Shigatoxigenic и Verotoxigenic Escherichia coli
Shigatoxigenic и Verotoxigenic E. coli | |
---|---|
Специальность | Инфекционная болезнь |
Shigatoxigenic Escherichia coli ( STEC ) и веротоксигенная E. coli ( VTEC ) являются штаммами бактерии Escherichia coli , которые продуцируют токсин шига (или веротоксин). [ А ] Только меньшинство штаммов вызывает болезнь у людей. [ 2 ] [ неудачная проверка ] Те, которые это делают, коллективно известны как энтерогеморрагическая кишечная палочка ( EHEC ) и являются основными причинами заболевания пищевого происхождения . При заражении большой кишечником людей они часто вызывают гастроэнтерит , энтероколит и кровавую диарею (отсюда и название «энтерогеморрагическое»), а иногда вызывают тяжелое осложнение, называемое гемолитическим синдромом (HUS). [ 3 ] [ 4 ] Крупный рогатый скот является важным естественным резервуаром для EHEC, потому что колонизированные жвачки для взрослых бессимптомно . Это связано с тем, что им не хватает сосудистой экспрессии целевого рецептора для токсинов Shiga. [ 5 ] Группа и ее подгруппы известны различными именами . Они отличаются от других штаммов кишечной патогенной кишечной палочки, включая энтеротоксигенный E. coli (ETEC), энтеропатогенный E. coli (EPEC), энтероинвазивная E. coli (EIEC), энтероаггрегативная E. coli (EAEC) и диффузное адгезив E. coli (daec). [ 6 ]
Фон
[ редактировать ]Наиболее известным из этих штаммов является O157: H7 , но штаммы без O157 вызывают приблизительно 36 000 [ Цитация необходима ] Болезни, 1000 госпитализаций и 30 смертей в Соединенных Штатах ежегодно. [ 7 ] Специалисты по безопасности пищевых продуктов признают штаммы «Большая шестерка»: O26; O45; O103; O111; O121 ; и O145. [ 7 ] Вспышка 2011 года в Германии была вызвана другим STEC, O104: H4 . Этот штамм обладает как энтероагрегационными, так и энтероохеморрагическими свойствами. Как штаммы O145, так и O104 могут вызвать гемолитический урем-синдром (HUS); Первый штамм, показанный, составляет от 2% до 51% от известных случаев Гуса; По оценкам, 56% таких случаев вызваны O145 и 14% другими штаммами EHEC. [ Цитация необходима ]
EHEC, которые вызывают кровавую диарею, приводят к HUS в 10% случаев. Клинические проявления постдиаррийского Гуса включают острой почечной недостаточности , микроангиопатическую гемолитическую анемию и тромбоцитопению . Вероцитотоксин (сигаподобный токсин) может непосредственно повредить почечные и эндотелиальные клетки. Тромбоцитопения возникает, когда тромбоциты потребляются за счет свертывания. Гемолитическая анемия возникает в результате внутрисосудистого осаждения фибрина , повышенной хрупкости эритроцитов и фрагментации. [ 6 ]
Антибиотики имеют сомнительную ценность и не показали, что они имеют четкую клиническую пользу. антибиотики, которые мешают синтезу ДНК, таким как фторхинолоны , индуцируют бактериофаг, несущий STX, и вызывают увеличение выработки токсинов. Было показано, что [ 8 ] Попытки блокировать выработку токсинов антибактериальными средствами, которые нацелены на синтез рибосомного белка, концептуально более привлекательны. Плазменный обмен предлагает спорное, но, возможно, полезное лечение. Следует избегать использования антимотильности (лекарства, которые подавляют диарею, замедляя транзит кишечника) у детей в возрасте до 10 лет или у пожилых пациентов, поскольку они увеличивают риск инфекций EHEC. [ 6 ]
Клиническая презентация варьируется от легкой и несложной диареи до геморрагического колита с тяжелой болью в животе. Серотип O157: H7 может запускать инфекционную дозу с 100 бактериальными клетками или меньше; Другое напряжение, такое как 104: H4, также вызвала вспышку в Германии 2011 года. Инфекции наиболее распространены в теплые месяцы и у детей в возрасте до пяти лет и обычно приобретаются у сырой говядины и непастеризованного молока и сока. Первоначально не кровяная диарея развивается у пациентов после того, как бактерия присоединяется к эпителию терминальной подвздошной кишки , слепой кишки и толстой кишки . Последующая продукция токсинов опосредует кровавую диарею. У детей осложнение может быть гемолитический уремический синдром, который затем использует цитотоксины для атаки клетки в кишечнике, чтобы бактерии могли протекать в кровь и вызвать повреждение эндотелия в таких местах, как почка, связываясь с глоботриозилцерамидом (GB3). [ Цитация необходима ]
Имена
[ редактировать ]Названия группы и ее подгрупп включают следующее. [ 9 ] Есть некоторая полисимия . Необходимая синонимичность обозначена тем же цветом. Кроме того, есть также более широкая, но переменная синонимичность. Первые два (фиолетовые) в их самом узком смысле , как правило, рассматриваются как гипернимы других (красный и синий), хотя в менее точном использовании красный и синий часто рассматриваются как синонимы фиолетового. По крайней мере, одна ссылка держит «eHec», чтобы быть взаимоисключающим «VTEC» и «STEC», [ 3 ] Но это не соответствует общему использованию, так как многие другие публикации объединяют все последние с первыми.
Текущий взгляд на микробиологию на «Shiga-подобный токсин» (SLT) или «веротоксин» состоит в том, что их все следует называть (версии) токсина Shiga , поскольку разница незначительна. Следуя этой точке зрения, все «vtec» (синий) следует назвать «STEC» (красный). [ 1 ] [ 10 ] : 2–3 Исторически иногда использовалось другое название, потому что токсины не совсем такие же, как и в Shigella dysenteriae , вплоть до каждого последнего аминокислотного остатка, хотя по этой логике каждый «STEC» был бы «VTEC». Линия также можно нарисовать для использования «STEC» для STX1 -продуцирующих штаммов и «VTEC» для STX2 -продуцирующих штаммов, так как STX1 ближе к токсину Shiga. Практически, выбор слов и категорий не так важен, как понимание клинической значимости.
Имя | Короткая форма |
---|---|
Энтероохеморрагическая Э. Коли | ЭКЕК |
Гемолитический уремический синдром, ассоциированный энтерогеморрагический E. coli | Апелляционный |
Шига -токсин -продуцирующая кишечная палочка | Стек |
Shigatoxigenic E. coli | Стек |
Shiga-подобная токсин-продукция E. coli | SLTEC |
Веротоксин-продуцирующий Э. Коли | VTEC |
Веротоксигенный Э. Коли | VTEC |
Вероцитотоксин-продуцирующий E. coli | VTEC |
Verocytotoxigenic E. coli | VTEC |
Инфекционность и вирулентность
[ редактировать ]Инфекционность острова или вирулентность штамма EHEC зависит от нескольких факторов, включая присутствие фукозы в среде, восприятие этого сахара и активацию патогенности EHEC . [ Цитация необходима ]

Регуляция острова патогенности
[ редактировать ]![]() | Эта статья может быть слишком технической для большинства читателей, чтобы понять . ( Декабрь 2015 ) |
EHEC становится патогенным благодаря экспрессии локуса энтероцитов (LEE), кодируемого на его острове патогенности. Однако, когда EHEC не находится в хозяине, это выражение является пустой тратой энергии и ресурсов, поэтому оно активируется только в том случае, если некоторые молекулы определяются в окружающей среде. [ Цитация необходима ]
Когда QSEC или QSEE связываются с одной из их взаимодействующей сигнальной молекулы, они аутофосфорилируют и переносят его фосфат в регулятор отклика. QSEC чувствует адреналин , норадреналин и эндонуклеазу I-SCEIII, кодируемый интроном мобильной группы I в гене митохондриального COX1 (AI3); Принимая во внимание, что QSEE чувствует адреналин, норадреналин, SO4 и PO4. Эти сигналы являются четким признаком бактерий, что они больше не свободны в окружающей среде, а в кишечнике. [ Цитация необходима ]
В результате QSEC фосфорилирует QSEB (который активирует жгутиков), KPDE (который активирует LEE) и QSEF. QSEE фосфорилирует QSEF. Продукты QSEBC и QSEEF подавляют выражение Fusk и FUSR. Fusk и FUSR являются двумя компонентами системы для подавления транскрипции генов Lee. Фуск - это датчика киназа, которая способна ощущать множество сахаров, среди которых фукоза. Когда Fucose присутствует в среде Fusk фосфорилирует FUSR, что подавляет экспрессию Lee. [ Цитация необходима ]
Таким образом, когда EHEC входит в кишку, существует конкуренция между сигналами, поступающими от QSEC и QSEF, и сигналом, исходящим от Fusk. Первые два хотели бы активировать вирулентность, но Фуск останавливает ее, потому что слизистый слой, который является источником фукозы, изолирует энтероциты из бактерий, делая синтез факторов вирулентности бесполезными. Однако, когда концентрация фукозы уменьшается, потому что бактериальные клетки находят незащищенную область эпителия, то экспрессия генов LEE не будет подавлена FUSR, а KPDE будет сильно активировать их. Таким образом, комбинированный эффект QSEC/QSEF и FUSKR обеспечивает тонкую настройку системы экспрессии LEE, которая экономит энергию и позволяет выражать механизмы вирулентности только тогда, когда шансы на успех выше. [ Цитация необходима ]
Введите токсины
[ редактировать ]Токсины Shiga являются основным фактором вирулентности EHEC. Токсины взаимодействуют с кишечным эпителием и могут вызвать систематические осложнения у людей, таких как HUS и церебральная дисфункция, если они попадают в кровообращение. [ 11 ] В EHEC токсины Shiga кодируются лизогенными бактериофагами. Токсины связываются с гликолипидным рецептором клеточной поверхности GB3, что заставляет клетку принимать токсин в эндоцитозе . Токсины Shiga нацелены на рибосомную РНК , которая ингибирует синтез белка и вызывает апоптоз . [ 12 ] Причина, по которой у крупного рогатого скота - это без симптомов, заключается в том, что скот не имеет сосудистой экспрессии GB3 в отличие от людей. Таким образом, токсины Shiga не могут пройти через кишечный эпителий в циркуляцию. [ 5 ]
Фускр комплекс
[ редактировать ]![]() | В этом разделе может потребоваться очистка Википедии для соответствия стандартам качества . Конкретная проблема в том, действительно ли нам нужны номера ORF? ( Февраль 2021 г. ) |
Этот комплекс, образованный двумя компонентами (FUSK и FUSR), имеет функцию в EHEC для обнаружения присутствия Fucose в окружающей среде и регулировать активацию генов LEE. [ Цитация необходима ]
- Fusk: кодируется геном Z0462. Этот ген является датчиком гистидина киназы . Он обнаруживает фукозу, а затем фосфорилирует ген Z0463, активирующий его.
- FUSR: кодируется геном Z0463. Этот ген является репрессором Ли генов. Когда ген Z0462 обнаруживает фукозу, фосфорилирует и активирует ген Z0463, который будет подавлять экспрессию «Le R», регулятора генов Lee. Если ген Z0463 не активен, экспрессия гена LER не будет подавлена. Экспрессия «LER» активирует оставшиеся гены в острове патогенности, вызывающей вирулентность.
- В то же время система FUSKR ингибирует ген Z0461, транспортер Fucose. [ Цитация необходима ]

Fucose увеличивает активацию системы Fuskr, которая ингибирует ген Z0461, который контролирует метаболизм фукозы. Это механизмы, которые полезны, чтобы избежать конкуренции за фукозу с другими штаммами E. coli , которые обычно более эффективны при использовании Fucose в качестве источника углерода. Высокие концентрации фукозы в среде также увеличивают репрессию генов Lee.

При низких уровнях Fucose в окружающей среде система Fuskr неактивна, и это означает, что ген Z0461 транскрибируется, что увеличивает метаболизм фукозы. Кроме того, низкая концентрация фукозы является показателем незащищенного эпителия, поэтому репрессия генов LER исчезнет, и экспрессия генов LEE позволит атаковать соседние клетки. [ Цитация необходима ]
Смотрите также
[ редактировать ]- Fucose
- Хорошая флора
- Муцин
- Вирулентность
- Гемолитический -урем -синдром
- Иммунная тромбоцитопеническая пурпура
Примечания
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а беременный Scheutz F, Teel LD, Beutin L, Piérard D, Buvens G, Karch H, Mellmann A, Caprioli A, Tozzoli R, Morabito S, Strockbine NA, Melton-Celsa AR, Санчес М., Персон С., О'Брайен А.Д. (сентябрь 2012). «Многоцентровая оценка протокола на основе последовательностей для подтипов токсинов Shiga и стандартизации номенклатуры STX» . Журнал клинической микробиологии . 50 (9): 2951–63. doi : 10.1128/jcm.00860-12 . PMC 3421821 . PMID 22760050 .
- ^ Croxen MA, Law RJ, Scholz R, Keeney KM, Wlodarska M, Finlay BB (2013). «Недавние достижения в понимании кишечной патогенной Escherichia coli» . Клинические обзоры микробиологии . 26 (4): 822–80. doi : 10.1128/cmr.00022-13 . PMC 3811233 . PMID 24092857 .
- ^ Jump up to: а беременный Mainil, J (1999), "Shiga/Verocytototoxins и Shiga/Veroxigenic Escherichia coli у животных" , Vet Res , 30 (2–3): 235–57, PMID 10367357 .
- ^ Филлипс, а; Navabpour, S; Хикс, с; Dougan, G; Уоллис, т; Франкель, Г. (2000). «Entehaemorrhagic Escherichia coli O157: H7 Целевые пятна пейера у людей и вызывают прикрепление/вывернутые поражения как в кишечнике человека, так и в бычьей кишечнике» . Кишечник 47 (3): 377–381. doi : 10.1136/gut.47.3.377 . PMC 1728033 . PMID 10940275 .
- ^ Jump up to: а беременный Pruimboom-Brees, я; Морган, т; Акерманн, м; Nystrom, E; Самуил, J; Корник, н; Moon, H (2000). «У крупного рогатого скота не хватает сосудистых рецепторов для Escherichia coli O157: H7 Shiga Toxins» . Труды Национальной академии наук . 97 (19): 10325–10329. Bibcode : 2000pnas ... 9710325p . doi : 10.1073/pnas.190329997 . ISSN 0027-8424 . PMC 27023 . PMID 10973498 .
- ^ Jump up to: а беременный в Bae, Woo Kyun; Ли, Юн Кюнг; Чо, Мин Сок; MA, Seong Kwon; Ким, Су Ван; Ким, Нам Хо; Чой, Ки Чул (2006-06-30). «Случай гемолитического уремического синдрома, вызванный Escherichia coli O104: H4» . Йонсеи Мед Дж . 47 (3): 437–439. doi : 10.3349/ymj.2006.47.3.437 . PMC 2688167 . PMID 16807997 . Два предложения были взяты из этого источника.
- ^ Jump up to: а беременный Маллов, Зак (26 апреля 2010 г.). «Адвокат сражается с FSIS на ON-O157 E. coli» . Новости о безопасности пищевых продуктов . Получено 2 июня 2011 года .
- ^ Чжан, х; МакДэниел, AD; Волк, Ле; Keusch, GT; Waldor, Mk; Acheson, DW (2000). «Антибиотики хинолона вызывают бактериофаги токсина шигина, выработку токсинов и смерть у мышей» . Журнал инфекционных заболеваний . 181 (2): 664–70. doi : 10.1086/315239 . PMID 10669353 .
- ^ Карч, Хельж; Тарр, Филипп I.; Билашевская, Мартина (2005). «Энтерохаморрагическая эшерушия coli в медицине человека». Международный журнал медицинской микробиологии . 295 (6–7): 405–18. doi : 10.1016/j.ijmm.2005.06.009 . PMID 16238016 .
- ^ Сильва, Кристофер Дж.; Брэндон, Дэвид Л.; Скиннер, Крейг Б.; Он, Сяохуа; и др. (2017), «Структура токсинов шиги и других токсинов AB5» , Shiga Toxins: обзор структуры, механизма и обнаружения , Springer, pp. 21–45, doi : 10.1007/978-319-50580-0_3 , ISBN 978-3319505800 .
- ^ Детцнер, J; Pohlentz, G; Müthing, J (2020). «Допустимая презумпция токсин-опосредованного шигина повреждения развивающихся эритроцитов в гемолитическом уремическом синдроме, ассоциированном с EHEC» . Токсины . 12 (6): 373. doi : 10.3390/toxins12060373 . ISSN 2072-6651 . PMC 7354503 . PMID 32512916 .
- ^ Смит, D; Нейлор, S; Галли, Д. (2002). «Последствия колонизации EHEC у людей и крупного рогатого скота» . Международный журнал медицинской микробиологии . 292 (3): 169–183. doi : 10.1078/1438-4221-00202 . ISSN 1438-4221 . PMID 12398208 .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Bardiaau, M.; M. Szalo & JG Mainil (2010). EPEC будет проходить в стране . Ветеринар Res 41 5): doi : ( 57. PMC 2881418 . PMID 20423697 .
- Вонг, Ар; и др. (2011). «Энтеропатогенная и энтерохаморрагическая эширихия coli: еще более подрывные элементы» . Мол микробиол . 80 (6): 1420–38. doi : 10.1111/j.1365-2958.2011.07661.x . PMID 21488979 . S2CID 24606261 .
- Тацуно И. (2007). «[Приверженность энтероохеморрагической Escherichia coli O157: H7 к эпителиальным клеткам человека]» . Нихон Сайкинкику Засши . 62 (2): 247–53. doi : 10.3412/jsb.62.247 . PMID 17575791 .
- Капер, JB; JP Nataro & Hl Mobley (2004). «Патогенная эшерухия coli». Nat Rev Microbiol . 2 (2): 123–40. doi : 10.1038/nrmicro818 . PMID 15040260 . S2CID 3343088 .
- Гарсия, А.; JG Fox & Te Besser (2010). «Зонотическая энтерогеморрагическая Escherichia coli: одна перспектива здоровья» . Ilar J. 51 (3): 221–32. doi : 10.1093/ilar.51.3.221 . PMID 21131723 .
- Shimizu, T. (2010). «[Экспрессия и внеклеточное высвобождение токсина Shiga в энтеогемороргике Escherichia coli]» . Нихон Сайкинкику Засши . 65 (2–4): 297–308. doi : 10.3412/jsb.65.297 . PMID 20505269 .