El ántrax es una infección causada por la bacteria Bacillus anthracis . [2] La infección generalmente ocurre por contacto con la piel , inhalación o absorción intestinal. [9] El inicio de los síntomas ocurre entre un día y más de dos meses después de contraer la infección. [1] La forma cutánea se presenta con una pequeña ampolla con hinchazón circundante que a menudo se convierte en una úlcera indolora con un centro negro. [1] La forma por inhalación se presenta con fiebre, dolor en el pecho y dificultad para respirar . [1] La forma intestinal se presenta con diarrea (que puede contener sangre), dolores abdominales, náuseas y vómitos. [1]
Según los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades de Estados Unidos , las primeras descripciones clínicas del ántrax cutáneo fueron realizadas por Maret en 1752 y Fournier en 1769. Antes de eso, el ántrax había sido descrito sólo en relatos históricos. El científico alemán Robert Koch fue el primero en identificar a Bacillus anthracis como la bacteria que causa el ántrax.
El ántrax se transmite por contacto con las esporas de la bacteria , que suelen aparecer en productos animales infecciosos. [10] El contacto se produce al respirar o comer o a través de una zona de piel lesionada. [10] Normalmente no se transmite directamente entre personas. [10] Los factores de riesgo incluyen a las personas que trabajan con animales o productos animales y al personal militar. [3] El diagnóstico se puede confirmar encontrando anticuerpos o la toxina en la sangre o mediante un cultivo de una muestra del sitio infectado. [4]
Se recomienda la vacunación contra el ántrax para las personas con alto riesgo de infección. [3] Se recomienda inmunizar a los animales contra el ántrax en áreas donde se han producido infecciones previas. [10] Un tratamiento de dos meses con antibióticos como ciprofloxacino , levofloxacino y doxiciclina después de la exposición también puede prevenir la infección. [5] Si se produce la infección, el tratamiento es con antibióticos y posiblemente antitoxina . [6] El tipo y la cantidad de antibióticos utilizados dependen del tipo de infección. [5] La antitoxina se recomienda para aquellos con una infección generalizada. [5]
El ántrax humano es una enfermedad poco común, más común en África y en el centro y sur de Asia. [11] También se presenta con más regularidad en el sur de Europa que en otras partes del continente y es poco común en el norte de Europa y América del Norte. [12] A nivel mundial, se producen al menos 2000 casos al año, con aproximadamente dos casos al año en los Estados Unidos. [8] [13] Las infecciones de la piel representan más del 95% de los casos. [7] Sin tratamiento, el riesgo de muerte por ántrax cutáneo es del 23,7%. [5] Para la infección intestinal, el riesgo de muerte es del 25 al 75%, mientras que el ántrax respiratorio tiene una mortalidad del 50 al 80%, incluso con tratamiento. [5] [7] Hasta el siglo XX, las infecciones por ántrax mataban a cientos de miles de personas y animales cada año. [14] En los animales herbívoros, la infección se produce cuando comen o respiran las esporas mientras pastan. [11] Los animales pueden infectarse al matar y/o comer animales infectados. [11]
Varios países han desarrollado el ántrax como arma . [7] Se ha utilizado en la guerra biológica y el bioterrorismo desde 1914. En 1975, la Convención sobre Armas Biológicas prohibió el "desarrollo, producción y almacenamiento" de armas biológicas. Desde entonces se ha utilizado en el bioterrorismo. Los métodos probables de entrega del ántrax como arma incluyen la dispersión aérea o la dispersión a través del ganado; los usos notables en bioterrorismo incluyen los ataques con ántrax de 2001 y un incidente en 1993 por el grupo Aum Shinrikyo .
El nombre inglés proviene de ántrax ( ἄνθραξ ), la palabra griega para carbón, [15] [16] posiblemente de etimología egipcia , [17] debido a las lesiones cutáneas negras características que desarrollan las personas con una infección cutánea por ántrax. La escara negra central rodeada de piel de un rojo intenso se reconoce desde hace mucho tiempo como típica de la enfermedad. El primer uso registrado de la palabra "ántrax" en inglés se encuentra en una traducción de 1398 de la obra de Bartholomaeus Anglicus De proprietatibus rerum ( Sobre las propiedades de las cosas , 1240). [18]
Históricamente, el ántrax se conocía por una amplia variedad de nombres que indicaban sus síntomas, su ubicación y los grupos considerados más vulnerables a la infección. Entre ellos se incluyen la peste siberiana, la enfermedad de Cumberland , la enfermedad carbonosa, la fiebre esplénica, el edema maligno, la enfermedad de Woolsorter y la enfermedad de Bradford . [19]
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El ántrax cutáneo, también conocido como enfermedad de Hide-Porter, es cuando el ántrax se presenta en la piel. Es la forma más común (>90% de los casos) y menos peligrosa (baja mortalidad con tratamiento, 23,7% de mortalidad sin tratamiento). [20] [5] El ántrax cutáneo se presenta como una lesión cutánea similar a un furúnculo que finalmente forma una úlcera con un centro negro ( escara ). La escara negra a menudo aparece como una úlcera necrótica grande e indolora (que comienza como una lesión cutánea irritante y con picazón o ampolla que es oscura y generalmente se concentra como un punto negro, algo parecido al moho del pan) en el sitio de la infección. En general, las infecciones cutáneas se forman dentro del sitio de penetración de las esporas de dos a cinco días después de la exposición. A diferencia de los moretones o la mayoría de las otras lesiones, las infecciones cutáneas por ántrax normalmente no causan dolor. Los ganglios linfáticos cercanos pueden infectarse, enrojecerse, hincharse y doler. Pronto se forma una costra sobre la lesión y se cae en unas pocas semanas. La recuperación completa puede tardar más. [21] El ántrax cutáneo suele producirse cuando las esporas de B. anthracis entran a través de cortes en la piel. Esta forma se encuentra con mayor frecuencia cuando los seres humanos manipulan animales infectados o productos animales. [22]
En diciembre de 2009, se produjo un brote de ántrax entre usuarios de heroína inyectables en las zonas de Glasgow y Stirling en Escocia, que causó 14 muertes. [23] Fue el primer brote de ántrax humano no ocupacional documentado en el Reino Unido desde 1960. [23] Se cree que la fuente del ántrax fue la dilución de la heroína con harina de huesos en Afganistán. [24] El ántrax inyectado puede tener síntomas similares al ántrax cutáneo, con la excepción de las zonas negras, [25] y también puede causar una infección profunda en el músculo y propagarse más rápidamente. [26] Esto puede dificultar su reconocimiento y tratamiento.
El ántrax por inhalación suele desarrollarse en el plazo de una semana después de la exposición, pero puede tardar hasta dos meses. [27] Durante los primeros días de la enfermedad, la mayoría de las personas tienen fiebre, escalofríos y fatiga. [27] Estos síntomas pueden ir acompañados de tos, dificultad para respirar, dolor en el pecho y náuseas o vómitos, lo que hace que el ántrax por inhalación sea difícil de distinguir de la gripe y la neumonía adquirida en la comunidad . [27] Esto a menudo se describe como el período prodrómico. [27]
Durante el siguiente día, la falta de aire, la tos y el dolor en el pecho se vuelven más comunes, y las molestias que no involucran el pecho, como náuseas, vómitos, estado mental alterado, sudores y dolor de cabeza, se desarrollan en un tercio o más de las personas. [27] Los síntomas del tracto respiratorio superior ocurren en solo una cuarta parte de las personas, y los dolores musculares son raros. [27] El estado mental alterado o la falta de aire generalmente llevan a las personas a la atención médica y marcan la fase fulminante de la enfermedad. [27]
La infección afecta primero los ganglios linfáticos del pecho, en lugar de los pulmones, una afección llamada mediastinitis hemorrágica , que hace que se acumule líquido sanguinolento en la cavidad torácica, lo que provoca dificultad para respirar. La segunda etapa (neumonía) ocurre cuando la infección se propaga desde los ganglios linfáticos a los pulmones. Los síntomas de la segunda etapa se desarrollan repentinamente en cuestión de horas o días después de la primera etapa. Los síntomas incluyen fiebre alta, dificultad para respirar extrema, shock y muerte rápida dentro de las 48 horas en los casos fatales. [28]
La infección gastrointestinal (GI) es causada con mayor frecuencia por el consumo de carne infectada con ántrax y se caracteriza por diarrea, posiblemente con sangre, dolores abdominales, inflamación aguda del tracto intestinal y pérdida de apetito. [29] Ocasionalmente, pueden producirse vómitos con sangre . Se han encontrado lesiones en los intestinos, la boca y la garganta. Después de que la bacteria invade el sistema gastrointestinal, se propaga al torrente sanguíneo y a todo el cuerpo, mientras continúa produciendo toxinas. [30]
Bacillus anthracis es una bacteria Gram-positiva , anaerobia facultativa [31] con forma de bastón y de un tamaño de aproximadamente 1 por 9 μm. [2] Robert Koch demostró que causaba enfermedades en 1876 cuando tomó una muestra de sangre de una vaca infectada, aisló las bacterias y las puso en un ratón. [32] La bacteria normalmente permanece en forma de espora en el suelo y puede sobrevivir durante décadas en este estado. Los herbívoros a menudo se infectan mientras pastan, especialmente cuando comen vegetación áspera, irritante o puntiaguda; se ha planteado la hipótesis de que la vegetación causa heridas en el tracto gastrointestinal, lo que permite la entrada de las esporas bacterianas en los tejidos. Una vez ingeridas o colocadas en una herida abierta, las bacterias comienzan a multiplicarse dentro del animal o humano y generalmente matan al huésped en unos pocos días o semanas. Las esporas germinan en el sitio de entrada a los tejidos y luego se propagan por la circulación a los vasos linfáticos, donde las bacterias se multiplican. [33]
La producción de dos potentes exotoxinas y una toxina letal por parte de la bacteria causa la muerte. Los veterinarios a menudo pueden detectar una posible muerte inducida por ántrax por su aparición repentina y la sangre oscura que no coagula y que rezuma de los orificios corporales. La mayoría de las bacterias del ántrax dentro del cuerpo después de la muerte son superadas y destruidas por bacterias anaeróbicas en cuestión de minutos a horas después de la muerte , pero las bacterias vegetativas del ántrax que escapan del cuerpo a través de la sangre que rezuma o al abrir el cadáver pueden formar esporas resistentes. Estas bacterias vegetativas no son contagiosas. [34] Se forma una espora por bacteria vegetativa. No se conocen los desencadenantes de la formación de esporas, pero la tensión de oxígeno y la falta de nutrientes pueden desempeñar un papel. Una vez formadas, estas esporas son muy difíciles de erradicar. [ cita requerida ]
La infección de los herbívoros (y ocasionalmente de los humanos) por inhalación normalmente comienza con las esporas inhaladas que se transportan a través de las vías respiratorias hasta los diminutos sacos de aire (alvéolos) de los pulmones. Luego, las esporas son recogidas por células carroñeras ( macrófagos ) en los pulmones y transportadas a través de pequeños vasos ( linfáticos ) hasta los ganglios linfáticos de la cavidad torácica central ( mediastino ). El daño causado por las esporas y los bacilos del ántrax en la cavidad torácica central puede causar dolor en el pecho y dificultad para respirar. Una vez en los ganglios linfáticos, las esporas germinan en bacilos activos que se multiplican y finalmente revientan los macrófagos, liberando muchos más bacilos en el torrente sanguíneo para ser transferidos a todo el cuerpo. Una vez en el torrente sanguíneo, estos bacilos liberan tres proteínas: factor letal , factor de edema y antígeno protector. Los tres no son tóxicos por sí mismos, pero su combinación es increíblemente letal para los humanos. [35] El antígeno protector se combina con estos otros dos factores para formar la toxina letal y la toxina del edema, respectivamente. Estas toxinas son los principales agentes de destrucción de tejidos, hemorragia y muerte del huésped. Si los antibióticos se administran demasiado tarde, incluso si los antibióticos erradican las bacterias, algunos huéspedes mueren de toxemia porque las toxinas producidas por los bacilos permanecen en sus sistemas en niveles de dosis letales. [36]
El ántrax puede entrar en el cuerpo humano a través de los intestinos (gastrointestinal), los pulmones (pulmonar) o la piel (cutáneo), y causa síntomas clínicos distintos según su sitio de entrada. [13] El ántrax no suele transmitirse de un humano infectado a uno no infectado. [13] Si la enfermedad es mortal para el cuerpo de la persona, su masa de bacilos de ántrax se convierte en una fuente potencial de infección para otros y se deben tomar precauciones especiales para evitar una mayor contaminación. [13] El ántrax pulmonar, si no se trata, casi siempre es mortal. [13] Históricamente, el ántrax pulmonar se llamaba enfermedad de los clasificadores de lana porque era un riesgo ocupacional para las personas que clasificaban la lana . [37] Hoy en día, esta forma de infección es extremadamente rara en las naciones industrializadas. [37] El ántrax cutáneo es la forma más común de transmisión, pero también la menos peligrosa de las tres. [9] El ántrax gastrointestinal es probablemente mortal si no se trata, pero es muy raro. [9]
Las esporas del ántrax pueden sobrevivir en condiciones duras durante décadas o incluso siglos. [38] Estas esporas se pueden encontrar en todos los continentes, incluida la Antártida. [39] Se sabe que las tumbas perturbadas de animales infectados causan infección después de 70 años. [40] En uno de esos casos, un niño murió de ántrax gastrointestinal debido a la descongelación de cadáveres de renos de 75 años antes del contacto. [41] Las esporas del ántrax viajaron a través del agua subterránea utilizada para beber y causaron que decenas de personas fueran hospitalizadas, en su mayoría niños. [41] La exposición ocupacional a animales infectados o sus productos (como piel, lana y carne) es la vía habitual de exposición para los humanos. [42] Los trabajadores expuestos a animales muertos y productos animales corren el mayor riesgo, especialmente en países donde el ántrax es más común. [42] El ántrax en el ganado que pasta en pastizales abiertos donde se mezcla con animales salvajes todavía ocurre ocasionalmente en los EE. UU. y en otros lugares. [42]
Muchos trabajadores que trabajan con lana y pieles de animales están expuestos rutinariamente a niveles bajos de esporas de ántrax, pero la mayoría de los niveles de exposición no son suficientes para producir infección. [43] Se informa que una infección letal resulta de la inhalación de aproximadamente 10.000 a 20.000 esporas, aunque esta dosis varía entre las especies hospedadoras. [43]
La letalidad de la enfermedad del ántrax se debe a los dos principales factores de virulencia de la bacteria: la cápsula de ácido poli-D-glutámico , que protege a la bacteria de la fagocitosis por los neutrófilos del huésped; y la toxina proteica tripartita, llamada toxina del ántrax , que consiste en antígeno protector (PA), factor de edema (EF) y factor letal (LF). [44] PA más LF produce toxina letal, y PA más EF produce toxina de edema. Estas toxinas causan muerte e hinchazón del tejido ( edema ), respectivamente. Para entrar en las células, el edema y los factores letales utilizan otra proteína producida por B. anthracis llamada antígeno protector, que se une a dos receptores de superficie en la célula huésped. Luego, una proteasa celular escinde PA en dos fragmentos: PA 20 y PA 63. PA 20 se disocia en el medio extracelular, sin desempeñar ningún papel adicional en el ciclo tóxico. El PA 63 luego se oligomeriza con otros seis fragmentos de PA 63 formando una estructura en forma de anillo heptamérica llamada preporo. Una vez en esta forma, el complejo puede unirse competitivamente hasta tres EF o LF, formando un complejo resistente. [35] A continuación se produce la endocitosis mediada por receptores, que proporciona al complejo tóxico recién formado acceso al interior de la célula huésped. El entorno acidificado dentro del endosoma hace que el heptámero libere el LF y/o EF en el citosol. [45] Se desconoce cómo exactamente el complejo provoca la muerte de la célula.
El factor de edema es una adenilato ciclasa dependiente de calmodulina . La adenilato ciclasa cataliza la conversión de ATP en AMP cíclico (cAMP) y pirofosfato . La complexación de la adenilato ciclasa con calmodulina elimina la estimulación de la señalización desencadenada por calcio por parte de la calmodulina, inhibiendo así la respuesta inmunitaria. [35] Para ser más específicos, el LF inactiva los neutrófilos (un tipo de célula fagocítica) mediante el proceso que acabamos de describir para que no puedan fagocitar bacterias. A lo largo de la historia, se supuso que el factor letal hacía que los macrófagos produjeran TNF-alfa e interleucina 1 beta (IL1B). El TNF-alfa es una citocina cuya función principal es regular las células inmunitarias, así como inducir la inflamación y la apoptosis o muerte celular programada. La interleucina 1 beta es otra citocina que también regula la inflamación y la apoptosis. La sobreproducción de TNF-alfa e IL1B finalmente conduce al shock séptico y la muerte. Sin embargo, evidencia reciente indica que el ántrax también ataca a las células endoteliales que recubren cavidades importantes como la cavidad pericárdica , la cavidad pleural y la cavidad peritoneal , los vasos linfáticos y los vasos sanguíneos, lo que causa una fuga vascular de líquido y células y, en última instancia, un shock hipovolémico y un shock séptico. [ cita requerida ]
Se pueden utilizar varias técnicas para la identificación directa de B. anthracis en material clínico. En primer lugar, las muestras pueden teñirse con Gram . Las especies de Bacillus son bastante grandes (de 3 a 4 μm de largo), pueden crecer en cadenas largas y se tiñen como Gram-positivas. Para confirmar que el organismo es B. anthracis , se pueden utilizar técnicas de diagnóstico rápido como ensayos basados en la reacción en cadena de la polimerasa y microscopía de inmunofluorescencia . [46]
Todas las especies de Bacillus crecen bien en agar sangre de carnero al 5% y otros medios de cultivo de rutina. Se puede utilizar polimixina-lisozima-EDTA-acetato de talio para aislar B. anthracis de muestras contaminadas, y se utiliza agar bicarbonato como método de identificación para inducir la formación de cápsulas. Bacillus spp. generalmente crece dentro de las 24 horas posteriores a la incubación a 35 °C, en aire ambiente (temperatura ambiente) o en CO 2 al 5% . Si se utiliza agar bicarbonato para la identificación, entonces el medio debe incubarse en CO 2 al 5% . Las colonias de B. anthracis son medianas a grandes, grises, planas e irregulares con proyecciones en espiral, a menudo se las denomina con apariencia de " cabeza de medusa ", y no son hemolíticas en agar sangre de carnero al 5%. Las bacterias no son móviles, susceptibles a la penicilina y producen una amplia zona de lecitinasa en agar yema de huevo. Las pruebas de confirmación para identificar B. anthracis incluyen pruebas de bacteriófagos gamma, hemaglutinación indirecta y ensayo inmunoabsorbente ligado a enzimas para detectar anticuerpos. [47] La mejor prueba de precipitación confirmatoria para el ántrax es la prueba de Ascoli .
Se toman precauciones para evitar el contacto con la piel y cualquier fluido exudado a través de las aberturas naturales del cuerpo de un cadáver que se sospecha que alberga ántrax. [48] El cuerpo debe ser puesto en estricta cuarentena. Se recoge una muestra de sangre y se sella en un recipiente y se analiza en un laboratorio aprobado para determinar si el ántrax es la causa de la muerte. El cuerpo debe ser sellado en una bolsa para cadáveres hermética e incinerado para prevenir la transmisión de esporas de ántrax. La visualización microscópica de los bacilos encapsulados, generalmente en cantidades muy grandes, en un frotis de sangre teñido con azul de metileno policromo (tinción de McFadyean) es totalmente diagnóstica, aunque el cultivo del organismo sigue siendo el estándar de oro para el diagnóstico. El aislamiento completo del cuerpo es importante para prevenir la posible contaminación de otras personas. [48]
Al manipular el cuerpo se utilizan prendas y equipos de protección impermeables, como guantes de goma , delantal de goma y botas de goma sin perforaciones. No se debe exponer la piel, especialmente si tiene heridas o rasguños. Es preferible utilizar equipo de protección personal desechable, pero si no está disponible, se puede lograr la descontaminación mediante autoclave. El equipo desechable usado se quema y/o se entierra después de su uso. Toda la ropa de cama o la ropa contaminada se aísla en bolsas de plástico dobles y se trata como residuo biológico peligroso. [48] Se utiliza equipo respiratorio capaz de filtrar partículas pequeñas, como el respirador de alta eficiencia aprobado por el Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional de los EE. UU. y la Administración de Seguridad y Salud Minera . [49] Al abordar el ántrax desde una perspectiva de Una Salud, podemos reducir los riesgos de transmisión y proteger mejor a las poblaciones humanas y animales. [50]
La prevención del ántrax de fuentes ambientales como el aire, el agua y el suelo es la desinfección utilizada por microorganismos efectivos mediante pulverización y bolas de barro bokashi mezcladas con microorganismos efectivos para las vías fluviales contaminadas.
Las vacunas contra el ántrax para uso en ganado y seres humanos han tenido un lugar destacado en la historia de la medicina. El científico francés Louis Pasteur desarrolló la primera vacuna eficaz en 1881. [51] [52] [53] Las vacunas contra el ántrax humano fueron desarrolladas por la Unión Soviética a finales de la década de 1930 y en los EE. UU. y el Reino Unido en la década de 1950. La vacuna estadounidense aprobada actualmente por la FDA se formuló en la década de 1960. [54]
Las vacunas contra el ántrax humano que se administran actualmente incluyen las variedades de la vacuna de subunidad acelular (Estados Unidos) y la vacuna viva (Rusia). Todas las vacunas contra el ántrax que se utilizan actualmente muestran una reactogenicidad local y general considerable ( eritema , induración , dolor , fiebre ) y se producen reacciones adversas graves en aproximadamente el 1% de los receptores. [55] El producto estadounidense, BioThrax, está autorizado por la FDA y anteriormente se administraba en una serie primaria de seis dosis a las 0, 2, 4 semanas y a los 6, 12, 18 meses, con refuerzos anuales para mantener la inmunidad. En 2008, la FDA aprobó omitir la dosis de la semana 2, lo que resultó en la serie de cinco dosis actualmente recomendada. [56] Esta serie de cinco dosis está disponible para el personal militar, los científicos que trabajan con ántrax y los miembros del público que realizan trabajos que los ponen en riesgo. [57] Las nuevas vacunas de segunda generación que se están investigando actualmente incluyen vacunas vivas recombinantes y vacunas de subunidades recombinantes . En el siglo XX, el uso de un producto moderno ( BioThrax ) para proteger a las tropas estadounidenses contra el uso de ántrax en la guerra biológica fue controvertido. [58]
Se recomienda el uso preventivo de antibióticos en aquellas personas que hayan estado expuestas. [5] La detección temprana de las fuentes de infección por ántrax puede permitir la adopción de medidas preventivas. En respuesta a los ataques con ántrax de octubre de 2001 , el Servicio Postal de los Estados Unidos (USPS) instaló sistemas de biodetección (BDS) en sus instalaciones de procesamiento de correo a gran escala. Los planes de respuesta a los BDS fueron formulados por el USPS en colaboración con los servicios de respuesta locales, incluidos los bomberos, la policía, los hospitales y la salud pública. Los empleados de estas instalaciones han recibido formación sobre el ántrax, las acciones de respuesta y la medicación profiláctica . Debido al retraso inherente a la obtención de la verificación final de que se ha utilizado ántrax, el tratamiento profiláctico con antibióticos del personal posiblemente expuesto debe iniciarse lo antes posible. [ cita requerida ]
El ántrax no se puede transmitir de persona a persona, excepto en el raro caso de exudados cutáneos de ántrax. [59] Sin embargo, la ropa y el cuerpo de una persona pueden estar contaminados con esporas de ántrax. La descontaminación eficaz de las personas se puede lograr mediante un lavado minucioso con agua y jabón antimicrobiano . Las aguas residuales se tratan con lejía u otro agente antimicrobiano. [60] La descontaminación eficaz de los artículos se puede lograr hirviéndolos en agua durante 30 minutos o más. El blanqueador de cloro es ineficaz para destruir las esporas y las células vegetativas en las superficies, aunque el formaldehído es eficaz. Quemar la ropa es muy eficaz para destruir las esporas. Después de la descontaminación, no es necesario inmunizar, tratar o aislar a los contactos de las personas enfermas de ántrax a menos que también hayan estado expuestas a la misma fuente de infección. [ cita requerida ]
El tratamiento antibiótico temprano del ántrax es esencial; el retraso reduce significativamente las posibilidades de supervivencia. El tratamiento para la infección por ántrax y otras infecciones bacterianas incluye grandes dosis de antibióticos intravenosos y orales, como fluoroquinolonas ( ciprofloxacino ), doxiciclina , eritromicina , vancomicina o penicilina . Los agentes aprobados por la FDA incluyen ciprofloxacino, doxiciclina y penicilina. [61] En posibles casos de ántrax pulmonar, el tratamiento profiláctico antibiótico temprano es crucial para prevenir una posible muerte. Se han hecho muchos intentos para desarrollar nuevos medicamentos contra el ántrax, pero los medicamentos existentes son efectivos si el tratamiento se inicia lo suficientemente pronto. [62]
En mayo de 2009, Human Genome Sciences presentó una solicitud de licencia biológica (BLA, permiso para comercializar) para su nuevo fármaco, raxibacumab (nombre comercial ABthrax) destinado al tratamiento de emergencia del ántrax inhalado. [63] El 14 de diciembre de 2012, la Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos aprobó la inyección de raxibacumab para tratar el ántrax inhalatorio. El raxibacumab es un anticuerpo monoclonal que neutraliza las toxinas producidas por B. anthracis . [64] En marzo de 2016, la FDA aprobó un segundo tratamiento para el ántrax utilizando un anticuerpo monoclonal que neutraliza las toxinas producidas por B. anthracis . El obiltoxaximab está aprobado para tratar el ántrax inhalatorio junto con los fármacos antibacterianos adecuados y para la prevención cuando no hay terapias alternativas disponibles o apropiadas. [65]
El ántrax cutáneo rara vez es mortal si se trata, [66] porque el área de infección se limita a la piel, lo que impide que el factor letal , el factor de edema y el antígeno protector entren y destruyan un órgano vital . Sin tratamiento, hasta el 20% de los casos de infección cutánea progresan a toxemia y muerte. [67]
Antes de 2001, las tasas de mortalidad por ántrax por inhalación eran del 90%; desde entonces, han disminuido al 45%. [27] Las personas que progresan a la fase fulminante del ántrax por inhalación casi siempre mueren, y un estudio de caso mostró una tasa de mortalidad del 97%. [68] La meningoencefalitis por ántrax también es casi siempre mortal. [69]
Las infecciones gastrointestinales de ántrax se pueden tratar, pero suelen tener tasas de mortalidad del 25% al 60%, dependiendo de qué tan pronto se comience el tratamiento.
El ántrax inyectable es la forma más rara de ántrax y sólo se ha observado en un grupo de usuarios de drogas inyectables de heroína. [67]
El ántrax, una enfermedad bacteriana causada por Bacillus anthracis , puede tener efectos devastadores en los animales. Afecta principalmente a los herbívoros, como el ganado vacuno, las ovejas y las cabras, pero una amplia gama de mamíferos, aves e incluso los seres humanos también pueden ser susceptibles. La infección suele producirse a través de la ingestión de esporas en suelo o plantas contaminadas. Una vez dentro del huésped, las esporas se transforman en bacterias activas, produciendo toxinas letales que provocan síntomas graves. Los animales infectados suelen presentar fiebre alta, respiración rápida y convulsiones, y pueden sucumbir a la enfermedad en cuestión de horas o días. La presencia de ántrax puede plantear importantes desafíos para la gestión del ganado y los esfuerzos de conservación de la vida silvestre, lo que lo convierte en una preocupación crítica tanto para la salud animal como para la salud pública, ya que ocasionalmente puede transmitirse a los seres humanos a través del contacto con animales infectados o productos contaminados. Los animales infectados pueden tambalearse, tener dificultad para respirar, temblar y, finalmente, desplomarse y morir en pocas horas. [70]
A nivel mundial, se producen al menos 2.000 casos al año. [8]
El último caso mortal de ántrax por inhalación natural en los Estados Unidos ocurrió en California en 1976, cuando un tejedor casero murió después de trabajar con lana infectada importada de Pakistán. Para minimizar la posibilidad de propagación de la enfermedad, el cuerpo fue transportado a la UCLA en una bolsa de plástico sellada dentro de un contenedor de metal sellado para la autopsia. [71]
El ántrax gastrointestinal es extremadamente raro en los Estados Unidos, con sólo dos casos registrados. El primer caso fue reportado en 1942, según los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades. [72] Durante diciembre de 2009, el Departamento de Salud y Servicios Humanos de New Hampshire confirmó un caso de ántrax gastrointestinal en una mujer adulta. El CDC investigó la fuente y la posibilidad de que se contrajera a partir de un tambor africano utilizado recientemente por la mujer que participaba en un círculo de tambores . [73] La mujer aparentemente inhaló ántrax, en forma de esporas, de la piel del tambor. Enfermó gravemente, pero con ántrax gastrointestinal en lugar de ántrax inhalado, lo que la convirtió en única en la historia médica estadounidense. El edificio donde se produjo la infección fue limpiado y reabierto al público y la mujer se recuperó. La epidemióloga del estado de New Hampshire, Jodie Dionne-Odom, declaró: "Es un misterio. Realmente no sabemos por qué sucedió". [74]
En 2007 se registraron dos casos de ántrax cutáneo en Danbury (Connecticut) . Se trataba de un fabricante de tambores tradicionales de estilo africano que trabajaba con una piel de cabra comprada a un comerciante de la ciudad de Nueva York y que había sido previamente aprobada por la aduana. Mientras raspaba la piel, una picadura de araña hizo que las esporas entraran en el torrente sanguíneo. Su hijo también se infectó. [75]
En julio de 2022, decenas de cabezas de ganado en un parque natural en Lonjsko Polje , una llanura aluvial junto al río Sava , murieron de ántrax y 6 personas fueron hospitalizadas con síntomas leves relacionados con la piel. [76]
En noviembre de 2008, un fabricante de tambores del Reino Unido que trabajaba con pieles de animales sin tratar murió de ántrax. [77] En diciembre de 2009, se produjo un brote de ántrax entre adictos a la heroína en las zonas de Glasgow y Stirling en Escocia, que provocó 14 muertes. [23] Se cree que la fuente del ántrax fue la dilución de la heroína con harina de huesos en Afganistán. [24]
Robert Koch , un médico y científico alemán, identificó por primera vez la bacteria que causaba la enfermedad del ántrax en 1875 en Wollstein (ahora Wolsztyn, Polonia). [32] [78] Su trabajo pionero a fines del siglo XIX fue una de las primeras demostraciones de que las enfermedades podían ser causadas por microbios . En una serie de experimentos innovadores, descubrió el ciclo de vida y los medios de transmisión del ántrax. Sus experimentos no solo ayudaron a crear una comprensión del ántrax, sino que también ayudaron a dilucidar el papel de los microbios en causar enfermedades en una época en la que todavía se debatía sobre la generación espontánea frente a la teoría celular . Koch pasó a estudiar los mecanismos de otras enfermedades y ganó el Premio Nobel de Fisiología o Medicina de 1905 por su descubrimiento de la bacteria que causa la tuberculosis. [79]
Aunque se puede decir que Koch hizo la mayor contribución teórica a la comprensión del ántrax, otros investigadores estaban más preocupados por las cuestiones prácticas de cómo prevenir la enfermedad. En Gran Bretaña, donde el ántrax afectaba a los trabajadores de las industrias de la lana, el estambre , los cueros y el curtido , se lo veía con miedo. John Henry Bell , un médico nacido y establecido en Bradford , fue el primero en establecer el vínculo entre la misteriosa y mortal "enfermedad del clasificador de lana" y el ántrax, demostrando en 1878 que eran una y la misma. [80] A principios del siglo XX, Friederich Wilhelm Eurich , el bacteriólogo alemán que se instaló en Bradford con su familia cuando era niño, llevó a cabo una importante investigación para la Junta de Investigación del Ántrax local. Eurich también hizo valiosas contribuciones a un Comité de Investigación Departamental del Ministerio del Interior , establecido en 1913 para abordar el problema continuo del ántrax industrial. [81] Su trabajo en esta capacidad, gran parte del cual fue en colaboración con el inspector de fábrica G. Elmhirst Duckering, condujo directamente a la Ley de Prevención del Ántrax (1919).
El ántrax planteó un importante desafío económico en Francia y en otros lugares durante el siglo XIX. Los caballos, el ganado vacuno y las ovejas eran particularmente vulnerables, y se destinaron fondos nacionales para investigar la producción de una vacuna . El científico francés Louis Pasteur fue el encargado de producir una vacuna, tras su exitoso trabajo en el desarrollo de métodos que ayudaron a proteger las importantes industrias del vino y la seda. [82]
En mayo de 1881, Pasteur, en colaboración con sus asistentes Jean-Joseph Henri Toussaint , Émile Roux y otros, realizó un experimento público en Pouilly-le-Fort para demostrar su concepto de vacunación. Preparó dos grupos de 25 ovejas , una cabra y varias vacas . A los animales de un grupo se les inyectó dos veces una vacuna contra el ántrax preparada por Pasteur, con un intervalo de 15 días; el grupo de control se dejó sin vacunar. Treinta días después de la primera inyección, a ambos grupos se les inyectó un cultivo de bacterias vivas del ántrax. Todos los animales del grupo no vacunado murieron, mientras que todos los animales del grupo vacunado sobrevivieron. [83]
Después de este aparente triunfo, que fue ampliamente difundido en la prensa local, nacional e internacional, Pasteur hizo grandes esfuerzos para exportar la vacuna más allá de Francia. Utilizó su estatus de celebridad para establecer Institutos Pasteur en toda Europa y Asia, y su sobrino, Adrien Loir , viajó a Australia en 1888 para tratar de introducir la vacuna para combatir el ántrax en Nueva Gales del Sur . [84] En última instancia, la vacuna no tuvo éxito en el desafiante clima de la Australia rural, y pronto fue reemplazada por una versión más robusta desarrollada por los investigadores locales John Gunn y John McGarvie Smith . [85]
La vacuna humana contra el ántrax se comercializó en 1954. Se trataba de una vacuna sin células, en lugar de la vacuna de células vivas de tipo Pasteur que se utilizaba con fines veterinarios. En 1970 se comercializó una vacuna sin células mejorada. [86]
Las esporas de ántrax pueden sobrevivir durante períodos muy largos de tiempo en el medio ambiente después de su liberación. Los métodos químicos para limpiar sitios o materiales contaminados con ántrax pueden utilizar agentes oxidantes como peróxidos , óxido de etileno , espuma Sandia, [90] dióxido de cloro (utilizado en el edificio de oficinas del Senado Hart ), [91] ácido peracético, gas ozono, ácido hipocloroso, persulfato de sodio y productos blanqueadores líquidos que contienen hipoclorito de sodio. Los agentes no oxidantes que han demostrado ser eficaces para la descontaminación del ántrax incluyen bromuro de metilo, formaldehído y metam sodio. Estos agentes destruyen las esporas bacterianas. Todas las tecnologías de descontaminación del ántrax mencionadas anteriormente han demostrado ser eficaces en pruebas de laboratorio realizadas por la EPA de EE. UU. u otros. [92]
Las técnicas de descontaminación de las esporas de Bacillus anthracis se ven afectadas por el material con el que están asociadas las esporas, factores ambientales como la temperatura y la humedad, y factores microbiológicos como la especie de espora, la cepa de anthracis y los métodos de prueba utilizados. [93]
La EPA ha aprobado una solución de cloro para tratar superficies duras. [94] El dióxido de cloro ha surgido como el biocida preferido contra los sitios contaminados con ántrax, habiéndose empleado en el tratamiento de numerosos edificios gubernamentales durante la última década. [95] Su principal inconveniente es la necesidad de procesos in situ para tener el reactivo a demanda.
Para acelerar el proceso, se combinan pequeñas cantidades de un catalizador no tóxico compuesto de hierro y ligandos macrocíclicos tetraamido con carbonato y bicarbonato de sodio y se convierte en un aerosol. La fórmula del aerosol se aplica a un área infestada y es seguida por otro aerosol que contiene hidroperóxido de terc-butilo . [96]
Utilizando el método del catalizador, se puede lograr la destrucción completa de todas las esporas de ántrax en menos de 30 minutos. [96] Un aerosol estándar sin catalizador destruye menos de la mitad de las esporas en la misma cantidad de tiempo.
Las tareas de limpieza en un edificio de oficinas del Senado, varias instalaciones postales contaminadas y otros edificios de oficinas gubernamentales y privadas de Estados Unidos, un esfuerzo colaborativo encabezado por la Agencia de Protección Ambiental [97], demostraron que la descontaminación era posible, pero que era costosa y llevaba mucho tiempo. Limpiar las esporas de ántrax del edificio de oficinas del Senado costó 27 millones de dólares, según la Oficina de Responsabilidad Gubernamental. Limpiar las instalaciones postales de Brentwood en Washington costó 130 millones de dólares y llevó 26 meses. Desde entonces, se han desarrollado métodos más nuevos y menos costosos. [98]
La limpieza de áreas contaminadas con ántrax en ranchos y en la naturaleza es mucho más problemática. Los cadáveres pueden quemarse, [99] aunque a menudo se necesitan 3 días para quemar un cadáver grande y esto no es factible en áreas con poca madera. Los cadáveres también pueden enterrarse, aunque enterrar animales grandes a una profundidad suficiente para evitar que las esporas vuelvan a la superficie requiere mucha mano de obra y herramientas costosas. Los cadáveres se han sumergido en formaldehído para matar las esporas, aunque esto tiene problemas de contaminación ambiental. Se ha intentado la quema en bloques de vegetación en áreas grandes que encierran un brote de ántrax; esto, si bien es ambientalmente destructivo, hace que los animales sanos se alejen de un área con cadáveres en busca de pasto fresco. Algunos trabajadores de la vida silvestre han experimentado con cubrir cadáveres frescos de ántrax con tela de sombra y objetos pesados. Esto evita que algunos carroñeros abran los cadáveres, lo que permite que las bacterias putrefactas dentro del cadáver maten las células vegetativas de B. anthracis y eviten la esporulación. Este método también tiene inconvenientes, ya que los carroñeros como las hienas son capaces de infiltrarse en casi cualquier recinto. [ cita requerida ]
Se dice que el sitio experimental de la isla Gruinard fue descontaminado con una mezcla de formaldehído y agua de mar por el Ministerio de Defensa. [100] No está claro si se habían aplicado tratamientos similares a los sitios de prueba de Estados Unidos.
Las esporas de ántrax se han utilizado como arma de guerra biológica . Su primera incidencia moderna ocurrió cuando los rebeldes nórdicos, provistos por el Estado Mayor alemán , utilizaron ántrax con resultados desconocidos contra el Ejército Imperial Ruso en Finlandia en 1916. [101] El ántrax fue probado por primera vez como agente de guerra biológica por la Unidad 731 del Ejército Kwantung japonés en Manchuria durante la década de 1930; algunas de estas pruebas implicaron la infección intencional de prisioneros de guerra, miles de los cuales murieron. El ántrax, designado en ese momento como Agente N, también fue investigado por los Aliados en la década de 1940. [102]
En 1942, los científicos británicos de Porton Down comenzaron a investigar la Operación Vegetariana , un plan de operación militar de guerra biológica que finalmente no se utilizó y que requería que se lanzaran por aire sobre el campo de la Alemania nazi bolitas de alimento para animales que contenían linaza infectada con esporas de ántrax de la cepa Vollum-14578 . Las bolitas serían ingeridas por el ganado, que a su vez sería ingerido por la población humana y, como tal, perturbaría gravemente el esfuerzo bélico alemán. En el mismo año, se llevaron a cabo pruebas de armas biológicas en la deshabitada isla Gruinard en las Tierras Altas de Escocia , y los científicos de Porton Down estudiaron el efecto del ántrax en la población de ovejas de la isla. Finalmente, se crearon cinco millones de bolitas, aunque los planes para lanzarlas sobre Alemania utilizando bombarderos de la Real Fuerza Aérea en 1944 se descartaron después del éxito de la Operación Overlord y la posterior liberación aliada de Francia. Todas las bolitas fueron destruidas utilizando incineradores en 1945. [103] [104] [105]
El ántrax utilizado como arma formaba parte de las reservas de armas biológicas de Estados Unidos antes de 1972, cuando el país firmó la Convención sobre Armas Biológicas . [106] El presidente Nixon ordenó el desmantelamiento de los programas de guerra biológica de Estados Unidos en 1969 y la destrucción de todas las reservas existentes de armas biológicas. En 1978-79, el gobierno de Rodesia utilizó ántrax contra el ganado y los seres humanos durante su campaña contra los rebeldes. [107] La Unión Soviética creó y almacenó entre 100 y 200 toneladas de esporas de ántrax en Kantubek , en la isla de Vozrozhdeniya ; fueron abandonadas en 1992 y destruidas en 2002. [108]
El personal militar estadounidense y del ejército británico ya no se vacuna rutinariamente contra el ántrax antes del servicio activo en lugares donde los ataques biológicos se consideran una amenaza. [58]
A pesar de haber firmado en 1972 el acuerdo para poner fin a la producción de armas biológicas, el gobierno de la Unión Soviética mantuvo un programa de armas biológicas activo que incluyó la producción de cientos de toneladas de ántrax después de este período. El 2 de abril de 1979, algunas de las más de un millón de personas que vivían en Sverdlovsk (ahora llamada Ekaterimburgo, Rusia ), a unos 1.370 kilómetros (850 millas) al este de Moscú, estuvieron expuestas a una liberación accidental de ántrax de un complejo de armas biológicas ubicado cerca de allí. Al menos 94 personas resultaron infectadas, de las cuales al menos 68 murieron. Una víctima murió cuatro días después de la liberación, 10 durante un período de ocho días en el pico de las muertes, y la última seis semanas después. Una extensa limpieza, vacunaciones e intervenciones médicas lograron salvar a unas 30 de las víctimas. [109] Los amplios encubrimientos y la destrucción de registros por parte del KGB continuaron desde 1979 hasta que el presidente ruso Boris Yeltsin admitió este accidente con ántrax en 1992. Jeanne Guillemin informó en 1999 que un equipo combinado ruso y estadounidense investigó el accidente en 1992. [109] [110] [111]
Casi todos los trabajadores del turno de noche de una planta de cerámica justo enfrente de la instalación biológica (complejo 19) se infectaron, y la mayoría murió. Como la mayoría eran hombres, algunos gobiernos de la OTAN sospecharon que la Unión Soviética había desarrollado un arma específica para cada sexo. [112] El gobierno atribuyó el brote al consumo de carne contaminada con ántrax, y ordenó la confiscación de toda la carne no inspeccionada que entrara en la ciudad. También ordenó que se matara a todos los perros callejeros y que la gente no tuviera contacto con animales enfermos. Además, se estableció un programa de evacuación voluntaria y vacunación contra el ántrax para personas de entre 18 y 55 años. [113]
Para apoyar la historia del encubrimiento , las revistas médicas y jurídicas soviéticas publicaron artículos sobre un brote en el ganado que causó ántrax gastrointestinal en personas que habían consumido carne infectada, y ántrax cutáneo en personas que habían estado en contacto con los animales. Todos los registros médicos y de salud pública fueron confiscados por la KGB. [113] Además de los problemas médicos que causó el brote, también impulsó a los países occidentales a sospechar más de un programa encubierto de armas biológicas soviéticas y a aumentar su vigilancia de los sitios sospechosos. En 1986, se permitió al gobierno de los EE. UU. investigar el incidente y concluyó que la exposición fue a ántrax en aerosol de una instalación de armas militares. [114] En 1992, el presidente Yeltsin admitió que estaba "absolutamente seguro" de que los "rumores" sobre la violación por parte de la Unión Soviética del Tratado de Armas Biológicas de 1972 eran ciertos. La Unión Soviética, al igual que los EE. UU. y el Reino Unido, había acordado presentar información a la ONU sobre sus programas de armas biológicas, pero omitió las instalaciones conocidas y nunca reconoció su programa de armas. [112]
En teoría, las esporas de ántrax se pueden cultivar con un equipo especial mínimo y una educación universitaria en microbiología de primer año . [115] Para producir grandes cantidades de ántrax en forma de aerosol adecuadas para la guerra biológica se requieren amplios conocimientos prácticos, capacitación y equipo muy avanzado. [116]
Las esporas concentradas de ántrax se utilizaron para bioterrorismo en los ataques con ántrax de 2001 en los Estados Unidos, entregadas mediante el envío de cartas postales que contenían las esporas. [117] Las cartas se enviaron a varias oficinas de medios de comunicación y a dos senadores demócratas: Tom Daschle de Dakota del Sur y Patrick Leahy de Vermont. Como resultado, 22 se infectaron y cinco murieron. [35] Solo se utilizaron unos pocos gramos de material en estos ataques y en agosto de 2008, el Departamento de Justicia de los EE. UU. anunció que creía que Bruce Ivins , un investigador de biodefensa de alto nivel empleado por el gobierno de los Estados Unidos, era el responsable. [118] Estos eventos también generaron muchos engaños sobre el ántrax .
Debido a estos eventos, el Servicio Postal de los EE. UU. instaló sistemas de detección de riesgo biológico en sus principales centros de distribución para escanear activamente en busca de ántrax que se transportaba por correo. [119] Hasta 2020, no se han producido alertas positivas de estos sistemas. [120]
En respuesta a los ataques postales con ántrax y a los engaños, el Servicio Postal de los Estados Unidos esterilizó parte del correo utilizando irradiación gamma y un tratamiento con una fórmula enzimática patentada suministrada por Sipco Industries. [121]
Un experimento científico realizado por un estudiante de secundaria, publicado posteriormente en el Journal of Medical Toxicology , sugirió que una plancha eléctrica doméstica en su temperatura más alta (al menos 400 °F (204 °C)) utilizada durante al menos 5 minutos debería destruir todas las esporas de ántrax en un sobre postal común. [122]
El ántrax es especialmente raro en perros y gatos, como lo demuestra un único caso notificado en los Estados Unidos en 2001. [123] Los brotes de ántrax ocurren en algunas poblaciones de animales salvajes con cierta regularidad. [124]
Los investigadores rusos estiman que el permafrost del Ártico contiene alrededor de 1,5 millones de cadáveres de renos infectados con ántrax, y las esporas pueden sobrevivir en el permafrost durante 105 años. [125] Existe el riesgo de que el calentamiento global en el Ártico pueda descongelar el permafrost, liberando esporas de ántrax en los cadáveres. En 2016, un brote de ántrax en renos se relacionó con un cadáver de 75 años que se descongeló durante una ola de calor. [126] [127]
En el caso de los ataques de 2001, la tasa de letalidad fue de solo el 45%, mientras que antes de esa fecha la tasa de letalidad para IA era >85% (p. 37)
