Moraxella catarrhalis -Moraxella catarrhalis
| Moraxella catarrhalis | |
|---|---|
|
|
| Научная классификация | |
| Царство: | |
| Тип: | |
| Класс: | |
| Порядок: | |
| Семья: | |
| Род: | |
| Виды: |
М. catarrhalis
|
| Биномиальное имя | |
|
Moraxella catarrhalis (Фрош и Колле, 1896 г.) Хенриксен и Бёвр, 1968 г.
|
|
Моракселла катаралис является привередливым , неподвижным , грамотрицательным , аэробным , оксидаза-положительным диплококка , который может привести к инфекции на дыхательную систему , среднего уха , глаза , центральной нервной системы , и суставы человека. Он вызывает инфекцию клетки- хозяина , прилипая к клетке-хозяину с помощью тримерных аутотранспортеров адгезинов .
Эпидемиология
M. catarrhalis - это патоген человека, имеющий сродство с верхними дыхательными путями человека. Другие приматы, например макаки, могут заразиться этой бактерией.
История
M. catarrhalis ранее был помещен в отдельный род под названием Branhamella . Обоснованием 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. catarrhalis в род Moraxella . Как следствие, название Moraxella catarrhalis в настоящее время является предпочтительным для этих бактерий. Тем не менее, некоторые в области медицины продолжают называть эти бактерии Branhamella catarrhalis .
Moraxella названа в честь Виктора Моракса , швейцарского офтальмолога, который первым описал этот род бактерий. Catarrhalis происходит от слова catarrhal , от греческого значения «течь вниз» ( cata- подразумевает вниз; -rrh означает поток), описывая обильные выделения из глаз и носа, обычно связанные с сильным воспалением при простуде.
Генетика
Весь геном последовательность M. catarrhalis типа штамма CCUG 353 был осажден и опубликованы в данных ДНК Банка Японии , Европейского нуклеотидных Архиве и GenBank в 2016 году под инвентарным номером LWAH00000000 .
Клиническое значение
Известно, что эти бактерии вызывают средний отит , бронхит , синусит и ларингит . Пожилые пациенты и заядлые курильщики с хронической обструктивной болезнью легких должны знать, что M. catarrhalis связан с бронхопневмонией , а также с обострениями существующей хронической обструктивной болезни легких .
Пиковая скорость колонизации M. catarrhalis, по- видимому, приходится на возраст около 2 лет, с поразительной разницей в уровнях колонизации между детьми и взрослыми (от очень высокой до очень низкой).
M. catarrhalis в последнее время привлекает внимание как новый патоген для человека. Было установлено, что он является важной причиной бронхолегочной инфекции , вызывая инфекцию через легочную аспирацию в верхних легочных путях. Кроме того, он вызывает бактериальную пневмонию , особенно у взрослых с ослабленной иммунной системой . Также известно, что он вызывает инфекционные обострения у взрослых с хроническим заболеванием легких, и является важной причиной острого синусита, гайморита, бактериемии, менингита, конъюнктивита, острого гнойного раздражения при хроническом бронхите , уретрите , сепсисе (хотя это бывает редко. ), септический артрит (который также встречается редко), острый ларингит у взрослых и острый средний отит у детей. M. catarrhalis является условно-патогенным возбудителем легких и причиняет вред, особенно пациентам с ослабленной иммунной системой или любым хроническим заболеванием .
Связь с бактериемией
M. catarrhalis также был связан с септическим артритом в сочетании с бактериемией . Хотя о случаях бактериемии, вызванной M. catarrhalis , сообщалось и раньше, это был первый случай, когда бактериемия, вызванная M. catarrhalis, также была связана с септическим артритом. Микробиологическая оценка пациента (41-летний мужчина) показали , что М. catarrhalis был причиной болезни , а не Neisseria , как считалось ранее. Это также был второй случай, когда M. catarrhalis вызвала септический артрит (хотя в первом случае о бактериемии не упоминалось).
Помимо связи с септическим артритом, бактериемия также вызывается инфекцией M. catarrhalis , тяжесть которой может варьироваться от легкой лихорадки до летального сепсиса, а также обычно выявляется сопутствующая инфекция дыхательных путей. От бактериальных инфекций, вызванных M. catarrhalis , смертность среди пациентов составляет 21% . Однако это могло быть связано с отсутствием знаний о бактерии из-за недавнего признания ее патогеном.
Заражение бактериемии высокой степени ассоциировалось с развитием эндокардита . Однако пациенты без эндокардита были связаны с прошлым каждого пациента, особенно с наличием других заболеваний и любых возможных иммунных нарушений, которые у них могут быть. Кроме того, хотя о бактериемии, вызванной M. catarrhalis , нечасто сообщалось, это может быть связано с неправильным диагнозом или недосмотром, поскольку M. catarrhalis только недавно (1990-е годы) был идентифицирован как важный патоген. Многие хронические заболевания у пациентов с бактериемией M. catarrhalis могут быть связаны с пациентами с иммунными нарушениями или респираторной слабостью. Точно так же респираторная слабость у пациентов с бактериемической пневмонией, вызванной инфекцией M. catarrhalis, может быть связана с повышенной скоростью колонизации глотки, усилением бактериальной адгезии к патологическому эпителию и повышенной восприимчивостью паренхимы легких к инфекции.
Устойчивость к антибиотикам
M. catarrhalis можно лечить антибиотиками, но она обычно устойчива к пенициллину , ампициллину и амоксициллину .
Текущие приоритеты исследований включают попытки найти подходящую вакцину для этого генотипически разнообразного организма, а также определение факторов, связанных с вирулентностью, например, резистентности к комплементу . Липоолигосахарид считается одним из возможных факторов вирулентности .
С момента недавнего признания M. catarrhalis важным патогенным микробом продолжалась разработка возможного антибиотика. Часть штаммов M. catarrhalis оказалась устойчивой к ампициллину, что делает ампициллин и амоксициллин неподходящим выбором антибиотиков против них. Хотя все штаммы M. catarrhalis были чувствительны к котримоксазолу , эритромицину , сульфадимидину и тетрациклину , они также были устойчивы к триметоприму . Устойчивость M. catarrhalis к бета-лактамным антибиотикам, таким как ампициллин и амоксициллин , опосредуется периплазматическими липопротеин- бета-лактамазами BRO-1 и BRO-2, которые защищают слой пептидогликана путем гидролиза молекул бета-лактама , которые попадают в бактериальную клетку. В бета-лактамазы образуются в цитоплазме и транслоцируются в периплазматическом пространство с твин-аргинин транслокации путем , который представляет собой секрецию белка пути , который транспортирует белки через мембрану bilipid в сложенном состоянии. M. catarrhalis продуцирует и секретирует содержащие бета-лактамазу везикулы внешней мембраны, которые могут функционировать как внеклеточная система доставки устойчивости к бета-лактамам, которая способствует выживанию в остальном чувствительных к бета-лактамам бактерий в непосредственной близости от M. catarrhalis. Такое поведение полезно для других бактерий и может затруднить лечение антибиотиками полимикробных инфекций. Кроме того, устойчивость M. catarrhalis к другим антибиотикам также может быть связана с бета-лактамазой , потому что использование этих антибиотиков вызвало усиление выработки бета-лактамазы, которая сопротивляется антибиотикам.
Однако исследование 1994 г. выявило большой белок на поверхности M. catarrhalis, который может служить мишенью для защитных антител. Это USPA (обозначенный антиген ) белок является первым экспонированы на поверхности белка на M. catarrhalis , которые могут быть мишенью для биологически активных антител , и , следовательно , привести к вакцинации . Этот белок также присутствовал во всех протестированных штаммах. Большой размер открытой макромолекулы белка делает ее похожей на макромолекулярный комплекс белка внешней мембраны Neisseria gonorrhoeae , что подразумевает, что UspA может быть единственной полипептидной цепью .
Активная иммунизация в ходе исследования M. catarrhalis в дыхательных путях позволила контролировать рост M. catarrhalis и привела к развитию сывороточных антигенов . Кроме того, у испытуемых ( мышей ) существует повышенная способность очищать легкие от M. catarrhalis . Кроме того, пассивная иммунизация от M. catarrhalis из дыхательных путей мышей также повышается способность мышами , чтобы очистить от микробов легких, что означает , что сывороточные антитела , вероятно , играют большую роль в иммунизации и защиты дыхательных путей. Наряду с белками внешней мембраны, которые соответствуют различным штаммам M. catarrhalis , также может существовать своего рода подкласс-специфический ответ антител IgG на определенные белки внешней мембраны. Следовательно, антигены внешней мембраны M. catarrhalis также являются возможным источником вакцины. Также были разработаны бактерицидные сывороточные антитела в ответ на заболевания, вызываемые M. catarrhalis .
лечение
Варианты лечения включают антибактериальную терапию или так называемое « настороженное ожидание ». Подавляющее большинство клинических изолятов этого организма продуцируют бета-лактамазы, поэтому они устойчивы к пенициллину. Сообщалось о резистентности к триметоприму , триметоприм-сульфаметоксазолу (TMP-SMX), клиндамицину и тетрациклину . Он чувствителен к фторхинолонам , большинству цефалоспоринов второго и третьего поколения , эритромицину и клавуланату амоксициллина .
Разработка вакцины
В настоящее время в США не известна вакцина против инфекции M. catarrhalis . Это серьезная причина инфекций дыхательных путей, против которых проводится поиск вакцины. Некоторые белки внешней мембраны в настоящее время исследуются как потенциальные вакцинные антигены, включая порин M35.
Биохимия
Во время первого зарегистрированного случая бактериемии, вызванной M. catarrhalis, которая была связана с септическим артритом, микроб был культивирован , что позволило многое узнать о морфологии его колоний , а также о самом M. catarrhalis . М. catarrhalis - это большой грамотрицательный диплококк почковидной формы. Его можно культивировать на чашках с кровью и шоколадным агаром после аэробной инкубации при 37 ° C в течение 24 часов. В культурах выявлены серо-белые колонии с полушариями диаметром около 1 мм. Эти колонии были хрупкими, легко разрушались и имели восковую поверхность.
К этим колониям M. catarrhalis применяли тест с хоккейной шайбой , в котором использовали деревянную палку, чтобы попытаться протолкнуть колонии по пластине. В M. catarrhalis колония забила положительно на этот тест, что означает , что они могли скользить по всей пластине. Колонии не демонстрировали гемолиза и не могли ферментировать глюкозу, сахарозу, мальтозу или лактозу. Они смогли произвести ДНКазу . Культуры M. catarrhalis дали положительный результат на оксидазу, липазу и восстановление нитратов , что характерно для M. catarrhalis . Многие лаборатории также проводят тест на бутиратэстеразу и бета-лактамазу. Оба теста должны быть положительными и могут помочь быстро идентифицировать его в культуре.
Признание M. catarrhalis в качестве патогена привело к исследованиям возможных антител против него, что привело к более широкому пониманию его состава. Профили белков внешней мембраны (OMP) различных штаммов M. catarrhalis чрезвычайно похожи друг на друга. Анализ этих профилей OMP с моноклональными антителами (MAb) показал, что некоторые белки со сходными молекулярными массами в разных штаммах имеют перекрестно-реактивные эпитопы . Кроме того, обнаруженный на поверхности белок M. catarrhalis имеет необычно высокую молекулярную массу. 80-кД ОМР на M. catarrhalis является иммуногенным и общим для всех неинкапсулированных нитей M. catarrhalis , что предполагает , что может быть использовано в качестве антигена для иммунизации .
Секреция белка
M. catarrhalis использует путь транслокации двойного аргинина ( путь ТАТ) для транспорта свернутых белков через внутреннюю мембрану . Аппарат транслоказы представляет собой типичную грамотрицательную транслоказу ТАТ, состоящую из трех основных мембранных белков : TatA, TatB и TatC. Белки TatA образуют поры, через которые транспортируются белки-пассажиры, а белки TatB и TatC распознают, связывают и направляют белки-пассажиры к мембране, охватывающей поры TatA.
В M. catarrhalis ТАТ транслоказы белка , кодирующие гены TATA, ТАТБ и TaTc расположены в одном tatABC локуса в бактериальной хромосоме , и, вероятно, будут транскрипционно и трансляционно связаны из - за одного нуклеотида перекрытия между каждого гена.
Было предсказано или протестировано множество белков M. catarrhalis, которые содержат высококонсервативный лидерный мотив для транслокации и транспортируются по пути ТАТ . Было показано, что бета-лактамазы BRO-1 и BRO-2 транспортируются по пути ТАТ . Другие потенциальные белки-пассажиры включают железозависимый белок, подобный пероксидазе , цитохром с- подобный белок и белок, подобный белку внутренней мембраны транспортера фосфата ABC . Функционирующий ТАТ-путь необходим для оптимального роста M. catarrhalis даже в условиях без антибиотиков.