается по концентрации углекислого газа.Внутренний воздух
  13, 237–245
  10.1034 / j.1600-0668.2003.00189.x [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Саркар Дж. К., Митра А. К., Мукерджи М. К. (1974). Продолжительность выделения вируса в горле при бессимптомных бытовых контактах больных оспой. Indian J. Med. Res. 62, 1800–1803
  [PubMed] [Google Scholar]
• Саркар Дж. К., Митра А. К., Мукерджи М. К., Де С. К. (1973a). Выделение вируса при оспе. 2. Выделение из глотки при бытовых контактах. Бык. Всемирный орган здравоохранения. 48, 523–527
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Саркар Дж.К., Митра А. С., Мукерджи М. К., Де С. К., Мазумдар Д. Г. (1973b). Выделение вируса при оспе. 1. Выведение с глоткой, мочой и конъюнктивой пациентов. Бык. Всемирный орган здравоохранения. 48, 517–522
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Саттар С. А., Иджаз М. К. (1987). Распространение вирусных инфекций аэрозолями. Крит. Преподобный Энврон. Контроль
  17, 89–132 [Google Scholar]
• Саттар С. А., Иджаз М. К. (2002). Вирусы, переносимые по воздуху, в Руководстве по микробиологии окружающей среды, под ред. Херста К.Дж., Кроуфорд Р. Л., Кнудсен Г. Р., Макинерни М. Дж., Стеценбах Л. Д. (Вашингтон, округ Колумбия: ASM Press;), 871–883 [Google Scholar]
• Спендлов Дж. К., Фаннин К. Ф. (1982). Методы характеристики вирусных аэрозолей // Методы экологической вирусологии. 7, под ред. Герба С. П., Гоял С. М. (Нью-Йорк, Нью-Йорк: М., Деккер;), 261–329 [Google Scholar]
• Томас Д. Б., Мак Т. М., Али А., Музаффар Хан М. (1972). Эпидемиология оспы в Западном Пакистане. 3. Обнаружение вспышек и межлокальная передача.Являюсь. J. Epidemiol. 95, 178–189
  [PubMed] [Google Scholar]
• Thomas G. (1970a). Методика отбора проб с липкой поверхности на вирусы, переносимые по воздуху. J. Hyg. (Лонд.)
  68, 273–282
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Thomas G. (1970b). Отбор проб аэрозолей от оспы кроликов природного происхождения. J. Hyg. (Лонд.)
  68, 511–517
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Thomas G. (1974). Отбор проб воздуха на вирус оспы. J. Hyg. (Лонд.)
  73, 1–7
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Верле П.Ф., Пош Дж., Рихтер К. Х., Хендерсон Д. А. (1970). Вспышка оспы, передаваемая воздушно-капельным путем, в немецкой больнице и ее значение по сравнению с другими недавними вспышками в Европе. Бык. Всемирный орган здравоохранения. 43, 669–679
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Вайнштейн И. (1947). Вспышка оспы в Нью-Йорке. Являюсь. J. Общественное здравоохранение
  37, 1376–1384
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Westwood J. C. N. (1963). Оспа в Англии и Уэльсе. Proc. R. Soc.Med. 56, 346
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Westwood J. C., Boulter E. A., Bowen E. T., Maber H. B. (1966). Экспериментальная респираторная инфекция поксвирусами. I. Клинические вирусологические и эпидемиологические исследования. Br. J. Exp. Патол. 47, 453–465
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Wong K. C., WU L.-T. (1936). История китайской медицины. Шанхай: Национальная карантинная служба, 906 [Google Scholar]

Каков основной путь передачи оспы? Значение для биозащиты

Front Cell Infect Microbiol.2012; 2: 150.

Дональд К. Милтон

¹ Мэрилендский институт прикладной гигиены окружающей среды, Школа общественного здравоохранения, Университет Мэриленда, Колледж-Парк, Мэриленд, США

² Медицинский факультет школы Мэрилендского университета of Medicine, Балтимор, Мэриленд, США

³ Департамент гигиены окружающей среды, Гарвардская школа общественного здравоохранения, Бостон, Массачусетс, США

¹ Мэрилендский институт прикладной гигиены окружающей среды, Школа общественного здравоохранения Мэрилендского университета, Колледж-Парк, Мэриленд, США

² Медицинский факультет Медицинской школы Университета Мэриленда, Балтимор, Мэриленд, США

³ Департамент гигиены окружающей среды Гарвардской школы общественного здравоохранения, Бостон, Массачусетс, США

Под редакцией: Чад Дж.Рой, Университет Тулейна, США

Рецензент: Винсент Дж. Старай, Университет Джорджии, США; Chengzhi Wang, Центр исследования рака, США

* Для переписки: Дональд К. Милтон, Мэрилендский институт прикладной гигиены окружающей среды, Школа общественного здравоохранения, Здание SPH Университета Мэриленда № 255, Колледж-Парк, Мэриленд 20742, США. e-mail: ude.dmu@notlimd

Поступила в редакцию 13 августа 2012 г .; Принято 13 ноября 2012 г.

Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает использование, распространение и воспроизведение на других форумах при условии указания авторов и источника и при условии соблюдения любых уведомлений об авторских правах, касающихся любая сторонняя графика и т. д.Эта статья цитировалась в других статьях в PMC.

Abstract

Способ передачи инфекции имеет огромное значение для эффективного сдерживания с помощью вмешательств общественного здравоохранения. Способ передачи оспы так и не был окончательно установлен. Хотя «респираторная капельная» передача обычно рассматривалась как основной способ передачи, относительная важность больших баллистических капель и аэрозолей мелких частиц, которые остаются взвешенными в воздухе более нескольких секунд, никогда не решалась.В этом обзоре изучаются данные из истории вариоляции, данные об инфекции слизистых оболочек, собранные за последние десятилетия передачи оспы, измерения аэрозолей, модели на животных, отчеты о легочной оспе среди медицинских работников и эпидемиологию оспы в отношении потенциального значения мелкодисперсных аэрозолей. опосредованная передача. Я вкратце ввожу термин «анизотропная инфекция», чтобы описать поведение Variola major, при котором путь заражения, по-видимому, влияет на тяжесть заболевания.

Ключевые слова: натуральная оспа, биотерроризм, биозащита, вирус натуральной оспы, микробиология воздуха, инфекционные заболевания, воздушно-капельная передача инфекции, контактная передача инфекции

Введение

Существуют разногласия относительно наилучшего метода защиты населения от потенциального распространения оспы. биологическое оружие (Bicknell, 2002; Fauci, 2002; Halloran et al., 2002; Kaplan et al., 2002; Mack, 2003). Моделирование инфекционных заболеваний играет важную роль в этом диалоге, и биология пути передачи, являющаяся предметом настоящего обзора, имеет решающее значение для создания соответствующих прогностических моделей и понимания того, какие меры контроля будут работать лучше всего в различных условиях (Ferguson et al., 2003).

Скорость, с которой оспа будет распространяться в развитой стране, неизвестна и является основным источником неопределенности в моделях, используемых для планирования общественного здравоохранения (Ferguson et al., 2003). Базовое репродуктивное число (R ₀ ), которое описывает тенденцию к распространению болезни, было рассчитано для оспы на основе исторических данных и вспышек в развивающихся странах (Gani and Leach, 2001; Eichner and Dietz, 2003). Поскольку R ₀ зависит от частоты контактов между людьми, на нее могут влиять изменения в окружающей среде (Anderson and May, 1991).Потенциально важное различие между современной средой и средой, используемой для оценки ₀ RR, заключается в том, что сегодня во многих зданиях, в том числе в больницах, осуществляется механическая рециркуляция воздуха. Если оспа почти полностью передавалась через контакт слизистой оболочки с крупными каплями (аэродинамический диаметр> 10 мкм), что может произойти только после контакта «лицом к лицу» на расстоянии в несколько футов, то изменения в искусственной среде не повлияют на частота контактов между людьми. Если, однако, оспа часто передавалась от человека к человеку через воздушно-капельные ядра [мелкие частицы с аэродинамическим диаметром ≤2.5 мкм, способные оставаться взвешенными в воздухе в течение нескольких часов и оседать в нижних отделах легких (Hinds, 1999)], тогда системы с механической рециркуляцией воздуха увеличивают частоту контакта, R ₀ , риск распространения эпидемии и сложность госпитализации. инфекционный контроль. К сожалению, ведущие авторитеты расходятся во мнениях относительно относительной важности путей передачи мелких и крупных частиц; некоторые утверждают, что оспа передавалась главным образом воздушно-капельным путем (Henderson et al., 1999), в то время как другие подчеркивают контакт «лицом к лицу» и заявляют, что передача инфекции воздушным путем была редкой (Центры по контролю заболеваний, 2002; Mack, 2003). В этой статье рассматриваются доказательства для каждого из этих способов передачи.

Вариоляция

До Дженнера вариоляция (Fenner et al., 1988) использовалась для снижения риска заражения натуральной оспой кожи или слизистой оболочки носа. Сам Дженнер был вариолирован в детстве. Инокуляция кожи небольшим количеством свежей жидкости из пустул, которая, вероятно, содержала большое количество инфекционных вирионов, вызвала локальное поражение со сателлитными пустулами, но генерализованная сыпь, как сообщалось, была менее серьезной, а показатели смертности обычно были в 10 раз ниже, чем при естественной сыпи. приобретенное заболевание (Fenner et al., 1988). В Китае вариоляцию часто проводили путем инокуляции слизистой оболочки носа. В некоторых отчетах описывается вдувание в нос тщательно выдержанных струпьев, смешанных с растительным материалом (MacGowan, 1884). В других сообщениях предполагается, что инсуффляция в нос считалась относительно неэффективной и что предпочтение было отдано введению в нос ватных прокладок, пропитанных порошкообразными струпьями или смазанных содержимым пузырьков (Wong and WU, 1936; Miller, 1957). Описания последнего метода не включают стареющий инфекционный материал перед использованием.

Поскольку считалось, что естественная инфекция происходит через крупные капли, оседающие на слизистой оболочке верхних дыхательных путей, эффективность интраназальной инокуляции в обеспечении низких показателей смертности трудно понять. Теория, предложенная Хендерсоном автору истории оспы (Hopkins, 1983, p. 114), заключается в том, что «вдыхаемый естественным образом вирус находился в виде достаточно мелких частиц, чтобы откладываться глубоко в легком, тогда как частицы, инокулированные путем инсуффляции носа, могли быть намного больше и, вероятно, имплантировали в нос или горло, где [только] могло образоваться локальное поражение.«Относительная важность возраста и здоровья привитых субъектов, инфекционная доза и путь воздействия неизвестны. Однако оказалось, что прививка через кожу или слизистую носа имела тенденцию вызывать измененное заболевание. Если это правда, это будет означать, что естественная передача инфекции не происходила через прямой контакт с кожей или слизистыми оболочками. На рисунке графически показано, как эти различные пути воздействия могли привести к измененным паттернам репликации вируса в организме хозяина и привести к различным рискам обширной виремии и тяжелого заболевания.

Распространение вируса натуральной оспы по телу [частично адаптировано из Fenner et al. (1988) Рис. 3.1], по-видимому, часто были менее обширными после кожной инокуляции и назальной инсуффляции по сравнению с естественной инфекцией. Это могло быть связано с менее обширной лимфатической репликацией вируса и ограниченной вирусемией через кожные и назальные пути по сравнению с инфекцией через отложение в нижних дыхательных путях. Размер стрелок представляет исторически зарегистрированные доли случаев, следующих по каждому пути.Размер X на каждом изображении представляет собой зарегистрированный уровень смертности от каждого пути. При естественном заражении показаны сыпь обыкновенного типа и плоские и геморрагические высыпания.

Парадокс инфекции слизистой оболочки

Если естественная натуральная оспа была инициирована через слизистую оболочку верхних дыхательных путей, то можно было бы ожидать ранней бессимптомной инфекции слизистой оболочки. Чтобы выяснить это, Саркар и его коллеги выполнили исследования мазков из глотки домашних контактов (Sarkar et al., 1973a, 1974) через 4–8 дней после появления сыпи в индексных случаях.Они обнаружили, что контакты с положительными посевами из горла часто не приводили к развитию оспы. В одном исследовании (Sarkar et al., 1973a) 10% (Westwood et al., 1966) из 328 контактов имели положительные мазки, но только 12% (Kaplan et al., 2002) из ​​тех, у кого были положительные мазки, заболели оспой. Из 59 невакцинированных контактов 27% (Miller, 1957) имели положительный результат посева, но только один заболел оспой. Все субъекты были вакцинированы на момент обследования. Однако вакцинация через четыре или более дней после заражения обычно считается слишком поздней для предотвращения болезни.Наблюдение за тем, что заболевание не развивалось у 94% людей с инфекцией слизистой оболочки, предполагает, что даже у не вакцинированных лиц инфицирования слизистой оболочки могло быть недостаточно, чтобы вызвать заболевание.

Саркар и его коллеги также показали, что экскреция вируса через ротоглотку была максимальной в первые дни после появления сыпи и обычно проходила не более чем через 2 недели после появления сыпи (Sarkar et al., 1973b). Рао и др. обнаружили, что орофарингеальная экскреция была наибольшей в наиболее тяжелых геморрагических случаях и соответствовала периоду заразности (Rao et al., 1968). В отличие от орофарингеальной экскреции, струпья содержали большое количество вируса независимо от тяжести заболевания (Mitra et al., 1974) и выделялись еще в течение недели или более после отрицательного результата посева из горла. Однако сами по себе струпья не были связаны с дальнейшими случаями (Rao et al., 1968; Mitra et al., 1974).

Очевидное отсутствие заразности вируса, ассоциированного с паршой, приписывают инкапсуляции сгущенным гноем (Fenner et al., 1988). Теория Хендерсона о важности мелких частиц может дать простой механизм, объясняющий, почему инкапсулированный вирус, просто заключенный в большие частицы, имел низкий инфекционный потенциал.

Sarkar et al. (1973a) были обеспокоены тем, что бессимптомные контакты могли быть заразными, потому что титры вирусов в мазках из горла были аналогичны титрам в более легких случаях оспы. Парадокс возник из этих данных, потому что никогда не было доказательств инфекции, вызванной бессимптомными домашними контактами. Тем не менее, секреция ротоглотки считалась основным источником инфекционных вирусных частиц. Объяснение может заключаться в том, что экскреция вируса через ротоглотку просто временно коррелировала с выделением вируса из других частей дыхательных путей, а не с фактическим источником тонкодисперсных вирусных аэрозолей.

Крупные брызги частиц от чихания, визуализированные с помощью высокоскоростной фотографии, состоят из частиц диаметром до 10 мкм (Papineni and Rosenthal, 1997). Более мелкие частицы могут также вытесняться из верхних дыхательных путей в результате турбулентности чихания, кашля и разговора, но в большинстве случаев они будут больше 2,5 мкм в диаметре. Однако недавние исследования показывают, что здоровое легкое генерирует большое количество мелких частиц (100–1000 / л с размером <0,3 мкм в диаметре) во время нормального дыхания (Fairchild and Stampfer, 1987), которые не выходят из ротоглотки; конденсаты этих частиц являются предметом недавних обзоров (Mutlu et al., 2001; Хант, 2002). Такие частицы могут переносить вирус натуральной оспы (диаметр 0,2–0,3 мкм), оставаться в воздухе в помещении в течение многих часов и после вдыхания оседать в основном в нижних дыхательных путях.

Есть некоторые свидетельства того, что натуральная оспа присутствовала в легких и потенциально доступна для аэрозолизации. Животные, инфицированные путем ингаляции, продуцировали высокие концентрации вируса натуральной оспы в легких (Hahon and Wilson, 1960). Fenner et al. (1988) рассматривали бронхит и пневмонит как часть нормального синдрома оспы, особенно в более тяжелых случаях, которые также были наиболее заразными (Rao et al., 1968), хотя специфические поражения в нижних отделах трахеи и бронхов встречались реже. Систематических оценок вирусной экскреции в нижних дыхательных путях несмертельных случаев не сообщалось. Таким образом, если бы некоторая степень пневмонита с выделением вируса из легких и выдохом мелкодисперсных аэрозолей натуральной оспы была признаком клинической оспы, но не была признаком бессимптомного домашнего контакта с положительными культурами из горла, тогда парадокс был бы разрешен.

Измерение и период полураспада воздушной оспы

Отбор проб воздуха на вирусы — сложная задача, и литература по этому вопросу остается скудной по сравнению с пробами бактерий и грибов (Sattar and Ijaz, 2002).Было опубликовано только три попытки обнаружения воздушно-капельной оспы. Самая ранняя попытка использовала крайне неэффективные методы и была отрицательной (Meiklejohn et al., 1961). В последующем исследовании Дауни и его коллеги использовали кратковременный отбор проб воздуха небольшого объема с помощью жидкостных импинджеров и получили 5 положительных проб из 47 попыток взятия проб выдыхаемого воздуха у пациентов (Downie et al., 1965). Предполагая, что каждый положительный образец представляет собой одну инфекционную частицу, концентрация переносимых по воздуху инфекционных частиц была равна 0.85 / м ³ ; более высокие концентрации наблюдались вблизи встряхиваемых простыней. Концентрации, вероятно, были занижены из-за нескольких часто встречающихся проблем с отбором проб воздуха на вирусы, включая неспособность импинджеров удерживать частицы диаметром менее 1 мкм, которые составляют большинство частиц в выдыхаемом воздухе, культивирование только части импинджерной жидкости , неопределенная пригодность пробы жидкости для выживания вируса и потеря инфекционности из-за травмы при взятии проб (Spendlove and Fannin, 1982).

В 1970-х Томас адаптировал пробоотборники Андерсена (способные собирать субмикронные частицы) и щелевые пробоотборники (с более низкой эффективностью для субмикронных частиц) для длительного отбора проб большого объема воздуха на вирус (Thomas, 1970a). Он показал, что 23% частиц оспы кроликов, переносимых естественным путем, имели размер ≤2,5 мкм, а 71% — от 2,5 до 10 мкм (Thomas, 1970b). И Томас, и Вествуд и др. (1966) измеряли концентрацию аэрозолей от натуральной оспы кроликов. Томас наблюдал 12 ямкообразующих единиц (PFU) на м ³ в комнате, снабженной шестью воздухообменами в час (ACH), в которой содержалось 27 больных кроликов.Westwood et al. наблюдали 44 БОЕ / м ³ в помещении, снабженном 10 ACH, содержащим 7–9 инфицированных кроликов. Westwood et al. вероятно, получили более высокие концентрации, потому что они использовали электростатический осадитель, позволяющий более эффективно собирать субмикронные частицы по сравнению с щелевым пробоотборником Томаса.

Томас также изучал случаи выздоравливающей натуральной оспы (Thomas, 1974). У одного пациента с относительно активными поражениями средняя концентрация составила приблизительно 1 БОЕ / м ³ .К сожалению, образцы были собраны на поздней стадии заболевания, когда пациент, вероятно, был минимально заразным, основываясь на сравнении с эпидемиологическими данными (Rao et al., 1968; Eichner and Dietz, 2003). Наблюдаемый вирус, передаваемый по воздуху, по-видимому, возник в результате ресуспендирования и вряд ли будет репрезентативным для концентрации респирабельной оспы в воздухе на более раннем этапе развития инфекции. Используемый метод также не смог бы собрать субмикронные частицы вирусного аэрозоля.

В целом исследования по отбору проб воздуха показывают, что животные и люди, инфицированные поксвирусами, генерируют респирабельные аэрозоли, но концентрация в воздухе может быть низкой или вирус присутствовал в воздухе в виде субмикрометровых частиц, которые невозможно собрать с помощью имеющихся инструментов.Поскольку обнаружение вирусных аэрозолей связано с потенциально большими потерями в пробоотборном оборудовании, особенно при отборе проб разбавленных естественных аэрозолей в течение продолжительных периодов времени, а также потому, что анализы зубного налета могут неточно отражать инфекционность вируса, депонированного в дыхательных путях человека при 100% относительной влажности (Spendlove and Fannin, 1982; Sattar and Ijaz, 1987, 2002) имеющиеся данные можно рассматривать как нижний предел концентрации инфекционных аэрозолей природного поксвируса.

Экспериментальные аэрозольные данные свидетельствуют о том, что поксвирус, переживший травму, вызванную искусственной аэрозолизацией, оставался заразным в течение значительных периодов времени.Аэрозоли осповакцины продемонстрировали период полураспада около 6 часов при 22 ° C и относительной влажности ≤50% с пониженной стабильностью при более высокой относительной влажности и температуре (Harper, 1961). Оказалось, что у Variola аналогичный период полураспада, и на нее не влияет относительная влажность при 26,67 ° C (Mayhew and Hahon, 1970). Другие эксперименты продемонстрировали, что воздушно-капельная осповакцина очень чувствительна к инактивации бактерицидным ультрафиолетовым светом (Edward et al., 1943; Jensen, 1964).

Животные модели

Westwood et al.(1966) продемонстрировали, что вдыхания одной БОЕ субмикронного аэрозоля осповакцины достаточно для заражения кроликов. Переносимая воздушно-капельным путем кроличья оспа была также заразной. Они продемонстрировали передачу кроличьей оспы воздушно-капельным путем от кролика к кролику в каждом из семи испытаний, поместив неинфицированных кроликов в отдельные клетки в одной комнате с инфицированными животными. Они также заразили макак-резусов с помощью субмикронных аэрозолей натуральной оспы.

В одной из самых ранних обширных моделей оспы на животных Бринкерхоф и Тайцзер (1906) сообщили об эффекте прививки обезьян cynomologus вирусом натуральной оспы в разных местах.Посев на слизистые оболочки губ, неба и носа вызывал локальные поражения, но генерализованная сыпь наблюдалась только у 10% животных. Инокуляция через кожу вызвала локальное поражение и генерализованную сыпь у 70–80% животных. У всех животных, которым были привиты царапины на слизистой оболочке трахеи с помощью жесткого бронхоскопа, появилась генерализованная сыпь, а у одного развились различные бронхит и пневмония. При инстилляции сухого содержимого пустул через гортань возникали инфекции, а при инстилляции порошкообразных корок — нет.Вдыхание распылителя содержимого везикул заразило только одну из пяти обезьян; однако о гранулометрическом составе и типе распылителя не сообщалось.

Hahon и Wilson продемонстрировали, что заражение Macaca irus высокой дозой [5 × 10 ⁵ PFU] тонкодисперсных частиц (<5 мкм) аэрозолей натуральной оспы вызывает болезнь, имитирующую оспу человека (Hahon and Wilson, 1960; Hahon, 1961). Первоначальным местом репликации вируса было легкое, с последующим появлением вируса в носоглотке и ноздрях.Пиковые концентрации вируса на грамм ткани были выше в легких, чем в верхних дыхательных путях; пик в легочной ткани произошел во время инкубационного периода, а уровни в легких снизились во время вторичной виремии и экзантемы. Сомнительно, что динамика и вирусные концентрации в легких в этой животной модели, полученные при вдыхании аэрозолей с высокой дозой, имитировали это у людей с естественной инфекцией. Однако это может иметь отношение к первому поколению пациентов, подвергшихся воздействию концентрированных аэрозолей при биологической атаке.В относительно недавнем эксперименте (Kalter et al., 1979) самка шимпанзе заразилась вирусом натуральной оспы, находясь в одной комнате, но без прямого контакта с двумя инфицированными шимпанзе. У нее появилась генерализованная сыпь, и сообщалось, что у нее были более серьезные конституциональные симптомы, чем у других шимпанзе, инфицированных кожной инокуляцией или прямым контактом. Авторы пришли к выводу, что она заразилась через аэрозоль.

Данные по животным показывают, что искусственные респирабельные аэрозоли являются эффективным средством вызывания поксвирусных инфекций, что инфекционная доза воздушно-капельным путем может быть очень низкой и что наблюдается воздушная передача оспы кроликов и оспы от животных к животным.Они также предполагают, что инокуляция слизистых оболочек была менее эффективной в отношении генерализованной сыпи, чем воздействие на нижние дыхательные пути.

«Легкое обработчика оспы»

Два отчета, один из 1940-х годов и один из 1960-х, показали, что во время эпидемий у сотрудников оспенных больниц, которые неоднократно вакцинировались, иногда развивалось недомогание, лихорадка и пневмонит без признаков заражения оспой. или других вирусов и без признаков аллергической реакции на другие агенты (Ховат и Арнотт, 1944; Моррис Эванс и Форман, 1963).В одной вспышке после исследования других возможных причин авторы объяснили это явление аллергической реакцией на вдыхание вируса натуральной оспы. Легочный очаг реакции предполагает, что вблизи больных оспой наблюдались значительные концентрации респирабельной вируса натуральной оспы. Достаточно высокие концентрации респирабельной вируса натуральной оспы для того, чтобы вызвать аллергические реакции, если это действительно так, что вызывает серьезную озабоченность в отношении вероятности передачи вируса воздушно-капельным путем.

Эпидемиологические данные

Фомиты, особенно воздействие загрязненного постельного белья на рабочих прачечной, были причастны к нескольким зарегистрированным вспышкам (Cramb, 1951).Однако во время кампании по искоренению болезни тщательное эпидемиологическое расследование редко выявляло фомиты как источник инфекции (Fenner et al., 1988). Белье было загрязнено корками, содержащими большое количество вируса (Mitra et al., 1974), и респираторными выделениями, содержащими вирус в более мелких частицах (Downie et al., 1965). Очень крупные частицы диаметром более 50–100 мкм легко реаэрозолизируются. Таким образом, редкость явных доказательств передачи через фомиты была бы удивительной, если бы воздействие вируса на слизистую оболочку верхних дыхательных путей в виде крупных частиц было эффективным средством инициирования инфекции.Однако вероятность реаэрозолизации частиц размером ≤10 мкм с поверхностей чрезвычайно мала, поскольку поверхностные силы стремятся связывать частицы тем сильнее, чем меньше размер частицы (Hinds, 1999). Таким образом, редкость передачи оспы через фомиты предполагает, что воздействие на слизистые оболочки не было основным средством передачи и согласуется с предпочтением инфекции через нижние дыхательные пути.

Редкость передачи инфекции в переполненных автобусах и поездах может свидетельствовать о том, что передача по воздуху не имеет значения.Однако Fenner et al. (1988) утверждают, что передача инфекции в общественном транспорте была редкой, поскольку пациенты редко путешествовали после болезни. Они показали, что передача действительно происходила в общественном транспорте, сообщив о случае сливной оспы, которая путешествовала на ранней стадии болезни и заразила пять человек в автобусе. Если бы большинство пациентов, которые путешествовали, выздоравливали, так что у них больше не было вируса в респираторных выделениях и они выделяли вирус только крупными частицами из струпьев, которые редко были связаны с передачей инфекции (Rao et al., 1968), то отсутствие трансмиссии в автобусах и поездах соответствовало предпочтению воздушной трансмиссии.

Мак (1972) подчеркнул, что 85% случаев имели явную связь с известными случаями. Однако оставшиеся 15% не имели очевидного воздействия, что позволяет предположить, что небольшое количество более отдаленных или случайных контактов передало инфекцию, как можно было бы ожидать, если бы оспа передавалась через разбавленные вирусные аэрозоли. Например, во время вспышки болезни в Нью-Йорке в 1947 году один вторичный случай заболевания был обнаружен в семи этажах от нее в больнице (Weinstein, 1947).Распространение оспы по ветру от больниц было единственным очевидным объяснением небольшого числа случаев во время вспышки болезни в Великобритании (Bradley, 1963; Westwood, 1963). Необъяснимая интродукция оспы в пакистанские города была наибольшей в городах, где есть помещения для лечения оспы (Thomas et al., 1972), что может свидетельствовать о том, что относительно случайный контакт или распространение через ветер могли иногда распространять инфекцию.

Некоторые хорошо известные вспышки заболеваний, связанных с больницами, ясно показывают, что передача воздушно-капельным путем на расстоянии более нескольких футов действительно происходила время от времени (Wehrle et al., 1970). Но эти примеры были редкостью. Однако, поскольку высокоинфекционные диссеминаторы редки при других инфекционных заболеваниях, передающихся воздушно-капельным путем (Riley, 1980; Olsen et al., 2003), редкость суперраспространителей оспы не является признаком того, что передача менее заразными случаями обязательно происходила другим путем.

Чтобы проверить, согласуются ли имеющиеся данные об аэрозолях натуральной оспы с наблюдениями Мака относительно известных контактов, мы можем применить стандартную вероятностную модель Пуассона воздушно-капельной инфекции, чтобы оценить, как долго восприимчивому человеку нужно будет находиться в палате пациента, чтобы иметь разумные контакты. высокая вероятность заражения болезнью (Riley et al., 1978; Рудник и Милтон, 2003). Если мы предположим, что вдыхание и осаждение в нижних дыхательных путях одной БОЕ натуральной оспы было достаточно, чтобы вызвать инфекцию, как для кроликов, подвергшихся вакцине и кроличьей оспе (Westwood et al., 1966), и если в палате пациента содержится от 0,5 до 5 БОЕ. / м ³ в частицах с 25% фракцией нижних респираторных отложений (в соответствии с литературой, обсужденной выше), чувствительному индивидуальному человеку, дышащему со скоростью 8 л / мин, потребовалось бы затратить от 1,7 до 16.7 часов в палате пациента — вероятность заражения составляет 63%. За пределами палаты пациента концентрация аэрозоля была бы намного ниже. Если бы большинство пациентов оставалось дома в небольших зданиях или в больницах без механической рециркуляции воздуха, риск заражения был бы значительно ниже за пределами палаты пациентов, что подтверждается наблюдением Mack (1972), что 85% случаев возникли в результате идентифицируемых контактов. Таким образом, преобладание идентифицируемых личных контактов среди случаев не является убедительным доказательством против передачи через мелкодисперсные аэрозоли.

Масса доказательств предполагает, что аэрозоли из мелких частиц были наиболее частым и эффективным способом передачи оспы, поскольку это объясняет относительно низкую смертность после вариоляции, редкость передачи фомитами, разрешает парадокс инфекции слизистой оболочки и согласуется с «Легкие обработчика оспы» и экспериментальные данные по аэрозолям животных и вирусов. Конечно, имели место и другие способы передачи; полномасштабное заболевание может возникнуть в результате заражения через кожу, слизистую оболочку носа или конъюнктиву.Таким образом, оспа не может быть классифицирована как «облигатное» инфекционное заболевание, передаваемое воздушно-капельным путем, такое как туберкулез (Riley et al., 1995) (иногда называемое «истинной» инфекцией, передаваемой воздушно-капельным путем), поскольку она способна вызывать заболевание через инфицирование тканей. вне нижних дыхательных путей. Однако оспа также не может быть классифицирована как изотропная инфекция (ранее называемая «оппортунистическим» инфекционным заболеванием, передающимся воздушно-капельным путем), поскольку оказалось, что она не передается с одинаковой эффективностью и вирулентностью всеми путями, будь то аэрозоль, крупные капли или прямой контакт и прививка через кожу. .Оспа, по-видимому, наиболее эффективно и опасно передается через мелкодисперсные аэрозоли, поэтому ее следует классифицировать как анизотропную инфекцию; инфекция, путь передачи которой влияет либо на вирулентность, либо на вероятность заражения, ранее называвшаяся «преимущественно» воздушно-капельным инфекционным заболеванием.

Текущие рекомендации по борьбе с вторичными инфекциями натуральной оспы подчеркивают передачу «воздушно-капельным путем к близким контактам (тем, кто находится в пределах 6–7 футов)» (Центры по контролю за заболеваниями, 2002, 2003).Рекомендации включают неукоснительное соблюдение стандартных, капельных и воздушных мер предосторожности. Однако упор на распространение через крупные капли может снизить бдительность, с которой соблюдаются более сложные меры предосторожности при переносе инфекции по воздуху. Высокие концентрации натуральной оспы в легких во время инкубационного и продромального периодов у обезьян после моделирования использования натуральной оспы в качестве биологического оружия (Hahon, 1961) могут указывать на то, что случаи первого поколения после атаки концентрированным аэрозолем могут быть более заразными, чем ожидалось на основе исторических данных. данные.Более того, поскольку меры предосторожности, связанные с воздушно-капельным путем, не являются обычным делом для всех госпитализированных пациентов, и поскольку у больных первого поколения, вероятно, изначально не будет подозрения на наличие оспы, вполне вероятно, что они не будут назначены на меры предосторожности при воздушно-капельном переносе до тех пор, пока не начнется инфекционный период. Следовательно, степень передачи второму поколению в современной больничной среде может быть больше, чем ожидалось, исходя из исторических оценок.

Эти соображения предполагают, что модели потенциального нападения оспы должны включать аэробиологическую перспективу для прогнозирования того, как инфекция может распространяться в современной среде.Особенно важно изучить передачу оспы в больницах, потому что больницы ранее определялись как основные места передачи в развитых странах, и больные пациенты неизбежно будут обращаться в больницы, по крайней мере, на ранних этапах вспышки, прежде чем появятся альтернативы (Mack, 1972, 2003). . Дополнительное внимание к профилактике передачи воздушно-капельным путем в больницах от нераспознанных случаев может быть не только важным аспектом готовности общественного здравоохранения к оспе, но также может принести пользу обществу за счет снижения заболеваемости и риска заражения атипичной пневмонией и другими возникающими воздушно-капельными инфекциями.

Заявление о конфликте интересов

Автор заявляет, что исследование проводилось в отсутствие каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Выражение признательности

Эта работа финансировалась за счет грантов на пилотные исследования от Фонда Альфреда П. Слоана и Соглашения о сотрудничестве Ассоциации школ общественного здравоохранения с Центрами по контролю за заболеваниями, Национальным институтом безопасности и гигиены труда, Национальным институтом здравоохранения. Грант R21-AI053522 по аллергии и инфекционным заболеваниям и грант 2P30ES00002 Национального института наук о состоянии окружающей среды.Я благодарю F. Fenner, C. Roy, J. Burstein, E. Nardell, M. Murray, M. First и S. Rudnick за полезные обсуждения и комментарии, а также E. Chimiak за научную иллюстрацию.

Ссылки

• Андерсон Р. М., Мэй Р. М. (1991). Инфекционные болезни человека: динамика и контроль. Оксфорд: Oxford University Press, 757 [Google Scholar]
• Bicknell W. J. (2002). Дело о добровольной вакцинации против оспы. N. Engl. J. Med. 346, 1323–1325
  10.1056 / NEJM200204253461713 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Брэдли У.Х. (1963). Оспа в Англии и Уэльсе, 1962 г. Proc. R. Soc. Med. 56, 335–338
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Brinckerhoff W. R., Tyzzer E. E. (1906). Исследования экспериментальной натуральной оспы и коровьей оспы в Квадрумане. J. Med. Res. 14, 213–359 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Центры контроля заболеваний. (2002). Информационный бюллетень по оспе. Доступно в Интернете по адресу: http://www.bt.cdc.gov/agent/smallpox/overview/disease-facts.asp (по состоянию на 13 февраля 2004 г.).
• Центры по контролю за заболеваниями.(2003). Проект руководства, C, Часть 1 «Меры инфекционного контроля в здравоохранении и в общественных местах». Доступно в Интернете по адресу: http://www.bt.cdc.gov/agent/smallpox/response-plan/files/guide-c-part-1.pdf (по состоянию на 13 февраля 2004 г.).
• Крамб Р. (1951). Вспышка оспы в Брайтоне, 1950–1951 гг. Здравоохранение
  64, 123–128
  [PubMed] [Google Scholar]
• Дауни А. В., Мейкледжон М., Сент-Винсент Л., Рао А. Р., Сундара Бабу Б. В., Кемпе К. Х. (1965). Выделение вируса оспы у пациентов и их окружения в больнице с оспой.Бык. Всемирный орган здравоохранения. 33, 615–622
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Эдвард Д., Элфорд В., Лейдлоу П. (1943). Исследования вирусных инфекций, передающихся воздушно-капельным путем. J. Hyg. (Лонд.)
  43, 1–15 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Eichner M., Dietz K. (2003). Потенциал передачи оспы: оценки основаны на подробных данных о вспышке. Являюсь. J. Epidemiol. 158, 110–117
  10.1093 / aje / kwg103 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Fairchild C. I., Stampfer J.Ф. (1987). Концентрация частиц в выдыхаемом воздухе. Являюсь. Ind. Hyg. Доц. J. 48, 948–949.
  10.1080 / 152986687

  868 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

• Fauci A. S. (2002). Политика вакцинации против оспы — необходимость диалога. N. Engl. J. Med. 346, 1319–1320
  10.1056 / NEJM200204253461711 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Феннер Ф., Хендерсон Д. А., Арита И., Джезек З., Ладный И. Д. (1988). Оспа и ее искоренение. История международного общественного здравоохранения, Vol. 6.
  Женева: Всемирная организация здравоохранения, 1460 [Google Scholar]
• Ferguson N.М., Килинг М. Дж., Эдмундс В. Дж., Гани Р., Гренфелл Б. Т., Анжерсон Р. М. и др. (2003). Планирование вспышек оспы. Природа
  425, 681–685
  10.1038 / nature02007 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Гани Р., Лич С. (2001). Потенциал передачи оспы среди современного населения. Природа
  414, 748–751
  10.1038 / 414748a [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Hahon N. (1961). Оспа и родственные поксвирусные инфекции у обезьяньих носителей. Бакт. Ред. 25, 459–476
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Hahon N., Уилсон Б. Дж. (1960). Патогенез натуральной оспы у обезьян Macaca irus . Являюсь. J. Hyg. 71, 69–80
  [PubMed] [Google Scholar]
• Хэллоран М. Э., Лонгини И. М. младший, Низам А., Ян Ю. (2002). Сдерживает биотеррористическую оспу. Наука
  298, 1428–1432
  10.1126 / science.1074674 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Харпер Г. (1961). Переносимые по воздуху микроорганизмы — тест на выживаемость с 4 вирусами. J. Hyg. (Лонд.)
  59, 479–486
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Хендерсон Д.A., Inglesby T.V., Bartlett J.G., Ascher M.S., Eitzen E., Jahrling P.B. и др. (1999). Оспа как биологическое оружие: управление медициной и общественным здравоохранением. Рабочая группа по гражданской биозащите. JAMA
  281, 2127–2137
  10.1001 / jama.281.22.2127 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Хайндс В. К. (1999). Аэрозольная технология: свойства, поведение и измерение частиц в воздухе. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Wiley, 483 [Google Scholar]
• Hopkins D. R. (1983). Князья и крестьяне: оспа в истории.Чикаго, Иллинойс: University of Chicago Press, 380 [Google Scholar]
• Ховат Х. Т., Арнотт В. М. (1944). Вспышка пневмонии у лиц, контактировавших с оспой. Ланцет
  2, 312 [Google Scholar]
• Хант Дж. (2002). Конденсат выдыхаемого воздуха: развивающийся инструмент для неинвазивной оценки заболеваний легких. J. Allergy Clin. Иммунол. 110, 28–34
  10.1067 / mai.2002.124966 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Дженсен М. (1964). Инактивация переносимых по воздуху вирусов ультрафиолетовым облучением. Прил. Microbiol.12, 418–420
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Кальтер С., Родригес А. Р., Камминс Л. Б., Хеберлинг Р. Л., Фостер С. О. (1979). Экспериментальная оспа у шимпанзе. Бык. Всемирный орган здравоохранения. 57, 637–641
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Каплан Э. Х., Крафт Д. Л., Вейн Л. М. (2002). Экстренное реагирование на приступ оспы: необходимость массовой вакцинации. Proc. Natl. Акад. Sci. США 99, 10935–10940
  10.1073 / pnas.162282799 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• MacGowan D.Дж. (1884). Отчет о здоровье Венчоу. Imp Maritime Customs II — Специальная серия: № 2
  Медицинские отчеты
  27, 16–18 [Google Scholar]
• Mack T. (2003). Другой взгляд на оспу и вакцинацию. N. Engl. J. Med. 348, 460–463
  10.1056 / NEJMsb022994 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Мак Т. М. (1972). Оспа в Европе, 1950–1971 гг. J. Infect. Дис. 125, 161–169
  10.1093 / infdis / 125.2.161 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Мэйхью К. Дж., Хахон Н. (1970). Оценка аэрозольных смесей различных вирусов.Прил. Microbiol. 20, 313–316
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Мейкледжон Г., Кемпе К. Х., Дауни А. У., Берге Т. О., Сент-Винсент Л., Рао А. Р. (1961). Отбор проб воздуха для выявления вируса натуральной оспы в больнице против оспы. Бык. Всемирный орган здравоохранения. 25, 63–67
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Миллер Г. (1957). Принятие прививки от оспы в Англии и Франции. Филадельфия, Пенсильвания: Издательство Пенсильванского университета;
  [Google Scholar]
• Митра А.К., Саркар Дж. К., Мукерджи М. К. (1974). Вирусный состав струпа оспы. Бык. Всемирный орган здравоохранения. 51, 106–107
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Моррис Эванс У. Х., Форман Х. М. (1963). Легкое обработчика оспы. Proc. R. Soc. Med. 56, 274–275
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Мутлу Г. М., Гарей К. В., Роббинс Р. А., Данцигер Л. Х., Рубинштейн И. (2001). Сбор и анализ конденсата выдыхаемого воздуха у человека. Являюсь. J. Respir. Крит. Care Med.164, 731–737
  [PubMed] [Google Scholar]
• Олсен С. Дж., Чанг Х. Л., Чунг Т. Ю., Тан А. Ф., Фиск Т. Л., Оои С. П. и др. (2003). Передача тяжелого острого респираторного синдрома в самолетах. N. Engl. J. Med. 349, 2416–2422
  10.1056 / NEJMoa031349 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Папинени Р. С., Розенталь Ф. С. (1997). Распределение размеров капель в выдыхаемом воздухе у здоровых людей. J. Aerosol. Med. 10, 105–116
  [PubMed] [Google Scholar]
• Рао А.Р., Джейкоб Э. С., Камалакши С., Аппасвами С., Брэдбери. (1968). Эпидемиологические исследования оспы. Исследование внутрисемейной передачи в 254 инфицированных семьях. Indian J. Med. Res. 56, 1826–1854 гг.
  [PubMed] [Google Scholar]
• Райли Э. К. (1980). Роль вентиляции в распространении кори в начальной школе. Анна. N.Y. Acad. Sci. 353, 25–34
  10.1111 / j.1749-6632.1980.tb18902.x [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Райли Э. К., Мерфи Г., Райли Р. Л. (1978).Распространение кори в пригородной начальной школе воздушно-капельным путем. Являюсь. J. Epidemiol. 107, 421–432
  [PubMed] [Google Scholar]
• Райли Р. Л., Миллс К. С., Ника В., Вайншток Н., Стори П. Б., Султан Л. У. и др. (1995). Воздушное распространение туберкулеза легких. Двухлетнее исследование заражения в туберкулезном отделении. 1959. Am. J. Epidemiol. 142, 3–14
  [PubMed] [Google Scholar]
• Рудник С. Н., Милтон Д. К. (2003). Риск передачи инфекции, передаваемой воздушно-капельным путем, оценивается по концентрации углекислого газа.Внутренний воздух
  13, 237–245
  10.1034 / j.1600-0668.2003.00189.x [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Саркар Дж. К., Митра А. К., Мукерджи М. К. (1974). Продолжительность выделения вируса в горле при бессимптомных бытовых контактах больных оспой. Indian J. Med. Res. 62, 1800–1803
  [PubMed] [Google Scholar]
• Саркар Дж. К., Митра А. К., Мукерджи М. К., Де С. К. (1973a). Выделение вируса при оспе. 2. Выделение из глотки при бытовых контактах. Бык. Всемирный орган здравоохранения. 48, 523–527
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Саркар Дж.К., Митра А. С., Мукерджи М. К., Де С. К., Мазумдар Д. Г. (1973b). Выделение вируса при оспе. 1. Выведение с глоткой, мочой и конъюнктивой пациентов. Бык. Всемирный орган здравоохранения. 48, 517–522
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Саттар С. А., Иджаз М. К. (1987). Распространение вирусных инфекций аэрозолями. Крит. Преподобный Энврон. Контроль
  17, 89–132 [Google Scholar]
• Саттар С. А., Иджаз М. К. (2002). Вирусы, переносимые по воздуху, в Руководстве по микробиологии окружающей среды, под ред. Херста К.Дж., Кроуфорд Р. Л., Кнудсен Г. Р., Макинерни М. Дж., Стеценбах Л. Д. (Вашингтон, округ Колумбия: ASM Press;), 871–883 [Google Scholar]
• Спендлов Дж. К., Фаннин К. Ф. (1982). Методы характеристики вирусных аэрозолей // Методы экологической вирусологии. 7, под ред. Герба С. П., Гоял С. М. (Нью-Йорк, Нью-Йорк: М., Деккер;), 261–329 [Google Scholar]
• Томас Д. Б., Мак Т. М., Али А., Музаффар Хан М. (1972). Эпидемиология оспы в Западном Пакистане. 3. Обнаружение вспышек и межлокальная передача.Являюсь. J. Epidemiol. 95, 178–189
  [PubMed] [Google Scholar]
• Thomas G. (1970a). Методика отбора проб с липкой поверхности на вирусы, переносимые по воздуху. J. Hyg. (Лонд.)
  68, 273–282
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Thomas G. (1970b). Отбор проб аэрозолей от оспы кроликов природного происхождения. J. Hyg. (Лонд.)
  68, 511–517
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Thomas G. (1974). Отбор проб воздуха на вирус оспы. J. Hyg. (Лонд.)
  73, 1–7
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Верле П.Ф., Пош Дж., Рихтер К. Х., Хендерсон Д. А. (1970). Вспышка оспы, передаваемая воздушно-капельным путем, в немецкой больнице и ее значение по сравнению с другими недавними вспышками в Европе. Бык. Всемирный орган здравоохранения. 43, 669–679
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Вайнштейн И. (1947). Вспышка оспы в Нью-Йорке. Являюсь. J. Общественное здравоохранение
  37, 1376–1384
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Westwood J. C. N. (1963). Оспа в Англии и Уэльсе. Proc. R. Soc.Med. 56, 346
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Westwood J. C., Boulter E. A., Bowen E. T., Maber H. B. (1966). Экспериментальная респираторная инфекция поксвирусами. I. Клинические вирусологические и эпидемиологические исследования. Br. J. Exp. Патол. 47, 453–465
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Wong K. C., WU L.-T. (1936). История китайской медицины. Шанхай: Национальная карантинная служба, 906 [Google Scholar]

Каков основной путь передачи оспы? Значение для биозащиты

Front Cell Infect Microbiol.2012; 2: 150.

Дональд К. Милтон

¹ Мэрилендский институт прикладной гигиены окружающей среды, Школа общественного здравоохранения, Университет Мэриленда, Колледж-Парк, Мэриленд, США

² Медицинский факультет школы Мэрилендского университета of Medicine, Балтимор, Мэриленд, США

³ Департамент гигиены окружающей среды, Гарвардская школа общественного здравоохранения, Бостон, Массачусетс, США

¹ Мэрилендский институт прикладной гигиены окружающей среды, Школа общественного здравоохранения Мэрилендского университета, Колледж-Парк, Мэриленд, США

² Медицинский факультет Медицинской школы Университета Мэриленда, Балтимор, Мэриленд, США

³ Департамент гигиены окружающей среды Гарвардской школы общественного здравоохранения, Бостон, Массачусетс, США

Под редакцией: Чад Дж.Рой, Университет Тулейна, США

Рецензент: Винсент Дж. Старай, Университет Джорджии, США; Chengzhi Wang, Центр исследования рака, США

* Для переписки: Дональд К. Милтон, Мэрилендский институт прикладной гигиены окружающей среды, Школа общественного здравоохранения, Здание SPH Университета Мэриленда № 255, Колледж-Парк, Мэриленд 20742, США. e-mail: ude.dmu@notlimd

Поступила в редакцию 13 августа 2012 г .; Принято 13 ноября 2012 г.

Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает использование, распространение и воспроизведение на других форумах при условии указания авторов и источника и при условии соблюдения любых уведомлений об авторских правах, касающихся любая сторонняя графика и т. д.Эта статья цитировалась в других статьях в PMC.

Abstract

Способ передачи инфекции имеет огромное значение для эффективного сдерживания с помощью вмешательств общественного здравоохранения. Способ передачи оспы так и не был окончательно установлен. Хотя «респираторная капельная» передача обычно рассматривалась как основной способ передачи, относительная важность больших баллистических капель и аэрозолей мелких частиц, которые остаются взвешенными в воздухе более нескольких секунд, никогда не решалась.В этом обзоре изучаются данные из истории вариоляции, данные об инфекции слизистых оболочек, собранные за последние десятилетия передачи оспы, измерения аэрозолей, модели на животных, отчеты о легочной оспе среди медицинских работников и эпидемиологию оспы в отношении потенциального значения мелкодисперсных аэрозолей. опосредованная передача. Я вкратце ввожу термин «анизотропная инфекция», чтобы описать поведение Variola major, при котором путь заражения, по-видимому, влияет на тяжесть заболевания.

Ключевые слова: натуральная оспа, биотерроризм, биозащита, вирус натуральной оспы, микробиология воздуха, инфекционные заболевания, воздушно-капельная передача инфекции, контактная передача инфекции

Введение

Существуют разногласия относительно наилучшего метода защиты населения от потенциального распространения оспы. биологическое оружие (Bicknell, 2002; Fauci, 2002; Halloran et al., 2002; Kaplan et al., 2002; Mack, 2003). Моделирование инфекционных заболеваний играет важную роль в этом диалоге, и биология пути передачи, являющаяся предметом настоящего обзора, имеет решающее значение для создания соответствующих прогностических моделей и понимания того, какие меры контроля будут работать лучше всего в различных условиях (Ferguson et al., 2003).

Скорость, с которой оспа будет распространяться в развитой стране, неизвестна и является основным источником неопределенности в моделях, используемых для планирования общественного здравоохранения (Ferguson et al., 2003). Базовое репродуктивное число (R ₀ ), которое описывает тенденцию к распространению болезни, было рассчитано для оспы на основе исторических данных и вспышек в развивающихся странах (Gani and Leach, 2001; Eichner and Dietz, 2003). Поскольку R ₀ зависит от частоты контактов между людьми, на нее могут влиять изменения в окружающей среде (Anderson and May, 1991).Потенциально важное различие между современной средой и средой, используемой для оценки ₀ RR, заключается в том, что сегодня во многих зданиях, в том числе в больницах, осуществляется механическая рециркуляция воздуха. Если оспа почти полностью передавалась через контакт слизистой оболочки с крупными каплями (аэродинамический диаметр> 10 мкм), что может произойти только после контакта «лицом к лицу» на расстоянии в несколько футов, то изменения в искусственной среде не повлияют на частота контактов между людьми. Если, однако, оспа часто передавалась от человека к человеку через воздушно-капельные ядра [мелкие частицы с аэродинамическим диаметром ≤2.5 мкм, способные оставаться взвешенными в воздухе в течение нескольких часов и оседать в нижних отделах легких (Hinds, 1999)], тогда системы с механической рециркуляцией воздуха увеличивают частоту контакта, R ₀ , риск распространения эпидемии и сложность госпитализации. инфекционный контроль. К сожалению, ведущие авторитеты расходятся во мнениях относительно относительной важности путей передачи мелких и крупных частиц; некоторые утверждают, что оспа передавалась главным образом воздушно-капельным путем (Henderson et al., 1999), в то время как другие подчеркивают контакт «лицом к лицу» и заявляют, что передача инфекции воздушным путем была редкой (Центры по контролю заболеваний, 2002; Mack, 2003). В этой статье рассматриваются доказательства для каждого из этих способов передачи.

Вариоляция

До Дженнера вариоляция (Fenner et al., 1988) использовалась для снижения риска заражения натуральной оспой кожи или слизистой оболочки носа. Сам Дженнер был вариолирован в детстве. Инокуляция кожи небольшим количеством свежей жидкости из пустул, которая, вероятно, содержала большое количество инфекционных вирионов, вызвала локальное поражение со сателлитными пустулами, но генерализованная сыпь, как сообщалось, была менее серьезной, а показатели смертности обычно были в 10 раз ниже, чем при естественной сыпи. приобретенное заболевание (Fenner et al., 1988). В Китае вариоляцию часто проводили путем инокуляции слизистой оболочки носа. В некоторых отчетах описывается вдувание в нос тщательно выдержанных струпьев, смешанных с растительным материалом (MacGowan, 1884). В других сообщениях предполагается, что инсуффляция в нос считалась относительно неэффективной и что предпочтение было отдано введению в нос ватных прокладок, пропитанных порошкообразными струпьями или смазанных содержимым пузырьков (Wong and WU, 1936; Miller, 1957). Описания последнего метода не включают стареющий инфекционный материал перед использованием.

Поскольку считалось, что естественная инфекция происходит через крупные капли, оседающие на слизистой оболочке верхних дыхательных путей, эффективность интраназальной инокуляции в обеспечении низких показателей смертности трудно понять. Теория, предложенная Хендерсоном автору истории оспы (Hopkins, 1983, p. 114), заключается в том, что «вдыхаемый естественным образом вирус находился в виде достаточно мелких частиц, чтобы откладываться глубоко в легком, тогда как частицы, инокулированные путем инсуффляции носа, могли быть намного больше и, вероятно, имплантировали в нос или горло, где [только] могло образоваться локальное поражение.«Относительная важность возраста и здоровья привитых субъектов, инфекционная доза и путь воздействия неизвестны. Однако оказалось, что прививка через кожу или слизистую носа имела тенденцию вызывать измененное заболевание. Если это правда, это будет означать, что естественная передача инфекции не происходила через прямой контакт с кожей или слизистыми оболочками. На рисунке графически показано, как эти различные пути воздействия могли привести к измененным паттернам репликации вируса в организме хозяина и привести к различным рискам обширной виремии и тяжелого заболевания.

Распространение вируса натуральной оспы по телу [частично адаптировано из Fenner et al. (1988) Рис. 3.1], по-видимому, часто были менее обширными после кожной инокуляции и назальной инсуффляции по сравнению с естественной инфекцией. Это могло быть связано с менее обширной лимфатической репликацией вируса и ограниченной вирусемией через кожные и назальные пути по сравнению с инфекцией через отложение в нижних дыхательных путях. Размер стрелок представляет исторически зарегистрированные доли случаев, следующих по каждому пути.Размер X на каждом изображении представляет собой зарегистрированный уровень смертности от каждого пути. При естественном заражении показаны сыпь обыкновенного типа и плоские и геморрагические высыпания.

Парадокс инфекции слизистой оболочки

Если естественная натуральная оспа была инициирована через слизистую оболочку верхних дыхательных путей, то можно было бы ожидать ранней бессимптомной инфекции слизистой оболочки. Чтобы выяснить это, Саркар и его коллеги выполнили исследования мазков из глотки домашних контактов (Sarkar et al., 1973a, 1974) через 4–8 дней после появления сыпи в индексных случаях.Они обнаружили, что контакты с положительными посевами из горла часто не приводили к развитию оспы. В одном исследовании (Sarkar et al., 1973a) 10% (Westwood et al., 1966) из 328 контактов имели положительные мазки, но только 12% (Kaplan et al., 2002) из ​​тех, у кого были положительные мазки, заболели оспой. Из 59 невакцинированных контактов 27% (Miller, 1957) имели положительный результат посева, но только один заболел оспой. Все субъекты были вакцинированы на момент обследования. Однако вакцинация через четыре или более дней после заражения обычно считается слишком поздней для предотвращения болезни.Наблюдение за тем, что заболевание не развивалось у 94% людей с инфекцией слизистой оболочки, предполагает, что даже у не вакцинированных лиц инфицирования слизистой оболочки могло быть недостаточно, чтобы вызвать заболевание.

Саркар и его коллеги также показали, что экскреция вируса через ротоглотку была максимальной в первые дни после появления сыпи и обычно проходила не более чем через 2 недели после появления сыпи (Sarkar et al., 1973b). Рао и др. обнаружили, что орофарингеальная экскреция была наибольшей в наиболее тяжелых геморрагических случаях и соответствовала периоду заразности (Rao et al., 1968). В отличие от орофарингеальной экскреции, струпья содержали большое количество вируса независимо от тяжести заболевания (Mitra et al., 1974) и выделялись еще в течение недели или более после отрицательного результата посева из горла. Однако сами по себе струпья не были связаны с дальнейшими случаями (Rao et al., 1968; Mitra et al., 1974).

Очевидное отсутствие заразности вируса, ассоциированного с паршой, приписывают инкапсуляции сгущенным гноем (Fenner et al., 1988). Теория Хендерсона о важности мелких частиц может дать простой механизм, объясняющий, почему инкапсулированный вирус, просто заключенный в большие частицы, имел низкий инфекционный потенциал.

Sarkar et al. (1973a) были обеспокоены тем, что бессимптомные контакты могли быть заразными, потому что титры вирусов в мазках из горла были аналогичны титрам в более легких случаях оспы. Парадокс возник из этих данных, потому что никогда не было доказательств инфекции, вызванной бессимптомными домашними контактами. Тем не менее, секреция ротоглотки считалась основным источником инфекционных вирусных частиц. Объяснение может заключаться в том, что экскреция вируса через ротоглотку просто временно коррелировала с выделением вируса из других частей дыхательных путей, а не с фактическим источником тонкодисперсных вирусных аэрозолей.

Крупные брызги частиц от чихания, визуализированные с помощью высокоскоростной фотографии, состоят из частиц диаметром до 10 мкм (Papineni and Rosenthal, 1997). Более мелкие частицы могут также вытесняться из верхних дыхательных путей в результате турбулентности чихания, кашля и разговора, но в большинстве случаев они будут больше 2,5 мкм в диаметре. Однако недавние исследования показывают, что здоровое легкое генерирует большое количество мелких частиц (100–1000 / л с размером <0,3 мкм в диаметре) во время нормального дыхания (Fairchild and Stampfer, 1987), которые не выходят из ротоглотки; конденсаты этих частиц являются предметом недавних обзоров (Mutlu et al., 2001; Хант, 2002). Такие частицы могут переносить вирус натуральной оспы (диаметр 0,2–0,3 мкм), оставаться в воздухе в помещении в течение многих часов и после вдыхания оседать в основном в нижних дыхательных путях.

Есть некоторые свидетельства того, что натуральная оспа присутствовала в легких и потенциально доступна для аэрозолизации. Животные, инфицированные путем ингаляции, продуцировали высокие концентрации вируса натуральной оспы в легких (Hahon and Wilson, 1960). Fenner et al. (1988) рассматривали бронхит и пневмонит как часть нормального синдрома оспы, особенно в более тяжелых случаях, которые также были наиболее заразными (Rao et al., 1968), хотя специфические поражения в нижних отделах трахеи и бронхов встречались реже. Систематических оценок вирусной экскреции в нижних дыхательных путях несмертельных случаев не сообщалось. Таким образом, если бы некоторая степень пневмонита с выделением вируса из легких и выдохом мелкодисперсных аэрозолей натуральной оспы была признаком клинической оспы, но не была признаком бессимптомного домашнего контакта с положительными культурами из горла, тогда парадокс был бы разрешен.

Измерение и период полураспада воздушной оспы

Отбор проб воздуха на вирусы — сложная задача, и литература по этому вопросу остается скудной по сравнению с пробами бактерий и грибов (Sattar and Ijaz, 2002).Было опубликовано только три попытки обнаружения воздушно-капельной оспы. Самая ранняя попытка использовала крайне неэффективные методы и была отрицательной (Meiklejohn et al., 1961). В последующем исследовании Дауни и его коллеги использовали кратковременный отбор проб воздуха небольшого объема с помощью жидкостных импинджеров и получили 5 положительных проб из 47 попыток взятия проб выдыхаемого воздуха у пациентов (Downie et al., 1965). Предполагая, что каждый положительный образец представляет собой одну инфекционную частицу, концентрация переносимых по воздуху инфекционных частиц была равна 0.85 / м ³ ; более высокие концентрации наблюдались вблизи встряхиваемых простыней. Концентрации, вероятно, были занижены из-за нескольких часто встречающихся проблем с отбором проб воздуха на вирусы, включая неспособность импинджеров удерживать частицы диаметром менее 1 мкм, которые составляют большинство частиц в выдыхаемом воздухе, культивирование только части импинджерной жидкости , неопределенная пригодность пробы жидкости для выживания вируса и потеря инфекционности из-за травмы при взятии проб (Spendlove and Fannin, 1982).

В 1970-х Томас адаптировал пробоотборники Андерсена (способные собирать субмикронные частицы) и щелевые пробоотборники (с более низкой эффективностью для субмикронных частиц) для длительного отбора проб большого объема воздуха на вирус (Thomas, 1970a). Он показал, что 23% частиц оспы кроликов, переносимых естественным путем, имели размер ≤2,5 мкм, а 71% — от 2,5 до 10 мкм (Thomas, 1970b). И Томас, и Вествуд и др. (1966) измеряли концентрацию аэрозолей от натуральной оспы кроликов. Томас наблюдал 12 ямкообразующих единиц (PFU) на м ³ в комнате, снабженной шестью воздухообменами в час (ACH), в которой содержалось 27 больных кроликов.Westwood et al. наблюдали 44 БОЕ / м ³ в помещении, снабженном 10 ACH, содержащим 7–9 инфицированных кроликов. Westwood et al. вероятно, получили более высокие концентрации, потому что они использовали электростатический осадитель, позволяющий более эффективно собирать субмикронные частицы по сравнению с щелевым пробоотборником Томаса.

Томас также изучал случаи выздоравливающей натуральной оспы (Thomas, 1974). У одного пациента с относительно активными поражениями средняя концентрация составила приблизительно 1 БОЕ / м ³ .К сожалению, образцы были собраны на поздней стадии заболевания, когда пациент, вероятно, был минимально заразным, основываясь на сравнении с эпидемиологическими данными (Rao et al., 1968; Eichner and Dietz, 2003). Наблюдаемый вирус, передаваемый по воздуху, по-видимому, возник в результате ресуспендирования и вряд ли будет репрезентативным для концентрации респирабельной оспы в воздухе на более раннем этапе развития инфекции. Используемый метод также не смог бы собрать субмикронные частицы вирусного аэрозоля.

В целом исследования по отбору проб воздуха показывают, что животные и люди, инфицированные поксвирусами, генерируют респирабельные аэрозоли, но концентрация в воздухе может быть низкой или вирус присутствовал в воздухе в виде субмикрометровых частиц, которые невозможно собрать с помощью имеющихся инструментов.Поскольку обнаружение вирусных аэрозолей связано с потенциально большими потерями в пробоотборном оборудовании, особенно при отборе проб разбавленных естественных аэрозолей в течение продолжительных периодов времени, а также потому, что анализы зубного налета могут неточно отражать инфекционность вируса, депонированного в дыхательных путях человека при 100% относительной влажности (Spendlove and Fannin, 1982; Sattar and Ijaz, 1987, 2002) имеющиеся данные можно рассматривать как нижний предел концентрации инфекционных аэрозолей природного поксвируса.

Экспериментальные аэрозольные данные свидетельствуют о том, что поксвирус, переживший травму, вызванную искусственной аэрозолизацией, оставался заразным в течение значительных периодов времени.Аэрозоли осповакцины продемонстрировали период полураспада около 6 часов при 22 ° C и относительной влажности ≤50% с пониженной стабильностью при более высокой относительной влажности и температуре (Harper, 1961). Оказалось, что у Variola аналогичный период полураспада, и на нее не влияет относительная влажность при 26,67 ° C (Mayhew and Hahon, 1970). Другие эксперименты продемонстрировали, что воздушно-капельная осповакцина очень чувствительна к инактивации бактерицидным ультрафиолетовым светом (Edward et al., 1943; Jensen, 1964).

Животные модели

Westwood et al.(1966) продемонстрировали, что вдыхания одной БОЕ субмикронного аэрозоля осповакцины достаточно для заражения кроликов. Переносимая воздушно-капельным путем кроличья оспа была также заразной. Они продемонстрировали передачу кроличьей оспы воздушно-капельным путем от кролика к кролику в каждом из семи испытаний, поместив неинфицированных кроликов в отдельные клетки в одной комнате с инфицированными животными. Они также заразили макак-резусов с помощью субмикронных аэрозолей натуральной оспы.

В одной из самых ранних обширных моделей оспы на животных Бринкерхоф и Тайцзер (1906) сообщили об эффекте прививки обезьян cynomologus вирусом натуральной оспы в разных местах.Посев на слизистые оболочки губ, неба и носа вызывал локальные поражения, но генерализованная сыпь наблюдалась только у 10% животных. Инокуляция через кожу вызвала локальное поражение и генерализованную сыпь у 70–80% животных. У всех животных, которым были привиты царапины на слизистой оболочке трахеи с помощью жесткого бронхоскопа, появилась генерализованная сыпь, а у одного развились различные бронхит и пневмония. При инстилляции сухого содержимого пустул через гортань возникали инфекции, а при инстилляции порошкообразных корок — нет.Вдыхание распылителя содержимого везикул заразило только одну из пяти обезьян; однако о гранулометрическом составе и типе распылителя не сообщалось.

Hahon и Wilson продемонстрировали, что заражение Macaca irus высокой дозой [5 × 10 ⁵ PFU] тонкодисперсных частиц (<5 мкм) аэрозолей натуральной оспы вызывает болезнь, имитирующую оспу человека (Hahon and Wilson, 1960; Hahon, 1961). Первоначальным местом репликации вируса было легкое, с последующим появлением вируса в носоглотке и ноздрях.Пиковые концентрации вируса на грамм ткани были выше в легких, чем в верхних дыхательных путях; пик в легочной ткани произошел во время инкубационного периода, а уровни в легких снизились во время вторичной виремии и экзантемы. Сомнительно, что динамика и вирусные концентрации в легких в этой животной модели, полученные при вдыхании аэрозолей с высокой дозой, имитировали это у людей с естественной инфекцией. Однако это может иметь отношение к первому поколению пациентов, подвергшихся воздействию концентрированных аэрозолей при биологической атаке.В относительно недавнем эксперименте (Kalter et al., 1979) самка шимпанзе заразилась вирусом натуральной оспы, находясь в одной комнате, но без прямого контакта с двумя инфицированными шимпанзе. У нее появилась генерализованная сыпь, и сообщалось, что у нее были более серьезные конституциональные симптомы, чем у других шимпанзе, инфицированных кожной инокуляцией или прямым контактом. Авторы пришли к выводу, что она заразилась через аэрозоль.

Данные по животным показывают, что искусственные респирабельные аэрозоли являются эффективным средством вызывания поксвирусных инфекций, что инфекционная доза воздушно-капельным путем может быть очень низкой и что наблюдается воздушная передача оспы кроликов и оспы от животных к животным.Они также предполагают, что инокуляция слизистых оболочек была менее эффективной в отношении генерализованной сыпи, чем воздействие на нижние дыхательные пути.

«Легкое обработчика оспы»

Два отчета, один из 1940-х годов и один из 1960-х, показали, что во время эпидемий у сотрудников оспенных больниц, которые неоднократно вакцинировались, иногда развивалось недомогание, лихорадка и пневмонит без признаков заражения оспой. или других вирусов и без признаков аллергической реакции на другие агенты (Ховат и Арнотт, 1944; Моррис Эванс и Форман, 1963).В одной вспышке после исследования других возможных причин авторы объяснили это явление аллергической реакцией на вдыхание вируса натуральной оспы. Легочный очаг реакции предполагает, что вблизи больных оспой наблюдались значительные концентрации респирабельной вируса натуральной оспы. Достаточно высокие концентрации респирабельной вируса натуральной оспы для того, чтобы вызвать аллергические реакции, если это действительно так, что вызывает серьезную озабоченность в отношении вероятности передачи вируса воздушно-капельным путем.

Эпидемиологические данные

Фомиты, особенно воздействие загрязненного постельного белья на рабочих прачечной, были причастны к нескольким зарегистрированным вспышкам (Cramb, 1951).Однако во время кампании по искоренению болезни тщательное эпидемиологическое расследование редко выявляло фомиты как источник инфекции (Fenner et al., 1988). Белье было загрязнено корками, содержащими большое количество вируса (Mitra et al., 1974), и респираторными выделениями, содержащими вирус в более мелких частицах (Downie et al., 1965). Очень крупные частицы диаметром более 50–100 мкм легко реаэрозолизируются. Таким образом, редкость явных доказательств передачи через фомиты была бы удивительной, если бы воздействие вируса на слизистую оболочку верхних дыхательных путей в виде крупных частиц было эффективным средством инициирования инфекции.Однако вероятность реаэрозолизации частиц размером ≤10 мкм с поверхностей чрезвычайно мала, поскольку поверхностные силы стремятся связывать частицы тем сильнее, чем меньше размер частицы (Hinds, 1999). Таким образом, редкость передачи оспы через фомиты предполагает, что воздействие на слизистые оболочки не было основным средством передачи и согласуется с предпочтением инфекции через нижние дыхательные пути.

Редкость передачи инфекции в переполненных автобусах и поездах может свидетельствовать о том, что передача по воздуху не имеет значения.Однако Fenner et al. (1988) утверждают, что передача инфекции в общественном транспорте была редкой, поскольку пациенты редко путешествовали после болезни. Они показали, что передача действительно происходила в общественном транспорте, сообщив о случае сливной оспы, которая путешествовала на ранней стадии болезни и заразила пять человек в автобусе. Если бы большинство пациентов, которые путешествовали, выздоравливали, так что у них больше не было вируса в респираторных выделениях и они выделяли вирус только крупными частицами из струпьев, которые редко были связаны с передачей инфекции (Rao et al., 1968), то отсутствие трансмиссии в автобусах и поездах соответствовало предпочтению воздушной трансмиссии.

Мак (1972) подчеркнул, что 85% случаев имели явную связь с известными случаями. Однако оставшиеся 15% не имели очевидного воздействия, что позволяет предположить, что небольшое количество более отдаленных или случайных контактов передало инфекцию, как можно было бы ожидать, если бы оспа передавалась через разбавленные вирусные аэрозоли. Например, во время вспышки болезни в Нью-Йорке в 1947 году один вторичный случай заболевания был обнаружен в семи этажах от нее в больнице (Weinstein, 1947).Распространение оспы по ветру от больниц было единственным очевидным объяснением небольшого числа случаев во время вспышки болезни в Великобритании (Bradley, 1963; Westwood, 1963). Необъяснимая интродукция оспы в пакистанские города была наибольшей в городах, где есть помещения для лечения оспы (Thomas et al., 1972), что может свидетельствовать о том, что относительно случайный контакт или распространение через ветер могли иногда распространять инфекцию.

Некоторые хорошо известные вспышки заболеваний, связанных с больницами, ясно показывают, что передача воздушно-капельным путем на расстоянии более нескольких футов действительно происходила время от времени (Wehrle et al., 1970). Но эти примеры были редкостью. Однако, поскольку высокоинфекционные диссеминаторы редки при других инфекционных заболеваниях, передающихся воздушно-капельным путем (Riley, 1980; Olsen et al., 2003), редкость суперраспространителей оспы не является признаком того, что передача менее заразными случаями обязательно происходила другим путем.

Чтобы проверить, согласуются ли имеющиеся данные об аэрозолях натуральной оспы с наблюдениями Мака относительно известных контактов, мы можем применить стандартную вероятностную модель Пуассона воздушно-капельной инфекции, чтобы оценить, как долго восприимчивому человеку нужно будет находиться в палате пациента, чтобы иметь разумные контакты. высокая вероятность заражения болезнью (Riley et al., 1978; Рудник и Милтон, 2003). Если мы предположим, что вдыхание и осаждение в нижних дыхательных путях одной БОЕ натуральной оспы было достаточно, чтобы вызвать инфекцию, как для кроликов, подвергшихся вакцине и кроличьей оспе (Westwood et al., 1966), и если в палате пациента содержится от 0,5 до 5 БОЕ. / м ³ в частицах с 25% фракцией нижних респираторных отложений (в соответствии с литературой, обсужденной выше), чувствительному индивидуальному человеку, дышащему со скоростью 8 л / мин, потребовалось бы затратить от 1,7 до 16.7 часов в палате пациента — вероятность заражения составляет 63%. За пределами палаты пациента концентрация аэрозоля была бы намного ниже. Если бы большинство пациентов оставалось дома в небольших зданиях или в больницах без механической рециркуляции воздуха, риск заражения был бы значительно ниже за пределами палаты пациентов, что подтверждается наблюдением Mack (1972), что 85% случаев возникли в результате идентифицируемых контактов. Таким образом, преобладание идентифицируемых личных контактов среди случаев не является убедительным доказательством против передачи через мелкодисперсные аэрозоли.

Масса доказательств предполагает, что аэрозоли из мелких частиц были наиболее частым и эффективным способом передачи оспы, поскольку это объясняет относительно низкую смертность после вариоляции, редкость передачи фомитами, разрешает парадокс инфекции слизистой оболочки и согласуется с «Легкие обработчика оспы» и экспериментальные данные по аэрозолям животных и вирусов. Конечно, имели место и другие способы передачи; полномасштабное заболевание может возникнуть в результате заражения через кожу, слизистую оболочку носа или конъюнктиву.Таким образом, оспа не может быть классифицирована как «облигатное» инфекционное заболевание, передаваемое воздушно-капельным путем, такое как туберкулез (Riley et al., 1995) (иногда называемое «истинной» инфекцией, передаваемой воздушно-капельным путем), поскольку она способна вызывать заболевание через инфицирование тканей. вне нижних дыхательных путей. Однако оспа также не может быть классифицирована как изотропная инфекция (ранее называемая «оппортунистическим» инфекционным заболеванием, передающимся воздушно-капельным путем), поскольку оказалось, что она не передается с одинаковой эффективностью и вирулентностью всеми путями, будь то аэрозоль, крупные капли или прямой контакт и прививка через кожу. .Оспа, по-видимому, наиболее эффективно и опасно передается через мелкодисперсные аэрозоли, поэтому ее следует классифицировать как анизотропную инфекцию; инфекция, путь передачи которой влияет либо на вирулентность, либо на вероятность заражения, ранее называвшаяся «преимущественно» воздушно-капельным инфекционным заболеванием.

Текущие рекомендации по борьбе с вторичными инфекциями натуральной оспы подчеркивают передачу «воздушно-капельным путем к близким контактам (тем, кто находится в пределах 6–7 футов)» (Центры по контролю за заболеваниями, 2002, 2003).Рекомендации включают неукоснительное соблюдение стандартных, капельных и воздушных мер предосторожности. Однако упор на распространение через крупные капли может снизить бдительность, с которой соблюдаются более сложные меры предосторожности при переносе инфекции по воздуху. Высокие концентрации натуральной оспы в легких во время инкубационного и продромального периодов у обезьян после моделирования использования натуральной оспы в качестве биологического оружия (Hahon, 1961) могут указывать на то, что случаи первого поколения после атаки концентрированным аэрозолем могут быть более заразными, чем ожидалось на основе исторических данных. данные.Более того, поскольку меры предосторожности, связанные с воздушно-капельным путем, не являются обычным делом для всех госпитализированных пациентов, и поскольку у больных первого поколения, вероятно, изначально не будет подозрения на наличие оспы, вполне вероятно, что они не будут назначены на меры предосторожности при воздушно-капельном переносе до тех пор, пока не начнется инфекционный период. Следовательно, степень передачи второму поколению в современной больничной среде может быть больше, чем ожидалось, исходя из исторических оценок.

Эти соображения предполагают, что модели потенциального нападения оспы должны включать аэробиологическую перспективу для прогнозирования того, как инфекция может распространяться в современной среде.Особенно важно изучить передачу оспы в больницах, потому что больницы ранее определялись как основные места передачи в развитых странах, и больные пациенты неизбежно будут обращаться в больницы, по крайней мере, на ранних этапах вспышки, прежде чем появятся альтернативы (Mack, 1972, 2003). . Дополнительное внимание к профилактике передачи воздушно-капельным путем в больницах от нераспознанных случаев может быть не только важным аспектом готовности общественного здравоохранения к оспе, но также может принести пользу обществу за счет снижения заболеваемости и риска заражения атипичной пневмонией и другими возникающими воздушно-капельными инфекциями.

Заявление о конфликте интересов

Автор заявляет, что исследование проводилось в отсутствие каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Выражение признательности

Эта работа финансировалась за счет грантов на пилотные исследования от Фонда Альфреда П. Слоана и Соглашения о сотрудничестве Ассоциации школ общественного здравоохранения с Центрами по контролю за заболеваниями, Национальным институтом безопасности и гигиены труда, Национальным институтом здравоохранения. Грант R21-AI053522 по аллергии и инфекционным заболеваниям и грант 2P30ES00002 Национального института наук о состоянии окружающей среды.Я благодарю F. Fenner, C. Roy, J. Burstein, E. Nardell, M. Murray, M. First и S. Rudnick за полезные обсуждения и комментарии, а также E. Chimiak за научную иллюстрацию.

Ссылки

• Андерсон Р. М., Мэй Р. М. (1991). Инфекционные болезни человека: динамика и контроль. Оксфорд: Oxford University Press, 757 [Google Scholar]
• Bicknell W. J. (2002). Дело о добровольной вакцинации против оспы. N. Engl. J. Med. 346, 1323–1325
  10.1056 / NEJM200204253461713 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Брэдли У.Х. (1963). Оспа в Англии и Уэльсе, 1962 г. Proc. R. Soc. Med. 56, 335–338
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Brinckerhoff W. R., Tyzzer E. E. (1906). Исследования экспериментальной натуральной оспы и коровьей оспы в Квадрумане. J. Med. Res. 14, 213–359 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Центры контроля заболеваний. (2002). Информационный бюллетень по оспе. Доступно в Интернете по адресу: http://www.bt.cdc.gov/agent/smallpox/overview/disease-facts.asp (по состоянию на 13 февраля 2004 г.).
• Центры по контролю за заболеваниями.(2003). Проект руководства, C, Часть 1 «Меры инфекционного контроля в здравоохранении и в общественных местах». Доступно в Интернете по адресу: http://www.bt.cdc.gov/agent/smallpox/response-plan/files/guide-c-part-1.pdf (по состоянию на 13 февраля 2004 г.).
• Крамб Р. (1951). Вспышка оспы в Брайтоне, 1950–1951 гг. Здравоохранение
  64, 123–128
  [PubMed] [Google Scholar]
• Дауни А. В., Мейкледжон М., Сент-Винсент Л., Рао А. Р., Сундара Бабу Б. В., Кемпе К. Х. (1965). Выделение вируса оспы у пациентов и их окружения в больнице с оспой.Бык. Всемирный орган здравоохранения. 33, 615–622
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Эдвард Д., Элфорд В., Лейдлоу П. (1943). Исследования вирусных инфекций, передающихся воздушно-капельным путем. J. Hyg. (Лонд.)
  43, 1–15 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Eichner M., Dietz K. (2003). Потенциал передачи оспы: оценки основаны на подробных данных о вспышке. Являюсь. J. Epidemiol. 158, 110–117
  10.1093 / aje / kwg103 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Fairchild C. I., Stampfer J.Ф. (1987). Концентрация частиц в выдыхаемом воздухе. Являюсь. Ind. Hyg. Доц. J. 48, 948–949.
  10.1080 / 152986687

  868 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

• Fauci A. S. (2002). Политика вакцинации против оспы — необходимость диалога. N. Engl. J. Med. 346, 1319–1320
  10.1056 / NEJM200204253461711 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Феннер Ф., Хендерсон Д. А., Арита И., Джезек З., Ладный И. Д. (1988). Оспа и ее искоренение. История международного общественного здравоохранения, Vol. 6.
  Женева: Всемирная организация здравоохранения, 1460 [Google Scholar]
• Ferguson N.М., Килинг М. Дж., Эдмундс В. Дж., Гани Р., Гренфелл Б. Т., Анжерсон Р. М. и др. (2003). Планирование вспышек оспы. Природа
  425, 681–685
  10.1038 / nature02007 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Гани Р., Лич С. (2001). Потенциал передачи оспы среди современного населения. Природа
  414, 748–751
  10.1038 / 414748a [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Hahon N. (1961). Оспа и родственные поксвирусные инфекции у обезьяньих носителей. Бакт. Ред. 25, 459–476
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Hahon N., Уилсон Б. Дж. (1960). Патогенез натуральной оспы у обезьян Macaca irus . Являюсь. J. Hyg. 71, 69–80
  [PubMed] [Google Scholar]
• Хэллоран М. Э., Лонгини И. М. младший, Низам А., Ян Ю. (2002). Сдерживает биотеррористическую оспу. Наука
  298, 1428–1432
  10.1126 / science.1074674 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Харпер Г. (1961). Переносимые по воздуху микроорганизмы — тест на выживаемость с 4 вирусами. J. Hyg. (Лонд.)
  59, 479–486
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Хендерсон Д.A., Inglesby T.V., Bartlett J.G., Ascher M.S., Eitzen E., Jahrling P.B. и др. (1999). Оспа как биологическое оружие: управление медициной и общественным здравоохранением. Рабочая группа по гражданской биозащите. JAMA
  281, 2127–2137
  10.1001 / jama.281.22.2127 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Хайндс В. К. (1999). Аэрозольная технология: свойства, поведение и измерение частиц в воздухе. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Wiley, 483 [Google Scholar]
• Hopkins D. R. (1983). Князья и крестьяне: оспа в истории.Чикаго, Иллинойс: University of Chicago Press, 380 [Google Scholar]
• Ховат Х. Т., Арнотт В. М. (1944). Вспышка пневмонии у лиц, контактировавших с оспой. Ланцет
  2, 312 [Google Scholar]
• Хант Дж. (2002). Конденсат выдыхаемого воздуха: развивающийся инструмент для неинвазивной оценки заболеваний легких. J. Allergy Clin. Иммунол. 110, 28–34
  10.1067 / mai.2002.124966 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Дженсен М. (1964). Инактивация переносимых по воздуху вирусов ультрафиолетовым облучением. Прил. Microbiol.12, 418–420
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Кальтер С., Родригес А. Р., Камминс Л. Б., Хеберлинг Р. Л., Фостер С. О. (1979). Экспериментальная оспа у шимпанзе. Бык. Всемирный орган здравоохранения. 57, 637–641
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Каплан Э. Х., Крафт Д. Л., Вейн Л. М. (2002). Экстренное реагирование на приступ оспы: необходимость массовой вакцинации. Proc. Natl. Акад. Sci. США 99, 10935–10940
  10.1073 / pnas.162282799 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• MacGowan D.Дж. (1884). Отчет о здоровье Венчоу. Imp Maritime Customs II — Специальная серия: № 2
  Медицинские отчеты
  27, 16–18 [Google Scholar]
• Mack T. (2003). Другой взгляд на оспу и вакцинацию. N. Engl. J. Med. 348, 460–463
  10.1056 / NEJMsb022994 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Мак Т. М. (1972). Оспа в Европе, 1950–1971 гг. J. Infect. Дис. 125, 161–169
  10.1093 / infdis / 125.2.161 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Мэйхью К. Дж., Хахон Н. (1970). Оценка аэрозольных смесей различных вирусов.Прил. Microbiol. 20, 313–316
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Мейкледжон Г., Кемпе К. Х., Дауни А. У., Берге Т. О., Сент-Винсент Л., Рао А. Р. (1961). Отбор проб воздуха для выявления вируса натуральной оспы в больнице против оспы. Бык. Всемирный орган здравоохранения. 25, 63–67
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Миллер Г. (1957). Принятие прививки от оспы в Англии и Франции. Филадельфия, Пенсильвания: Издательство Пенсильванского университета;
  [Google Scholar]
• Митра А.К., Саркар Дж. К., Мукерджи М. К. (1974). Вирусный состав струпа оспы. Бык. Всемирный орган здравоохранения. 51, 106–107
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Моррис Эванс У. Х., Форман Х. М. (1963). Легкое обработчика оспы. Proc. R. Soc. Med. 56, 274–275
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Мутлу Г. М., Гарей К. В., Роббинс Р. А., Данцигер Л. Х., Рубинштейн И. (2001). Сбор и анализ конденсата выдыхаемого воздуха у человека. Являюсь. J. Respir. Крит. Care Med.164, 731–737
  [PubMed] [Google Scholar]
• Олсен С. Дж., Чанг Х. Л., Чунг Т. Ю., Тан А. Ф., Фиск Т. Л., Оои С. П. и др. (2003). Передача тяжелого острого респираторного синдрома в самолетах. N. Engl. J. Med. 349, 2416–2422
  10.1056 / NEJMoa031349 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Папинени Р. С., Розенталь Ф. С. (1997). Распределение размеров капель в выдыхаемом воздухе у здоровых людей. J. Aerosol. Med. 10, 105–116
  [PubMed] [Google Scholar]
• Рао А.Р., Джейкоб Э. С., Камалакши С., Аппасвами С., Брэдбери. (1968). Эпидемиологические исследования оспы. Исследование внутрисемейной передачи в 254 инфицированных семьях. Indian J. Med. Res. 56, 1826–1854 гг.
  [PubMed] [Google Scholar]
• Райли Э. К. (1980). Роль вентиляции в распространении кори в начальной школе. Анна. N.Y. Acad. Sci. 353, 25–34
  10.1111 / j.1749-6632.1980.tb18902.x [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Райли Э. К., Мерфи Г., Райли Р. Л. (1978).Распространение кори в пригородной начальной школе воздушно-капельным путем. Являюсь. J. Epidemiol. 107, 421–432
  [PubMed] [Google Scholar]
• Райли Р. Л., Миллс К. С., Ника В., Вайншток Н., Стори П. Б., Султан Л. У. и др. (1995). Воздушное распространение туберкулеза легких. Двухлетнее исследование заражения в туберкулезном отделении. 1959. Am. J. Epidemiol. 142, 3–14
  [PubMed] [Google Scholar]
• Рудник С. Н., Милтон Д. К. (2003). Риск передачи инфекции, передаваемой воздушно-капельным путем, оценивается по концентрации углекислого газа.Внутренний воздух
  13, 237–245
  10.1034 / j.1600-0668.2003.00189.x [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Саркар Дж. К., Митра А. К., Мукерджи М. К. (1974). Продолжительность выделения вируса в горле при бессимптомных бытовых контактах больных оспой. Indian J. Med. Res. 62, 1800–1803
  [PubMed] [Google Scholar]
• Саркар Дж. К., Митра А. К., Мукерджи М. К., Де С. К. (1973a). Выделение вируса при оспе. 2. Выделение из глотки при бытовых контактах. Бык. Всемирный орган здравоохранения. 48, 523–527
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Саркар Дж.К., Митра А. С., Мукерджи М. К., Де С. К., Мазумдар Д. Г. (1973b). Выделение вируса при оспе. 1. Выведение с глоткой, мочой и конъюнктивой пациентов. Бык. Всемирный орган здравоохранения. 48, 517–522
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Саттар С. А., Иджаз М. К. (1987). Распространение вирусных инфекций аэрозолями. Крит. Преподобный Энврон. Контроль
  17, 89–132 [Google Scholar]
• Саттар С. А., Иджаз М. К. (2002). Вирусы, переносимые по воздуху, в Руководстве по микробиологии окружающей среды, под ред. Херста К.Дж., Кроуфорд Р. Л., Кнудсен Г. Р., Макинерни М. Дж., Стеценбах Л. Д. (Вашингтон, округ Колумбия: ASM Press;), 871–883 [Google Scholar]
• Спендлов Дж. К., Фаннин К. Ф. (1982). Методы характеристики вирусных аэрозолей // Методы экологической вирусологии. 7, под ред. Герба С. П., Гоял С. М. (Нью-Йорк, Нью-Йорк: М., Деккер;), 261–329 [Google Scholar]
• Томас Д. Б., Мак Т. М., Али А., Музаффар Хан М. (1972). Эпидемиология оспы в Западном Пакистане. 3. Обнаружение вспышек и межлокальная передача.Являюсь. J. Epidemiol. 95, 178–189
  [PubMed] [Google Scholar]
• Thomas G. (1970a). Методика отбора проб с липкой поверхности на вирусы, переносимые по воздуху. J. Hyg. (Лонд.)
  68, 273–282
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Thomas G. (1970b). Отбор проб аэрозолей от оспы кроликов природного происхождения. J. Hyg. (Лонд.)
  68, 511–517
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Thomas G. (1974). Отбор проб воздуха на вирус оспы. J. Hyg. (Лонд.)
  73, 1–7
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Верле П.Ф., Пош Дж., Рихтер К. Х., Хендерсон Д. А. (1970). Вспышка оспы, передаваемая воздушно-капельным путем, в немецкой больнице и ее значение по сравнению с другими недавними вспышками в Европе. Бык. Всемирный орган здравоохранения. 43, 669–679
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Вайнштейн И. (1947). Вспышка оспы в Нью-Йорке. Являюсь. J. Общественное здравоохранение
  37, 1376–1384
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Westwood J. C. N. (1963). Оспа в Англии и Уэльсе. Proc. R. Soc.Med. 56, 346
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Westwood J. C., Boulter E. A., Bowen E. T., Maber H. B. (1966). Экспериментальная респираторная инфекция поксвирусами. I. Клинические вирусологические и эпидемиологические исследования. Br. J. Exp. Патол. 47, 453–465
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Wong K. C., WU L.-T. (1936). История китайской медицины. Шанхай: Национальная карантинная служба, 906 [Google Scholar]

Каков основной путь передачи оспы? Значение для биозащиты

Front Cell Infect Microbiol.2012; 2: 150.

Дональд К. Милтон

¹ Мэрилендский институт прикладной гигиены окружающей среды, Школа общественного здравоохранения, Университет Мэриленда, Колледж-Парк, Мэриленд, США

² Медицинский факультет школы Мэрилендского университета of Medicine, Балтимор, Мэриленд, США

³ Департамент гигиены окружающей среды, Гарвардская школа общественного здравоохранения, Бостон, Массачусетс, США

¹ Мэрилендский институт прикладной гигиены окружающей среды, Школа общественного здравоохранения Мэрилендского университета, Колледж-Парк, Мэриленд, США

² Медицинский факультет Медицинской школы Университета Мэриленда, Балтимор, Мэриленд, США

³ Департамент гигиены окружающей среды Гарвардской школы общественного здравоохранения, Бостон, Массачусетс, США

Под редакцией: Чад Дж.Рой, Университет Тулейна, США

Рецензент: Винсент Дж. Старай, Университет Джорджии, США; Chengzhi Wang, Центр исследования рака, США

* Для переписки: Дональд К. Милтон, Мэрилендский институт прикладной гигиены окружающей среды, Школа общественного здравоохранения, Здание SPH Университета Мэриленда № 255, Колледж-Парк, Мэриленд 20742, США. e-mail: ude.dmu@notlimd

Поступила в редакцию 13 августа 2012 г .; Принято 13 ноября 2012 г.

Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает использование, распространение и воспроизведение на других форумах при условии указания авторов и источника и при условии соблюдения любых уведомлений об авторских правах, касающихся любая сторонняя графика и т. д.Эта статья цитировалась в других статьях в PMC.

Abstract

Способ передачи инфекции имеет огромное значение для эффективного сдерживания с помощью вмешательств общественного здравоохранения. Способ передачи оспы так и не был окончательно установлен. Хотя «респираторная капельная» передача обычно рассматривалась как основной способ передачи, относительная важность больших баллистических капель и аэрозолей мелких частиц, которые остаются взвешенными в воздухе более нескольких секунд, никогда не решалась.В этом обзоре изучаются данные из истории вариоляции, данные об инфекции слизистых оболочек, собранные за последние десятилетия передачи оспы, измерения аэрозолей, модели на животных, отчеты о легочной оспе среди медицинских работников и эпидемиологию оспы в отношении потенциального значения мелкодисперсных аэрозолей. опосредованная передача. Я вкратце ввожу термин «анизотропная инфекция», чтобы описать поведение Variola major, при котором путь заражения, по-видимому, влияет на тяжесть заболевания.

Ключевые слова: натуральная оспа, биотерроризм, биозащита, вирус натуральной оспы, микробиология воздуха, инфекционные заболевания, воздушно-капельная передача инфекции, контактная передача инфекции

Введение

Существуют разногласия относительно наилучшего метода защиты населения от потенциального распространения оспы. биологическое оружие (Bicknell, 2002; Fauci, 2002; Halloran et al., 2002; Kaplan et al., 2002; Mack, 2003). Моделирование инфекционных заболеваний играет важную роль в этом диалоге, и биология пути передачи, являющаяся предметом настоящего обзора, имеет решающее значение для создания соответствующих прогностических моделей и понимания того, какие меры контроля будут работать лучше всего в различных условиях (Ferguson et al., 2003).

Скорость, с которой оспа будет распространяться в развитой стране, неизвестна и является основным источником неопределенности в моделях, используемых для планирования общественного здравоохранения (Ferguson et al., 2003). Базовое репродуктивное число (R ₀ ), которое описывает тенденцию к распространению болезни, было рассчитано для оспы на основе исторических данных и вспышек в развивающихся странах (Gani and Leach, 2001; Eichner and Dietz, 2003). Поскольку R ₀ зависит от частоты контактов между людьми, на нее могут влиять изменения в окружающей среде (Anderson and May, 1991).Потенциально важное различие между современной средой и средой, используемой для оценки ₀ RR, заключается в том, что сегодня во многих зданиях, в том числе в больницах, осуществляется механическая рециркуляция воздуха. Если оспа почти полностью передавалась через контакт слизистой оболочки с крупными каплями (аэродинамический диаметр> 10 мкм), что может произойти только после контакта «лицом к лицу» на расстоянии в несколько футов, то изменения в искусственной среде не повлияют на частота контактов между людьми. Если, однако, оспа часто передавалась от человека к человеку через воздушно-капельные ядра [мелкие частицы с аэродинамическим диаметром ≤2.5 мкм, способные оставаться взвешенными в воздухе в течение нескольких часов и оседать в нижних отделах легких (Hinds, 1999)], тогда системы с механической рециркуляцией воздуха увеличивают частоту контакта, R ₀ , риск распространения эпидемии и сложность госпитализации. инфекционный контроль. К сожалению, ведущие авторитеты расходятся во мнениях относительно относительной важности путей передачи мелких и крупных частиц; некоторые утверждают, что оспа передавалась главным образом воздушно-капельным путем (Henderson et al., 1999), в то время как другие подчеркивают контакт «лицом к лицу» и заявляют, что передача инфекции воздушным путем была редкой (Центры по контролю заболеваний, 2002; Mack, 2003). В этой статье рассматриваются доказательства для каждого из этих способов передачи.

Вариоляция

До Дженнера вариоляция (Fenner et al., 1988) использовалась для снижения риска заражения натуральной оспой кожи или слизистой оболочки носа. Сам Дженнер был вариолирован в детстве. Инокуляция кожи небольшим количеством свежей жидкости из пустул, которая, вероятно, содержала большое количество инфекционных вирионов, вызвала локальное поражение со сателлитными пустулами, но генерализованная сыпь, как сообщалось, была менее серьезной, а показатели смертности обычно были в 10 раз ниже, чем при естественной сыпи. приобретенное заболевание (Fenner et al., 1988). В Китае вариоляцию часто проводили путем инокуляции слизистой оболочки носа. В некоторых отчетах описывается вдувание в нос тщательно выдержанных струпьев, смешанных с растительным материалом (MacGowan, 1884). В других сообщениях предполагается, что инсуффляция в нос считалась относительно неэффективной и что предпочтение было отдано введению в нос ватных прокладок, пропитанных порошкообразными струпьями или смазанных содержимым пузырьков (Wong and WU, 1936; Miller, 1957). Описания последнего метода не включают стареющий инфекционный материал перед использованием.

Поскольку считалось, что естественная инфекция происходит через крупные капли, оседающие на слизистой оболочке верхних дыхательных путей, эффективность интраназальной инокуляции в обеспечении низких показателей смертности трудно понять. Теория, предложенная Хендерсоном автору истории оспы (Hopkins, 1983, p. 114), заключается в том, что «вдыхаемый естественным образом вирус находился в виде достаточно мелких частиц, чтобы откладываться глубоко в легком, тогда как частицы, инокулированные путем инсуффляции носа, могли быть намного больше и, вероятно, имплантировали в нос или горло, где [только] могло образоваться локальное поражение.«Относительная важность возраста и здоровья привитых субъектов, инфекционная доза и путь воздействия неизвестны. Однако оказалось, что прививка через кожу или слизистую носа имела тенденцию вызывать измененное заболевание. Если это правда, это будет означать, что естественная передача инфекции не происходила через прямой контакт с кожей или слизистыми оболочками. На рисунке графически показано, как эти различные пути воздействия могли привести к измененным паттернам репликации вируса в организме хозяина и привести к различным рискам обширной виремии и тяжелого заболевания.

Распространение вируса натуральной оспы по телу [частично адаптировано из Fenner et al. (1988) Рис. 3.1], по-видимому, часто были менее обширными после кожной инокуляции и назальной инсуффляции по сравнению с естественной инфекцией. Это могло быть связано с менее обширной лимфатической репликацией вируса и ограниченной вирусемией через кожные и назальные пути по сравнению с инфекцией через отложение в нижних дыхательных путях. Размер стрелок представляет исторически зарегистрированные доли случаев, следующих по каждому пути.Размер X на каждом изображении представляет собой зарегистрированный уровень смертности от каждого пути. При естественном заражении показаны сыпь обыкновенного типа и плоские и геморрагические высыпания.

Парадокс инфекции слизистой оболочки

Если естественная натуральная оспа была инициирована через слизистую оболочку верхних дыхательных путей, то можно было бы ожидать ранней бессимптомной инфекции слизистой оболочки. Чтобы выяснить это, Саркар и его коллеги выполнили исследования мазков из глотки домашних контактов (Sarkar et al., 1973a, 1974) через 4–8 дней после появления сыпи в индексных случаях.Они обнаружили, что контакты с положительными посевами из горла часто не приводили к развитию оспы. В одном исследовании (Sarkar et al., 1973a) 10% (Westwood et al., 1966) из 328 контактов имели положительные мазки, но только 12% (Kaplan et al., 2002) из ​​тех, у кого были положительные мазки, заболели оспой. Из 59 невакцинированных контактов 27% (Miller, 1957) имели положительный результат посева, но только один заболел оспой. Все субъекты были вакцинированы на момент обследования. Однако вакцинация через четыре или более дней после заражения обычно считается слишком поздней для предотвращения болезни.Наблюдение за тем, что заболевание не развивалось у 94% людей с инфекцией слизистой оболочки, предполагает, что даже у не вакцинированных лиц инфицирования слизистой оболочки могло быть недостаточно, чтобы вызвать заболевание.

Саркар и его коллеги также показали, что экскреция вируса через ротоглотку была максимальной в первые дни после появления сыпи и обычно проходила не более чем через 2 недели после появления сыпи (Sarkar et al., 1973b). Рао и др. обнаружили, что орофарингеальная экскреция была наибольшей в наиболее тяжелых геморрагических случаях и соответствовала периоду заразности (Rao et al., 1968). В отличие от орофарингеальной экскреции, струпья содержали большое количество вируса независимо от тяжести заболевания (Mitra et al., 1974) и выделялись еще в течение недели или более после отрицательного результата посева из горла. Однако сами по себе струпья не были связаны с дальнейшими случаями (Rao et al., 1968; Mitra et al., 1974).

Очевидное отсутствие заразности вируса, ассоциированного с паршой, приписывают инкапсуляции сгущенным гноем (Fenner et al., 1988). Теория Хендерсона о важности мелких частиц может дать простой механизм, объясняющий, почему инкапсулированный вирус, просто заключенный в большие частицы, имел низкий инфекционный потенциал.

Sarkar et al. (1973a) были обеспокоены тем, что бессимптомные контакты могли быть заразными, потому что титры вирусов в мазках из горла были аналогичны титрам в более легких случаях оспы. Парадокс возник из этих данных, потому что никогда не было доказательств инфекции, вызванной бессимптомными домашними контактами. Тем не менее, секреция ротоглотки считалась основным источником инфекционных вирусных частиц. Объяснение может заключаться в том, что экскреция вируса через ротоглотку просто временно коррелировала с выделением вируса из других частей дыхательных путей, а не с фактическим источником тонкодисперсных вирусных аэрозолей.

Крупные брызги частиц от чихания, визуализированные с помощью высокоскоростной фотографии, состоят из частиц диаметром до 10 мкм (Papineni and Rosenthal, 1997). Более мелкие частицы могут также вытесняться из верхних дыхательных путей в результате турбулентности чихания, кашля и разговора, но в большинстве случаев они будут больше 2,5 мкм в диаметре. Однако недавние исследования показывают, что здоровое легкое генерирует большое количество мелких частиц (100–1000 / л с размером <0,3 мкм в диаметре) во время нормального дыхания (Fairchild and Stampfer, 1987), которые не выходят из ротоглотки; конденсаты этих частиц являются предметом недавних обзоров (Mutlu et al., 2001; Хант, 2002). Такие частицы могут переносить вирус натуральной оспы (диаметр 0,2–0,3 мкм), оставаться в воздухе в помещении в течение многих часов и после вдыхания оседать в основном в нижних дыхательных путях.

Есть некоторые свидетельства того, что натуральная оспа присутствовала в легких и потенциально доступна для аэрозолизации. Животные, инфицированные путем ингаляции, продуцировали высокие концентрации вируса натуральной оспы в легких (Hahon and Wilson, 1960). Fenner et al. (1988) рассматривали бронхит и пневмонит как часть нормального синдрома оспы, особенно в более тяжелых случаях, которые также были наиболее заразными (Rao et al., 1968), хотя специфические поражения в нижних отделах трахеи и бронхов встречались реже. Систематических оценок вирусной экскреции в нижних дыхательных путях несмертельных случаев не сообщалось. Таким образом, если бы некоторая степень пневмонита с выделением вируса из легких и выдохом мелкодисперсных аэрозолей натуральной оспы была признаком клинической оспы, но не была признаком бессимптомного домашнего контакта с положительными культурами из горла, тогда парадокс был бы разрешен.

Измерение и период полураспада воздушной оспы

Отбор проб воздуха на вирусы — сложная задача, и литература по этому вопросу остается скудной по сравнению с пробами бактерий и грибов (Sattar and Ijaz, 2002).Было опубликовано только три попытки обнаружения воздушно-капельной оспы. Самая ранняя попытка использовала крайне неэффективные методы и была отрицательной (Meiklejohn et al., 1961). В последующем исследовании Дауни и его коллеги использовали кратковременный отбор проб воздуха небольшого объема с помощью жидкостных импинджеров и получили 5 положительных проб из 47 попыток взятия проб выдыхаемого воздуха у пациентов (Downie et al., 1965). Предполагая, что каждый положительный образец представляет собой одну инфекционную частицу, концентрация переносимых по воздуху инфекционных частиц была равна 0.85 / м ³ ; более высокие концентрации наблюдались вблизи встряхиваемых простыней. Концентрации, вероятно, были занижены из-за нескольких часто встречающихся проблем с отбором проб воздуха на вирусы, включая неспособность импинджеров удерживать частицы диаметром менее 1 мкм, которые составляют большинство частиц в выдыхаемом воздухе, культивирование только части импинджерной жидкости , неопределенная пригодность пробы жидкости для выживания вируса и потеря инфекционности из-за травмы при взятии проб (Spendlove and Fannin, 1982).

В 1970-х Томас адаптировал пробоотборники Андерсена (способные собирать субмикронные частицы) и щелевые пробоотборники (с более низкой эффективностью для субмикронных частиц) для длительного отбора проб большого объема воздуха на вирус (Thomas, 1970a). Он показал, что 23% частиц оспы кроликов, переносимых естественным путем, имели размер ≤2,5 мкм, а 71% — от 2,5 до 10 мкм (Thomas, 1970b). И Томас, и Вествуд и др. (1966) измеряли концентрацию аэрозолей от натуральной оспы кроликов. Томас наблюдал 12 ямкообразующих единиц (PFU) на м ³ в комнате, снабженной шестью воздухообменами в час (ACH), в которой содержалось 27 больных кроликов.Westwood et al. наблюдали 44 БОЕ / м ³ в помещении, снабженном 10 ACH, содержащим 7–9 инфицированных кроликов. Westwood et al. вероятно, получили более высокие концентрации, потому что они использовали электростатический осадитель, позволяющий более эффективно собирать субмикронные частицы по сравнению с щелевым пробоотборником Томаса.

Томас также изучал случаи выздоравливающей натуральной оспы (Thomas, 1974). У одного пациента с относительно активными поражениями средняя концентрация составила приблизительно 1 БОЕ / м ³ .К сожалению, образцы были собраны на поздней стадии заболевания, когда пациент, вероятно, был минимально заразным, основываясь на сравнении с эпидемиологическими данными (Rao et al., 1968; Eichner and Dietz, 2003). Наблюдаемый вирус, передаваемый по воздуху, по-видимому, возник в результате ресуспендирования и вряд ли будет репрезентативным для концентрации респирабельной оспы в воздухе на более раннем этапе развития инфекции. Используемый метод также не смог бы собрать субмикронные частицы вирусного аэрозоля.

В целом исследования по отбору проб воздуха показывают, что животные и люди, инфицированные поксвирусами, генерируют респирабельные аэрозоли, но концентрация в воздухе может быть низкой или вирус присутствовал в воздухе в виде субмикрометровых частиц, которые невозможно собрать с помощью имеющихся инструментов.Поскольку обнаружение вирусных аэрозолей связано с потенциально большими потерями в пробоотборном оборудовании, особенно при отборе проб разбавленных естественных аэрозолей в течение продолжительных периодов времени, а также потому, что анализы зубного налета могут неточно отражать инфекционность вируса, депонированного в дыхательных путях человека при 100% относительной влажности (Spendlove and Fannin, 1982; Sattar and Ijaz, 1987, 2002) имеющиеся данные можно рассматривать как нижний предел концентрации инфекционных аэрозолей природного поксвируса.

Экспериментальные аэрозольные данные свидетельствуют о том, что поксвирус, переживший травму, вызванную искусственной аэрозолизацией, оставался заразным в течение значительных периодов времени.Аэрозоли осповакцины продемонстрировали период полураспада около 6 часов при 22 ° C и относительной влажности ≤50% с пониженной стабильностью при более высокой относительной влажности и температуре (Harper, 1961). Оказалось, что у Variola аналогичный период полураспада, и на нее не влияет относительная влажность при 26,67 ° C (Mayhew and Hahon, 1970). Другие эксперименты продемонстрировали, что воздушно-капельная осповакцина очень чувствительна к инактивации бактерицидным ультрафиолетовым светом (Edward et al., 1943; Jensen, 1964).

Животные модели

Westwood et al.(1966) продемонстрировали, что вдыхания одной БОЕ субмикронного аэрозоля осповакцины достаточно для заражения кроликов. Переносимая воздушно-капельным путем кроличья оспа была также заразной. Они продемонстрировали передачу кроличьей оспы воздушно-капельным путем от кролика к кролику в каждом из семи испытаний, поместив неинфицированных кроликов в отдельные клетки в одной комнате с инфицированными животными. Они также заразили макак-резусов с помощью субмикронных аэрозолей натуральной оспы.

В одной из самых ранних обширных моделей оспы на животных Бринкерхоф и Тайцзер (1906) сообщили об эффекте прививки обезьян cynomologus вирусом натуральной оспы в разных местах.Посев на слизистые оболочки губ, неба и носа вызывал локальные поражения, но генерализованная сыпь наблюдалась только у 10% животных. Инокуляция через кожу вызвала локальное поражение и генерализованную сыпь у 70–80% животных. У всех животных, которым были привиты царапины на слизистой оболочке трахеи с помощью жесткого бронхоскопа, появилась генерализованная сыпь, а у одного развились различные бронхит и пневмония. При инстилляции сухого содержимого пустул через гортань возникали инфекции, а при инстилляции порошкообразных корок — нет.Вдыхание распылителя содержимого везикул заразило только одну из пяти обезьян; однако о гранулометрическом составе и типе распылителя не сообщалось.

Hahon и Wilson продемонстрировали, что заражение Macaca irus высокой дозой [5 × 10 ⁵ PFU] тонкодисперсных частиц (<5 мкм) аэрозолей натуральной оспы вызывает болезнь, имитирующую оспу человека (Hahon and Wilson, 1960; Hahon, 1961). Первоначальным местом репликации вируса было легкое, с последующим появлением вируса в носоглотке и ноздрях.Пиковые концентрации вируса на грамм ткани были выше в легких, чем в верхних дыхательных путях; пик в легочной ткани произошел во время инкубационного периода, а уровни в легких снизились во время вторичной виремии и экзантемы. Сомнительно, что динамика и вирусные концентрации в легких в этой животной модели, полученные при вдыхании аэрозолей с высокой дозой, имитировали это у людей с естественной инфекцией. Однако это может иметь отношение к первому поколению пациентов, подвергшихся воздействию концентрированных аэрозолей при биологической атаке.В относительно недавнем эксперименте (Kalter et al., 1979) самка шимпанзе заразилась вирусом натуральной оспы, находясь в одной комнате, но без прямого контакта с двумя инфицированными шимпанзе. У нее появилась генерализованная сыпь, и сообщалось, что у нее были более серьезные конституциональные симптомы, чем у других шимпанзе, инфицированных кожной инокуляцией или прямым контактом. Авторы пришли к выводу, что она заразилась через аэрозоль.

Данные по животным показывают, что искусственные респирабельные аэрозоли являются эффективным средством вызывания поксвирусных инфекций, что инфекционная доза воздушно-капельным путем может быть очень низкой и что наблюдается воздушная передача оспы кроликов и оспы от животных к животным.Они также предполагают, что инокуляция слизистых оболочек была менее эффективной в отношении генерализованной сыпи, чем воздействие на нижние дыхательные пути.

«Легкое обработчика оспы»

Два отчета, один из 1940-х годов и один из 1960-х, показали, что во время эпидемий у сотрудников оспенных больниц, которые неоднократно вакцинировались, иногда развивалось недомогание, лихорадка и пневмонит без признаков заражения оспой. или других вирусов и без признаков аллергической реакции на другие агенты (Ховат и Арнотт, 1944; Моррис Эванс и Форман, 1963).В одной вспышке после исследования других возможных причин авторы объяснили это явление аллергической реакцией на вдыхание вируса натуральной оспы. Легочный очаг реакции предполагает, что вблизи больных оспой наблюдались значительные концентрации респирабельной вируса натуральной оспы. Достаточно высокие концентрации респирабельной вируса натуральной оспы для того, чтобы вызвать аллергические реакции, если это действительно так, что вызывает серьезную озабоченность в отношении вероятности передачи вируса воздушно-капельным путем.

Эпидемиологические данные

Фомиты, особенно воздействие загрязненного постельного белья на рабочих прачечной, были причастны к нескольким зарегистрированным вспышкам (Cramb, 1951).Однако во время кампании по искоренению болезни тщательное эпидемиологическое расследование редко выявляло фомиты как источник инфекции (Fenner et al., 1988). Белье было загрязнено корками, содержащими большое количество вируса (Mitra et al., 1974), и респираторными выделениями, содержащими вирус в более мелких частицах (Downie et al., 1965). Очень крупные частицы диаметром более 50–100 мкм легко реаэрозолизируются. Таким образом, редкость явных доказательств передачи через фомиты была бы удивительной, если бы воздействие вируса на слизистую оболочку верхних дыхательных путей в виде крупных частиц было эффективным средством инициирования инфекции.Однако вероятность реаэрозолизации частиц размером ≤10 мкм с поверхностей чрезвычайно мала, поскольку поверхностные силы стремятся связывать частицы тем сильнее, чем меньше размер частицы (Hinds, 1999). Таким образом, редкость передачи оспы через фомиты предполагает, что воздействие на слизистые оболочки не было основным средством передачи и согласуется с предпочтением инфекции через нижние дыхательные пути.

Редкость передачи инфекции в переполненных автобусах и поездах может свидетельствовать о том, что передача по воздуху не имеет значения.Однако Fenner et al. (1988) утверждают, что передача инфекции в общественном транспорте была редкой, поскольку пациенты редко путешествовали после болезни. Они показали, что передача действительно происходила в общественном транспорте, сообщив о случае сливной оспы, которая путешествовала на ранней стадии болезни и заразила пять человек в автобусе. Если бы большинство пациентов, которые путешествовали, выздоравливали, так что у них больше не было вируса в респираторных выделениях и они выделяли вирус только крупными частицами из струпьев, которые редко были связаны с передачей инфекции (Rao et al., 1968), то отсутствие трансмиссии в автобусах и поездах соответствовало предпочтению воздушной трансмиссии.

Мак (1972) подчеркнул, что 85% случаев имели явную связь с известными случаями. Однако оставшиеся 15% не имели очевидного воздействия, что позволяет предположить, что небольшое количество более отдаленных или случайных контактов передало инфекцию, как можно было бы ожидать, если бы оспа передавалась через разбавленные вирусные аэрозоли. Например, во время вспышки болезни в Нью-Йорке в 1947 году один вторичный случай заболевания был обнаружен в семи этажах от нее в больнице (Weinstein, 1947).Распространение оспы по ветру от больниц было единственным очевидным объяснением небольшого числа случаев во время вспышки болезни в Великобритании (Bradley, 1963; Westwood, 1963). Необъяснимая интродукция оспы в пакистанские города была наибольшей в городах, где есть помещения для лечения оспы (Thomas et al., 1972), что может свидетельствовать о том, что относительно случайный контакт или распространение через ветер могли иногда распространять инфекцию.

Некоторые хорошо известные вспышки заболеваний, связанных с больницами, ясно показывают, что передача воздушно-капельным путем на расстоянии более нескольких футов действительно происходила время от времени (Wehrle et al., 1970). Но эти примеры были редкостью. Однако, поскольку высокоинфекционные диссеминаторы редки при других инфекционных заболеваниях, передающихся воздушно-капельным путем (Riley, 1980; Olsen et al., 2003), редкость суперраспространителей оспы не является признаком того, что передача менее заразными случаями обязательно происходила другим путем.

Чтобы проверить, согласуются ли имеющиеся данные об аэрозолях натуральной оспы с наблюдениями Мака относительно известных контактов, мы можем применить стандартную вероятностную модель Пуассона воздушно-капельной инфекции, чтобы оценить, как долго восприимчивому человеку нужно будет находиться в палате пациента, чтобы иметь разумные контакты. высокая вероятность заражения болезнью (Riley et al., 1978; Рудник и Милтон, 2003). Если мы предположим, что вдыхание и осаждение в нижних дыхательных путях одной БОЕ натуральной оспы было достаточно, чтобы вызвать инфекцию, как для кроликов, подвергшихся вакцине и кроличьей оспе (Westwood et al., 1966), и если в палате пациента содержится от 0,5 до 5 БОЕ. / м ³ в частицах с 25% фракцией нижних респираторных отложений (в соответствии с литературой, обсужденной выше), чувствительному индивидуальному человеку, дышащему со скоростью 8 л / мин, потребовалось бы затратить от 1,7 до 16.7 часов в палате пациента — вероятность заражения составляет 63%. За пределами палаты пациента концентрация аэрозоля была бы намного ниже. Если бы большинство пациентов оставалось дома в небольших зданиях или в больницах без механической рециркуляции воздуха, риск заражения был бы значительно ниже за пределами палаты пациентов, что подтверждается наблюдением Mack (1972), что 85% случаев возникли в результате идентифицируемых контактов. Таким образом, преобладание идентифицируемых личных контактов среди случаев не является убедительным доказательством против передачи через мелкодисперсные аэрозоли.

Масса доказательств предполагает, что аэрозоли из мелких частиц были наиболее частым и эффективным способом передачи оспы, поскольку это объясняет относительно низкую смертность после вариоляции, редкость передачи фомитами, разрешает парадокс инфекции слизистой оболочки и согласуется с «Легкие обработчика оспы» и экспериментальные данные по аэрозолям животных и вирусов. Конечно, имели место и другие способы передачи; полномасштабное заболевание может возникнуть в результате заражения через кожу, слизистую оболочку носа или конъюнктиву.Таким образом, оспа не может быть классифицирована как «облигатное» инфекционное заболевание, передаваемое воздушно-капельным путем, такое как туберкулез (Riley et al., 1995) (иногда называемое «истинной» инфекцией, передаваемой воздушно-капельным путем), поскольку она способна вызывать заболевание через инфицирование тканей. вне нижних дыхательных путей. Однако оспа также не может быть классифицирована как изотропная инфекция (ранее называемая «оппортунистическим» инфекционным заболеванием, передающимся воздушно-капельным путем), поскольку оказалось, что она не передается с одинаковой эффективностью и вирулентностью всеми путями, будь то аэрозоль, крупные капли или прямой контакт и прививка через кожу. .Оспа, по-видимому, наиболее эффективно и опасно передается через мелкодисперсные аэрозоли, поэтому ее следует классифицировать как анизотропную инфекцию; инфекция, путь передачи которой влияет либо на вирулентность, либо на вероятность заражения, ранее называвшаяся «преимущественно» воздушно-капельным инфекционным заболеванием.

Текущие рекомендации по борьбе с вторичными инфекциями натуральной оспы подчеркивают передачу «воздушно-капельным путем к близким контактам (тем, кто находится в пределах 6–7 футов)» (Центры по контролю за заболеваниями, 2002, 2003).Рекомендации включают неукоснительное соблюдение стандартных, капельных и воздушных мер предосторожности. Однако упор на распространение через крупные капли может снизить бдительность, с которой соблюдаются более сложные меры предосторожности при переносе инфекции по воздуху. Высокие концентрации натуральной оспы в легких во время инкубационного и продромального периодов у обезьян после моделирования использования натуральной оспы в качестве биологического оружия (Hahon, 1961) могут указывать на то, что случаи первого поколения после атаки концентрированным аэрозолем могут быть более заразными, чем ожидалось на основе исторических данных. данные.Более того, поскольку меры предосторожности, связанные с воздушно-капельным путем, не являются обычным делом для всех госпитализированных пациентов, и поскольку у больных первого поколения, вероятно, изначально не будет подозрения на наличие оспы, вполне вероятно, что они не будут назначены на меры предосторожности при воздушно-капельном переносе до тех пор, пока не начнется инфекционный период. Следовательно, степень передачи второму поколению в современной больничной среде может быть больше, чем ожидалось, исходя из исторических оценок.

Эти соображения предполагают, что модели потенциального нападения оспы должны включать аэробиологическую перспективу для прогнозирования того, как инфекция может распространяться в современной среде.Особенно важно изучить передачу оспы в больницах, потому что больницы ранее определялись как основные места передачи в развитых странах, и больные пациенты неизбежно будут обращаться в больницы, по крайней мере, на ранних этапах вспышки, прежде чем появятся альтернативы (Mack, 1972, 2003). . Дополнительное внимание к профилактике передачи воздушно-капельным путем в больницах от нераспознанных случаев может быть не только важным аспектом готовности общественного здравоохранения к оспе, но также может принести пользу обществу за счет снижения заболеваемости и риска заражения атипичной пневмонией и другими возникающими воздушно-капельными инфекциями.

Заявление о конфликте интересов

Автор заявляет, что исследование проводилось в отсутствие каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Выражение признательности

Эта работа финансировалась за счет грантов на пилотные исследования от Фонда Альфреда П. Слоана и Соглашения о сотрудничестве Ассоциации школ общественного здравоохранения с Центрами по контролю за заболеваниями, Национальным институтом безопасности и гигиены труда, Национальным институтом здравоохранения. Грант R21-AI053522 по аллергии и инфекционным заболеваниям и грант 2P30ES00002 Национального института наук о состоянии окружающей среды.Я благодарю F. Fenner, C. Roy, J. Burstein, E. Nardell, M. Murray, M. First и S. Rudnick за полезные обсуждения и комментарии, а также E. Chimiak за научную иллюстрацию.

Ссылки

• Андерсон Р. М., Мэй Р. М. (1991). Инфекционные болезни человека: динамика и контроль. Оксфорд: Oxford University Press, 757 [Google Scholar]
• Bicknell W. J. (2002). Дело о добровольной вакцинации против оспы. N. Engl. J. Med. 346, 1323–1325
  10.1056 / NEJM200204253461713 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Брэдли У.Х. (1963). Оспа в Англии и Уэльсе, 1962 г. Proc. R. Soc. Med. 56, 335–338
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Brinckerhoff W. R., Tyzzer E. E. (1906). Исследования экспериментальной натуральной оспы и коровьей оспы в Квадрумане. J. Med. Res. 14, 213–359 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Центры контроля заболеваний. (2002). Информационный бюллетень по оспе. Доступно в Интернете по адресу: http://www.bt.cdc.gov/agent/smallpox/overview/disease-facts.asp (по состоянию на 13 февраля 2004 г.).
• Центры по контролю за заболеваниями.(2003). Проект руководства, C, Часть 1 «Меры инфекционного контроля в здравоохранении и в общественных местах». Доступно в Интернете по адресу: http://www.bt.cdc.gov/agent/smallpox/response-plan/files/guide-c-part-1.pdf (по состоянию на 13 февраля 2004 г.).
• Крамб Р. (1951). Вспышка оспы в Брайтоне, 1950–1951 гг. Здравоохранение
  64, 123–128
  [PubMed] [Google Scholar]
• Дауни А. В., Мейкледжон М., Сент-Винсент Л., Рао А. Р., Сундара Бабу Б. В., Кемпе К. Х. (1965). Выделение вируса оспы у пациентов и их окружения в больнице с оспой.Бык. Всемирный орган здравоохранения. 33, 615–622
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Эдвард Д., Элфорд В., Лейдлоу П. (1943). Исследования вирусных инфекций, передающихся воздушно-капельным путем. J. Hyg. (Лонд.)
  43, 1–15 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Eichner M., Dietz K. (2003). Потенциал передачи оспы: оценки основаны на подробных данных о вспышке. Являюсь. J. Epidemiol. 158, 110–117
  10.1093 / aje / kwg103 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Fairchild C. I., Stampfer J.Ф. (1987). Концентрация частиц в выдыхаемом воздухе. Являюсь. Ind. Hyg. Доц. J. 48, 948–949.
  10.1080 / 152986687

  868 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

• Fauci A. S. (2002). Политика вакцинации против оспы — необходимость диалога. N. Engl. J. Med. 346, 1319–1320
  10.1056 / NEJM200204253461711 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Феннер Ф., Хендерсон Д. А., Арита И., Джезек З., Ладный И. Д. (1988). Оспа и ее искоренение. История международного общественного здравоохранения, Vol. 6.
  Женева: Всемирная организация здравоохранения, 1460 [Google Scholar]
• Ferguson N.М., Килинг М. Дж., Эдмундс В. Дж., Гани Р., Гренфелл Б. Т., Анжерсон Р. М. и др. (2003). Планирование вспышек оспы. Природа
  425, 681–685
  10.1038 / nature02007 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Гани Р., Лич С. (2001). Потенциал передачи оспы среди современного населения. Природа
  414, 748–751
  10.1038 / 414748a [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Hahon N. (1961). Оспа и родственные поксвирусные инфекции у обезьяньих носителей. Бакт. Ред. 25, 459–476
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Hahon N., Уилсон Б. Дж. (1960). Патогенез натуральной оспы у обезьян Macaca irus . Являюсь. J. Hyg. 71, 69–80
  [PubMed] [Google Scholar]
• Хэллоран М. Э., Лонгини И. М. младший, Низам А., Ян Ю. (2002). Сдерживает биотеррористическую оспу. Наука
  298, 1428–1432
  10.1126 / science.1074674 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Харпер Г. (1961). Переносимые по воздуху микроорганизмы — тест на выживаемость с 4 вирусами. J. Hyg. (Лонд.)
  59, 479–486
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Хендерсон Д.A., Inglesby T.V., Bartlett J.G., Ascher M.S., Eitzen E., Jahrling P.B. и др. (1999). Оспа как биологическое оружие: управление медициной и общественным здравоохранением. Рабочая группа по гражданской биозащите. JAMA
  281, 2127–2137
  10.1001 / jama.281.22.2127 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Хайндс В. К. (1999). Аэрозольная технология: свойства, поведение и измерение частиц в воздухе. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Wiley, 483 [Google Scholar]
• Hopkins D. R. (1983). Князья и крестьяне: оспа в истории.Чикаго, Иллинойс: University of Chicago Press, 380 [Google Scholar]
• Ховат Х. Т., Арнотт В. М. (1944). Вспышка пневмонии у лиц, контактировавших с оспой. Ланцет
  2, 312 [Google Scholar]
• Хант Дж. (2002). Конденсат выдыхаемого воздуха: развивающийся инструмент для неинвазивной оценки заболеваний легких. J. Allergy Clin. Иммунол. 110, 28–34
  10.1067 / mai.2002.124966 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Дженсен М. (1964). Инактивация переносимых по воздуху вирусов ультрафиолетовым облучением. Прил. Microbiol.12, 418–420
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Кальтер С., Родригес А. Р., Камминс Л. Б., Хеберлинг Р. Л., Фостер С. О. (1979). Экспериментальная оспа у шимпанзе. Бык. Всемирный орган здравоохранения. 57, 637–641
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Каплан Э. Х., Крафт Д. Л., Вейн Л. М. (2002). Экстренное реагирование на приступ оспы: необходимость массовой вакцинации. Proc. Natl. Акад. Sci. США 99, 10935–10940
  10.1073 / pnas.162282799 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• MacGowan D.Дж. (1884). Отчет о здоровье Венчоу. Imp Maritime Customs II — Специальная серия: № 2
  Медицинские отчеты
  27, 16–18 [Google Scholar]
• Mack T. (2003). Другой взгляд на оспу и вакцинацию. N. Engl. J. Med. 348, 460–463
  10.1056 / NEJMsb022994 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Мак Т. М. (1972). Оспа в Европе, 1950–1971 гг. J. Infect. Дис. 125, 161–169
  10.1093 / infdis / 125.2.161 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Мэйхью К. Дж., Хахон Н. (1970). Оценка аэрозольных смесей различных вирусов.Прил. Microbiol. 20, 313–316
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Мейкледжон Г., Кемпе К. Х., Дауни А. У., Берге Т. О., Сент-Винсент Л., Рао А. Р. (1961). Отбор проб воздуха для выявления вируса натуральной оспы в больнице против оспы. Бык. Всемирный орган здравоохранения. 25, 63–67
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Миллер Г. (1957). Принятие прививки от оспы в Англии и Франции. Филадельфия, Пенсильвания: Издательство Пенсильванского университета;
  [Google Scholar]
• Митра А.К., Саркар Дж. К., Мукерджи М. К. (1974). Вирусный состав струпа оспы. Бык. Всемирный орган здравоохранения. 51, 106–107
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Моррис Эванс У. Х., Форман Х. М. (1963). Легкое обработчика оспы. Proc. R. Soc. Med. 56, 274–275
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Мутлу Г. М., Гарей К. В., Роббинс Р. А., Данцигер Л. Х., Рубинштейн И. (2001). Сбор и анализ конденсата выдыхаемого воздуха у человека. Являюсь. J. Respir. Крит. Care Med.164, 731–737
  [PubMed] [Google Scholar]
• Олсен С. Дж., Чанг Х. Л., Чунг Т. Ю., Тан А. Ф., Фиск Т. Л., Оои С. П. и др. (2003). Передача тяжелого острого респираторного синдрома в самолетах. N. Engl. J. Med. 349, 2416–2422
  10.1056 / NEJMoa031349 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Папинени Р. С., Розенталь Ф. С. (1997). Распределение размеров капель в выдыхаемом воздухе у здоровых людей. J. Aerosol. Med. 10, 105–116
  [PubMed] [Google Scholar]
• Рао А.Р., Джейкоб Э. С., Камалакши С., Аппасвами С., Брэдбери. (1968). Эпидемиологические исследования оспы. Исследование внутрисемейной передачи в 254 инфицированных семьях. Indian J. Med. Res. 56, 1826–1854 гг.
  [PubMed] [Google Scholar]
• Райли Э. К. (1980). Роль вентиляции в распространении кори в начальной школе. Анна. N.Y. Acad. Sci. 353, 25–34
  10.1111 / j.1749-6632.1980.tb18902.x [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Райли Э. К., Мерфи Г., Райли Р. Л. (1978).Распространение кори в пригородной начальной школе воздушно-капельным путем. Являюсь. J. Epidemiol. 107, 421–432
  [PubMed] [Google Scholar]
• Райли Р. Л., Миллс К. С., Ника В., Вайншток Н., Стори П. Б., Султан Л. У. и др. (1995). Воздушное распространение туберкулеза легких. Двухлетнее исследование заражения в туберкулезном отделении. 1959. Am. J. Epidemiol. 142, 3–14
  [PubMed] [Google Scholar]
• Рудник С. Н., Милтон Д. К. (2003). Риск передачи инфекции, передаваемой воздушно-капельным путем, оценивается по концентрации углекислого газа.Внутренний воздух
  13, 237–245
  10.1034 / j.1600-0668.2003.00189.x [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Саркар Дж. К., Митра А. К., Мукерджи М. К. (1974). Продолжительность выделения вируса в горле при бессимптомных бытовых контактах больных оспой. Indian J. Med. Res. 62, 1800–1803
  [PubMed] [Google Scholar]
• Саркар Дж. К., Митра А. К., Мукерджи М. К., Де С. К. (1973a). Выделение вируса при оспе. 2. Выделение из глотки при бытовых контактах. Бык. Всемирный орган здравоохранения. 48, 523–527
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Саркар Дж.К., Митра А. С., Мукерджи М. К., Де С. К., Мазумдар Д. Г. (1973b). Выделение вируса при оспе. 1. Выведение с глоткой, мочой и конъюнктивой пациентов. Бык. Всемирный орган здравоохранения. 48, 517–522
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Саттар С. А., Иджаз М. К. (1987). Распространение вирусных инфекций аэрозолями. Крит. Преподобный Энврон. Контроль
  17, 89–132 [Google Scholar]
• Саттар С. А., Иджаз М. К. (2002). Вирусы, переносимые по воздуху, в Руководстве по микробиологии окружающей среды, под ред. Херста К.Дж., Кроуфорд Р. Л., Кнудсен Г. Р., Макинерни М. Дж., Стеценбах Л. Д. (Вашингтон, округ Колумбия: ASM Press;), 871–883 [Google Scholar]
• Спендлов Дж. К., Фаннин К. Ф. (1982). Методы характеристики вирусных аэрозолей // Методы экологической вирусологии. 7, под ред. Герба С. П., Гоял С. М. (Нью-Йорк, Нью-Йорк: М., Деккер;), 261–329 [Google Scholar]
• Томас Д. Б., Мак Т. М., Али А., Музаффар Хан М. (1972). Эпидемиология оспы в Западном Пакистане. 3. Обнаружение вспышек и межлокальная передача.Являюсь. J. Epidemiol. 95, 178–189
  [PubMed] [Google Scholar]
• Thomas G. (1970a). Методика отбора проб с липкой поверхности на вирусы, переносимые по воздуху. J. Hyg. (Лонд.)
  68, 273–282
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Thomas G. (1970b). Отбор проб аэрозолей от оспы кроликов природного происхождения. J. Hyg. (Лонд.)
  68, 511–517
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Thomas G. (1974). Отбор проб воздуха на вирус оспы. J. Hyg. (Лонд.)
  73, 1–7
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Верле П.Ф., Пош Дж., Рихтер К. Х., Хендерсон Д. А. (1970). Вспышка оспы, передаваемая воздушно-капельным путем, в немецкой больнице и ее значение по сравнению с другими недавними вспышками в Европе. Бык. Всемирный орган здравоохранения. 43, 669–679
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Вайнштейн И. (1947). Вспышка оспы в Нью-Йорке. Являюсь. J. Общественное здравоохранение
  37, 1376–1384
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Westwood J. C. N. (1963). Оспа в Англии и Уэльсе. Proc. R. Soc.Med. 56, 346
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Westwood J. C., Boulter E. A., Bowen E. T., Maber H. B. (1966). Экспериментальная респираторная инфекция поксвирусами. I. Клинические вирусологические и эпидемиологические исследования. Br. J. Exp. Патол. 47, 453–465
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Wong K. C., WU L.-T. (1936). История китайской медицины. Шанхай: Национальная карантинная служба, 906 [Google Scholar]

Оспа

Последняя редакция: октябрь 2011 г.

Что такое оспа?

Оспа — это острое, заразное и иногда смертельное заболевание, вызываемое вирусом натуральной оспы и характеризующееся лихорадкой и характерной прогрессирующей кожной сыпью.

Кто болеет оспой?

Последний случай естественной оспы произошел в Сомали в 1977 году, и Всемирная организация здравоохранения считает, что эта болезнь искоренена с 1979 года. Последний случай заболевания в Соединенных Штатах был в 1949 году. Однако, учитывая угрозу биотерроризма с 11 сентября. , 2001, это считается болезнью, которая могла быть намеренно выпущена во время биотеррористической атаки.

Как распространяется оспа?

Оспа передается при контакте с инфицированными людьми.Как правило, для передачи оспы от одного человека к другому требуется прямой и довольно продолжительный личный контакт. Оспа также может передаваться через прямой контакт с инфицированными биологическими жидкостями или зараженными предметами, такими как постельное белье или одежда.

Каковы симптомы оспы?

Симптомы оспы начинаются с высокой температуры, болей в голове и теле, а иногда и с рвоты. Затем следует сыпь, которая распространяется и прогрессирует в выпуклые шишки и заполненные гноем волдыри, которые покрываются коркой, покрываются коркой и отпадают примерно через три недели, оставляя рубец с ямками.

Как скоро после заражения появляются симптомы?

После заражения симптомы оспы проявляются через 7-17 дней (среднее время инкубации составляет от 12 до 14 дней). В это время инфицированный человек чувствует себя нормально и не заразен.

Как диагностируется оспа?

Оспа может быть диагностирована на основании клинических признаков и симптомов пациента. Заболевание может быть точно диагностировано путем выделения вируса из крови или поражений или путем идентификации антител в крови, выработанных в ответ на вирус.Диагноз оспы ставится в специализированных лабораториях с соответствующими методами тестирования и мерами по защите лабораторных работников.

Как лечить оспу?

Вакцина, вводимая в течение четырех дней после контакта с вирусом и до появления сыпи, обеспечивает защитный иммунитет и может предотвратить инфекцию или уменьшить тяжесть заболевания. В настоящее время не существует эффективного лечения, кроме купирования симптомов. Ряд соединений исследуется в качестве химиотерапевтических средств.

Что можно сделать, чтобы предотвратить распространение оспы?

Если вирус представится снова, это можно предотвратить путем вакцинации близких людей, контактировавших с инфицированными.

Распространение болезней по Шелковому пути: оспа

Эта статья является второй из серии статей о распространении болезней по Шелковому пути, в которой исследует способы, с помощью которых люди исторически реагировали на болезни, и исследует, как мы могли бы подойти к этому вопросу. новые вызовы, возникающие сегодня.Он использует Шелковый путь как поучительный пример преимуществ взаимосвязанного мира, основанного на сотрудничестве и своевременном и надежном обмене знаниями. В этой статье подробно рассказывается о распространении оспы по Шелковому пути и о новых мерах общественного здравоохранения для борьбы с ней, включая вариоляцию, а затем и вакцины.

Куда бы люди, животные и товары не перемещались и приносили обогащающий эффект, нежелательные явления, такие как болезни, также передавались в широком масштабе.Исторически сложилось так, что торговля и передвижение неизбежно играли важную роль в распространении инфекционных заболеваний. Помимо болезней, вызываемых бактериями, таких как чума, многие вирусы передаются по Шелковому пути. Одним из ярких примеров вирусного заболевания, которое было распространено на протяжении большей части истории человечества, является оспа. Однако точно так же, как сама болезнь распространилась по Шелковому пути, также был принят ряд мер общественного здравоохранения, направленных на борьбу с ней, включая ранний предшественник вакцинации, практику, известную как «вариоляция».Действительно, первые в истории вакцины использовались для защиты людей от заражения оспой, которая с тех пор была успешно искоренена во всем мире благодаря широкомасштабным международным программам вакцинации в 20 ^-м -м веке.

Оспа — это инфекционное заболевание, вызываемое вирусом натуральной оспы, при котором по всему телу образуются небольшие язвочки. Болезнь распространяется через контакт с инфицированным человеком или через зараженный предмет, например одежду или постельное белье. Хотя точное происхождение оспы неизвестно, есть свидетельства того, что это заболевание присутствовало в Древнем Египте еще с 3 ^{года до} века до нашей эры.Похоже, что торговля сыграла раннюю роль в распространении оспы, и среди историков есть предположение, что торговцы из Египта могли передать болезнь на Индийский субконтинент где-то в 1 ^{-м тысячелетии до нашей эры. Некоторые из самых ранних письменных описаний оспы датируются 4 -м -м веком н.э. Китай, и по мере роста торговли вдоль Шелкового пути в 6 -м -м веке н.э. болезнь быстро распространилась на Японию и на Корейский полуостров. Примечательно, что оспа разразилась между 735 — 737 годами нашей эры в Японии, где, как полагают, погибла до одной трети населения.}

К 7 ^-му веку н.э., по мере роста торговли и путешествий по Шелковому пути, оспа стала «эндемической» (вспышки, регулярно повторяющиеся среди определенного населения) на Индийском субконтиненте. Мусульманская экспансия в это время распространила оспу на Северную Африку, Испанию и Португалию. В ^{-м —} веке нашей эры персидский врач Рази, один из первых сторонников экспериментальной медицины и главный врач больниц Багдада и Рей в Аббасидском халифате, дал одно из наиболее точных описаний оспы и первый отчет, отличающий ее от других. подобные заболевания, такие как корь и ветряная оспа.К 10 ^-му -му веку оспа распространилась по всей Анатолии, с новой волной повышенной активности вдоль Шелкового пути в 13 ^-м веках н.э., в результате чего болезнь стала эндемичной в ранее незатронутых областях, таких как Центральная и Северная Европа. В 15–^–-м веке португальские экспедиции на западное побережье Африки и открытие новых торговых путей распространили болезнь на другие, ранее не пораженные территории.

Несмотря на то, что перемещение людей и товаров на огромные расстояния, несомненно, способствовало распространению болезней, медицинские науки были одним из непосредственных бенефициаров межкультурного обмена.Прекрасным примером этого является развитие и распространение «вариоляции», практики, которая была ранним предшественником вакцинации против оспы. Есть ранние свидетельства того, как священники с Индийского субконтинента путешествовали по Шелковому пути, популяризируя практику того, что они называли «тика», ранняя попытка прививки (введение болезнетворного агента для выработки иммунитета к определенному заболеванию). Это включало в себя взятие материала из язв больного оспой и нанесение его на небольшую рану на неинфицированном человеке, идея заключалась в том, что у неинфицированного человека разовьется только очень легкий случай заболевания, а после выздоровления он станет невосприимчивым к серьезным случаям. в будущем.

Эта практика могла развиться независимо на Индийском субконтиненте или, альтернативно, практикующие могли научиться ей от мусульманских врачей, которые сами познакомились с этой практикой во время путешествий и торговли с Китаем. Еще в 1400-х годах медицинские целители в Китае осознали, что те, кто пережил оспу, больше не заразились этой болезнью, и сделали вывод, что воздействие болезни защищает человека от ее будущих проявлений. Это наблюдение привело к второму важному показателю общественного здравоохранения, заключающемуся в том, что те, кто заразился этой болезнью и выжили, могли лечить и заботиться о новых пациентах, поскольку они обладали естественным иммунитетом и вряд ли заболели во второй раз.Чтобы передать этот иммунитет новым пациентам, китайские врачи измельчали ​​корки оспы в порошок и вставляли его в нос человеку с помощью длинной серебряной трубки. Если бы было проглочено только очень небольшое количество вируса, у этого человека было бы легкое переживание болезни, и он был бы иммунизирован на всю жизнь. Аналогичная практика «вариоляции» была также задокументирована в Африке в отчетах из нынешнего Судана. К XVI ^{-м годам} -го века эта практика была широко распространенной мерой общественного здравоохранения, введенной во многих регионах Шелкового пути, доходящей до Анатолии, и была введена через описания путешественников и торговцев.

На протяжении всей истории, по мере того, как мы улучшали знания о том, как передаются болезни, как их лечить, и о соответствующих мерах общественного здравоохранения, предотвращающих их распространение, основной тенденцией для многих эндемических болезней было постепенное снижение их воздействия с течением времени. . В случае ряда вирусных заболеваний эти меры включали разработку вакцинации, которая, как и практика вариоляции, имеет исторический прецедент в медицине, передаваемой по Шелковому пути.В 18, ^и веках английский врач Эдвард Дженнер развил идею вариоляции и внес большой вклад в разработку современной противооспенной вакцины. Он заметил, что те, кто заразился коровьей оспой, похожей, но более легкой вирусной инфекцией, редко заболевали оспой в более позднем возрасте. Термин «вакцина» происходит от коровьей оспы, известной на латыни как вакцина натуральной оспы, . Скоординированные международные программы вакцинации на протяжении 20–^–-го века привели к искоренению оспы в 1980 году, и сегодня вспышки этой болезни больше не происходят нигде в мире.Ликвидация оспы является свидетельством развития медицинских наук на протяжении длительного периода времени, основанного на уже существующих медицинских знаниях и обмена ими, а также координации инициатив в области общественного здравоохранения. Естественный предшественник этой вакцинации восходит к многим сотням лет и берет свое начало в многочисленных обменах в области медицинских наук, происходящих на Шелковом пути.