Моракселла катаралис
| Моракселла катаралис | |
|---|---|
 | |
Научная классификация  | |
| Домен: | Бактерии |
| Тип: | Псевдомонадота |
| Сорт: | Гаммапротеобактерии |
| Заказ: | Псевдомонады |
| Семья: | Моракселловые |
| Род: | Моракселла |
| Разновидность: | М. катаралис |
| Биномиальное имя | |
| Моракселла катаралис (Фрош и Колле, 1896 г.) Хенриксен и Бёвре, 1968 г. [1] | |
Moraxella cataralis — привередливый , неподвижный , грамотрицательный , аэробный , оксидазоположительный диплококк , способный вызывать инфекции , дыхательной системы среднего уха , глаз , центральной нервной системы и суставов человека. Он вызывает инфицирование хозяина клетки- , прилипая к клетке-хозяину с помощью тримерных адгезинов-автотранспортеров .
Эпидемиология
[ редактировать ]Moraxella cataralis — человеческий патоген, поражающий верхние дыхательные пути человека. Другие приматы , такие как макаки , могут заразиться этой бактерией. [2]
История
[ редактировать ]Moraxella cataralis ранее была выделена в отдельный род под названием Branhamella . Причиной этого было то, что другие представители рода Moraxella имеют палочковидную форму и редко вызывают инфекции у людей. Однако результаты исследований гибридизации ДНК и сравнения последовательностей 16S рРНК были использованы для обоснования включения вида M. cataralis в род Moraxella . [3] Как следствие, название Moraxella cataralis в настоящее время для этих бактерий предпочитают . Тем не менее, некоторые специалисты в области медицины продолжают называть эти бактерии Branhamella cataralis .
Моракселла названа в честь Виктора Моракса , швейцарского офтальмолога, впервые описавшего этот род бактерий. Catarralis происходит от слова «катар» , от греческого слова, означающего «течь вниз» ( cata- подразумевает вниз; -rr означает поток), описывая обильные выделения из глаз и носа, обычно связанные с тяжелым воспалением при простуде.
Генетика
[ редактировать ]Полная генома последовательность штамма типа M. cataralis CCUG 353 была депонирована и опубликована в Банке данных ДНК Японии , Европейском архиве нуклеотидов и GenBank в 2016 году под номером доступа LWAH00000000 . [4]
Клиническое значение
[ редактировать ]Известно, что эта бактерия вызывает средний отит . [5] [6] бронхит , синусит и ларингит . Пожилые пациенты и заядлые курильщики с хронической обструктивной болезнью легких должны знать, что M. cataralis связана с бронхопневмонией , а также с обострениями существующей хронической обструктивной болезни легких .
Пиковая скорость колонизации M. cataralis , по-видимому, приходится на возраст около 2 лет, при этом наблюдается поразительная разница в показателях колонизации между детьми и взрослыми (от очень высокой до очень низкой).
Moraxella cataralis в последнее время привлекает внимание как новый патоген человека. Он был идентифицирован как важная причина бронхолегочной инфекции , вызывая инфекцию через легочную аспирацию в верхних легочных путях. [7] Кроме того, он вызывает бактериальную пневмонию , особенно у взрослых с ослабленной иммунной системой . [8] Известно также, что он вызывает инфекционные обострения у взрослых с хроническими заболеваниями легких и является важной причиной острого синусита, верхнечелюстного синусита, бактериемии, менингита, конъюнктивита, острого гнойного раздражения хронического бронхита , уретрита , сепсиса (хотя это бывает редко). ), септический артрит (что также встречается редко), острый ларингит у взрослых и острый средний отит у детей. [9] [10] M. cataralis является условно-патогенным легочным возбудителем и причиняет вред, особенно пациентам с ослабленной иммунной системой или каким-либо хроническим заболеванием . [7] [9]
Связь с бактериемией
[ редактировать ]Moraxella cataralis также связана с септическим артритом в сочетании с бактериемией . [9] о случаях бактериемии, вызванной M. cataralis Хотя ранее сообщалось , это был первый случай, когда бактериемия, вызванная M. cataralis, также была связана с септическим артритом. Микробиологическое обследование пациента (мужчина 41 года) показало, что M. cataralis причиной заболевания был , а не Neisseria , как считалось ранее. Это также был второй случай, когда M. cataralis вызвал септический артрит (хотя в первом случае о бактериемии не упоминалось). [9]
Помимо септического артрита, бактериемия также вызывается инфекцией M. cataralis , степень тяжести которой может варьировать от легкой лихорадки до летального сепсиса , и обычно также выявляется сопутствующая инфекция дыхательных путей. [11] среди пациентов при бактериемических инфекциях, вызванных M. cataralis, составляет 21% Уровень смертности . Однако это могло быть связано с недостатком знаний о бактерии из-за ее недавнего признания в качестве патогена. [11]
Заражение высокодифференцированной бактериемией было связано с развитием эндокардита . [11] Однако наличие у пациентов без эндокардита зависит от предыстории каждого пациента, особенно от наличия других заболеваний и любых возможных иммунных нарушений, которые у них могут быть. Кроме того, хотя о бактериемии, вызванной M. cataralis , сообщалось нечасто, это может быть связано с ошибочным диагнозом или недосмотром, поскольку M. cataralis лишь недавно (1990-е годы) была идентифицирована как важный патоген. [11] Многие хронические заболевания у пациентов с бактериемией M. cataralis могут быть связаны с иммунными нарушениями или респираторной недостаточностью. Аналогично, дыхательная недостаточность у пациентов с бактериемической пневмонией, вызванной инфекцией M. cataralis , может быть связана с повышенным уровнем колонизации глотки, усилением прикрепления бактерий к аномальному эпителию и повышенной восприимчивостью легочной паренхимы к инфекции. [11]
Устойчивость к антибиотикам
[ редактировать ]
Moraxella cataralis можно лечить антибиотиками, но она обычно устойчива к пенициллину , ампициллину и амоксициллину . [11]
Текущие приоритеты исследований включают попытку найти подходящую вакцину. [12] для этого генотипически разнообразного организма, а также определяющие факторы, связанные с вирулентностью, например, к комплементу устойчивость . Липоолигосахарид считается одним из возможных факторов вирулентности . [12]
С момента недавнего признания M. cataralis важным патогенным микробом разработка возможного антибиотика продолжается. Часть M. cataralis штаммов оказалась устойчивой к ампициллину, что делает ампициллин и амоксициллин неподходящим антибиотиком против него. [7] Хотя все штаммы M. cataralis были чувствительны к котримоксазолу , эритромицину , сульфадимидину и тетрациклину , они также были устойчивы к триметоприму . [7] M. cataralis Устойчивость к бета-лактамным антибиотикам, таким как ампициллин и амоксициллин , опосредована периплазматическими липопротеиновыми бета-лактамазами BRO-1 и BRO-2, которые защищают слой пептидогликана путем гидролиза молекул бета-лактамов , попадающих в бактериальную клетку. [13] Бета -лактамазы вырабатываются в цитоплазме и перемещаются в периплазматическое пространство по пути транслокации твин-аргинина , который представляет собой путь секреции белка, который транспортирует белки через билипидную мембрану в свернутом состоянии. [14] M. cataralis продуцирует и секретирует бета-лактамазы внешней мембраны , содержащие везикулы , которые могут функционировать как внеклеточная система доставки, устойчивая к бета-лактамам , что способствует выживанию бактерий, чувствительных к бета-лактамам, вблизи M. cataralis. Такое поведение полезно для других бактерий и может затруднить антибиотиками . лечение полимикробных инфекций [15] Кроме того, устойчивость M. cataralis к другим антибиотикам также может быть связана с бета-лактамазой , поскольку использование этих антибиотиков спровоцировало увеличение развития бета-лактамаз, устойчивых к антибиотикам. [7]
Однако исследование 1994 года выявило крупный белок на поверхности M. cataralis , который может служить мишенью для защитных антител. [8] UspA (обозначенный антиген ) Этот белок является первым белком, экспонируемым на поверхности M. cataralis , который может быть мишенью для биологически активных антител и, следовательно, приводить к вакцинации . Этот белок также присутствовал во всех протестированных штаммах. Большой размер обнаженной белковой макромолекулы делает ее сходной с Neisseria gonorrhoeae белковым макромолекулярным комплексом внешней мембраны , что предполагает, что UspA может представлять собой одну полипептидную цепь . [8]
активная иммунизация В ходе исследования M. cataralis в дыхательных путях позволила контролировать рост M. cataralis и привела к развитию сывороточных антигенов . [10] Кроме того, у испытуемых ( мышей ) существует повышенная способность выводить M. cataralis из легких . Аналогично, пассивная иммунизация M. cataralis из дыхательных путей мышей также улучшила способность мышей очищать легкие от микробов, а это означает, что сывороточные антитела, вероятно, играют большую роль в иммунизации и защите дыхательных путей. [10] Наряду с белками внешней мембраны, которые одинаковы у разных штаммов M. cataralis , также может существовать своего рода специфичный для подкласса ответ антител IgG на определенные белки внешней мембраны. Таким образом, антигены внешней мембраны M. cataralis также являются возможным источником вакцины. Кроме того, бактерицидные сывороточные были разработаны антитела в ответ на заболевания, вызываемые M. cataralis . [10]
Уход
[ редактировать ]Варианты лечения включают антибиотикотерапию или так называемое « бдительное ожидание ». Подавляющее большинство клинических изолятов этого организма продуцируют бета-лактамазы, поэтому устойчивы к пенициллину. резистентности к триметоприму , триметоприму-сульфаметоксазолу (TMP-SMX), клиндамицину и тетрациклину Сообщалось о . Он чувствителен к фторхинолонам второго и третьего поколения , большинству цефалоспоринов , эритромицину и амоксициллин-клавуланату .
Разработка вакцины
[ редактировать ]В настоящее время в США не существует вакцины против инфекции M. cataralis . Это важная причина инфекций дыхательных путей, против которых требуется вакцина. Несколько белков внешней мембраны в настоящее время исследуются как потенциальные вакцинные антигены, включая порин М35.
Биохимия
[ редактировать ]Во время первого зарегистрированного случая, когда M. cataralis вызывала бактериемию, связанную с септическим артритом, микроб был культивирован , что позволило многое узнать о морфологии его колоний , а также о самой M. cataralis . [9] M. cataralis представляет собой крупный грамотрицательный диплококк почковидной формы. Его можно культивировать на с кровяным и шоколадным агаром чашках после аэробной инкубации при 37 °C в течение 24 часов. В культурах обнаруживались серо-белые полусферические колонии диаметром около 1 мм. Эти колонии были хрупкими, легко разрушались и имели восковую поверхность. [9]
был применен тест с хоккейной шайбой К этим колониям M. cataralis . [9] в котором колонии пытаются переместить через тарелку с помощью деревянной палки. Колонии M. cataralis в этом тесте показали положительную оценку, а это означает, что их можно было скользить по чашке. Колонии не демонстрировали гемолиза и не были способны ферментировать глюкозу, сахарозу, мальтозу или лактозу. Они смогли производить ДНКазу . Культуры M. cataralis дали положительный результат на восстановление оксидазы, липазы и нитратов , что характерно для M. cataralis . [9] Многие лаборатории также проводят тест на бутиратэстеразу и тест на бета-лактамазу. Оба теста должны быть положительными и могут помочь быстро идентифицировать его по культуре. [16]
Признание M. cataralis патогеном привело к исследованию возможных антител против него, что привело к более широкому пониманию его состава. Профили белков внешней мембраны (OMP) разных штаммов M. cataralis чрезвычайно похожи друг на друга. [8] Анализ этих профилей OMP с моноклональными антителами (MAbs) показал, что несколько белков с одинаковой молекулярной массой в разных штаммах имеют перекрестно-реактивные эпитопы . [8] Кроме того, белок M. cataralis , экспонированный на поверхности , имеет необычно высокую молекулярную массу. OMP с молекулярной массой 80 кДа на M. cataralis является иммуногенным и общим для всех неинкапсулированных цепей M. cataralis , что позволяет предположить, что его можно использовать в качестве антигена для иммунизации . [8]
Секреция белка
[ редактировать ]Moraxella cataralis использует путь транслокации двойного аргинина (путь ТАТ) для транспорта свернутых белков через внутреннюю мембрану . [14] Аппарат транслоказы представляет собой типичную грамотрицательную ТАТ-транслоказу, состоящую из трех основных мембранных белков : TatA, TatB и TatC. Белки TatA образуют пору, через которую транспортируются белки-пассажиры, а белки TatB и TatC распознают, связывают и направляют белки-пассажиры к мембране, охватывающей пору TatA. [14] [17]
tatA , Гены транслоказы ТАТ M. cataralis, кодирующие гены tatB и tatC, расположены в одном локусе tatABC бактериальной хромосомы и, вероятно, связаны транскрипционно и трансляционно из-за однонуклеотидного перекрытия между каждым геном. [14]
Было предсказано или протестировано, что множество белков M. cataralis содержат высококонсервативный лидерный мотив для транслокации и транспортируются по пути ТАТ . бета-лактамазы Было показано, что BRO-1 и BRO-2 транспортируются по пути ТАТ . Другие потенциальные белки-пассажиры включают железозависимый пероксидазе белок, подобный , белок, подобный цитохрому с , и белок, подобный белку внутренней мембраны транспортера фосфата ABC . Функционирующий путь ТАТ необходим для оптимального роста M. cataralis даже в условиях отсутствия антибиотиков. [14]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Моракселла» . Список названий прокариот, стоящих в номенклатуре . Проверено 2 мая 2018 г.
- ^ Эмберс М.Э., Дойл Л.А., Уайтхаус Калифорния, Селби Э.Б., Чаппелл М., Филипп М.Т. (январь 2011 г.). «Характеристика вида Moraxella, вызывающего носовое кровотечение у макак» . Ветеринарная микробиология . 147 (3–4): 367–75. дои : 10.1016/j.vetmic.2010.06.029 . ПМК 3971920 . ПМИД 20667430 .
- ^ Энрайт MC, Маккензи Х (май 1997 г.). «Moraxella (Branhamella) cataralis — клинические и молекулярные аспекты вновь открытого патогена» . Журнал медицинской микробиологии . 46 (5): 360–71. дои : 10.1099/00222615-46-5-360 . ПМИД 9152030 .
- ^ Якобссон Х.Э., Сальва-Серра Ф, Торелл К., Гонсалес-Сайлс Л., Булунд Ф., Карлссон Р., Сикора П., Энгстранд Л., Кристианссон Э., Мур Э.Р. (июнь 2016 г.). «Проект геномной последовательности штамма Moraxella cataralis типа CCUG 353T» . Геномные объявления . 4 (3): e00552–16. doi : 10.1128/genomeA.00552-16 . ПМЦ 4911475 . ПМИД 27313296 .
- ^ Мавас Ф., Хо М.М., Корбел М.Дж. (январь 2009 г.). «Текущий прогресс в использовании антигенов Moraxella cataralis в качестве кандидатов на вакцины». Экспертная оценка вакцин . 8 (1): 77–90. дои : 10.1586/14760584.8.1.77 . ПМИД 19093775 .
- ^ Ю С, Гу XX (июнь 2007 г.). «Биологическая и иммунологическая характеристика конъюгированных вакцин на основе липоолигосахаридов против Moraxella cataralis серотипа С» . Инфекция и иммунитет . 75 (6): 2974–80. дои : 10.1128/IAI.01915-06 . ЧВК 1932890 . ПМИД 17371852 .
- ^ Jump up to: а б с д и Уинстенли Т.Г., Спенсер Р.К. (сентябрь 1986 г.). «Moraxella cataralis: чувствительность к антибиотикам с особым упором на триметоприм». Журнал антимикробной химиотерапии . 18 (3): 425–6. дои : 10.1093/jac/18.3.425 . ПМИД 3771428 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж Хельминен М.Э., Макивер И., Латимер Дж.Л., Клесни-Тейт Дж., Коуп Л.Д., Пэрис М., Маккракен Г.Х., Хансен Э.Дж. (октябрь 1994 г.). «Большой антигенно-консервативный белок на поверхности Moraxella cataralis является мишенью для защитных антител». Журнал инфекционных болезней . 170 (4): 867–72. дои : 10.1093/infdis/170.4.867 . ПМИД 7523537 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час Мелендес П.Р., Джонсон Р.Х. (1991). «Бактеремия и септический артрит, вызванные Moraxella cataralis». Обзоры инфекционных болезней . 13 (3): 428–9. дои : 10.1093/clinids/13.3.428 . ПМИД 1907759 .
- ^ Jump up to: а б с д Макивер И., Унхананд М., Маккракен Г.Х., Хансен Э.Дж. (август 1993 г.). «Эффект иммунизации легочного клиренса Moraxella cataralis на животной модели». Журнал инфекционных болезней . 168 (2): 469–72. дои : 10.1093/infdis/168.2.469 . ПМИД 8335988 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж Иоаннидис Дж. П., Уортингтон М., Гриффитс Дж. К., Снидман Д. Р. (август 1995 г.). «Спектр и значение бактериемии, вызванной Moraxella cataralis». Клинические инфекционные болезни . 21 (2): 390–7. дои : 10.1093/clinids/21.2.390 . ПМИД 8562749 .
- ^ Jump up to: а б Пэн Д., Хун В., Чоудхури Б.П., Карлсон Р.В., Гу XX (ноябрь 2005 г.). «Бактерия Moraxella cataralis без эндотоксина, потенциальный кандидат на вакцину» . Инфекция и иммунитет . 73 (11): 7569–77. дои : 10.1128/IAI.73.11.7569-7577.2005 . ПМЦ 1273912 . ПМИД 16239560 .
- ^ Bootsma HJ, Aerts PC, Posthuma G, Harmsen T, Verhoef J, van Dijk H, Mooi FR (август 1999 г.). «Moraxella (Branhamella) cataralis BRO бета-лактамазы: липопротеин грамположительного происхождения?» . Журнал бактериологии . 181 (16): 5090–3. дои : 10.1128/JB.181.16.5090-5093.1999 . ПМК 94001 . ПМИД 10438784 .
- ^ Jump up to: а б с д и Бальдер Р., Шаффер Т.Л., Лафонтен Э.Р. (июнь 2013 г.). «Moraxella cataralis использует двойную систему транслокации аргинина для секреции β-лактамазы BRO-2» . БМК Микробиология . 13 (1): 140. дои : 10.1186/1471-2180-13-140 . ПМЦ 3695778 . ПМИД 23782650 .
- ^ Шаар В., Нордстрем Т., Мёргелин М., Рисбек К. (август 2011 г.). «Везикулы наружной мембраны Moraxella cataralis несут β-лактамазу и способствуют выживанию Streptococcus pneumoniae и Haemophilus influenzae путем инактивации амоксициллина» . Антимикробные средства и химиотерапия . 55 (8): 3845–53. дои : 10.1128/AAC.01772-10 . ПМК 3147650 . ПМИД 21576428 .
- ^ Руководство по клинической микробиологии, 10-е издание. Джеймс Версалович, авторские права ASM press, 2012 г.
- ^ Палмер Т., Беркс, Британская Колумбия (июнь 2012 г.). «Путь экспорта белка двойной аргининовой транслокации (Tat)». Обзоры природы. Микробиология . 10 (7): 483–96. дои : 10.1038/nrmicro2814 . ПМИД 22683878 .