Bordetella - Bordetella

Bordetella
Жгутиковые «Bordetella bronchiseptica»
Флагеллированный Bordetella bronchiseptica
Научная классификация е
Домен:Бактерии
Тип:Протеобактерии
Класс:Бетапротеобактерии
Порядок:Burkholderiales
Семья:Алькалигеновые
Род:Bordetella
Морено-Лопес 1952
Виды[1]

Bordetella (/ˌбɔːrdəˈтɛлə/) это род мелких (0,2 - 0,7 мкм), грамотрицательный коккобациллы филума Протеобактерии. Bordetella виды, за исключением Б. петрий, находятся облигатные аэробы, а также очень привередливы или трудны в культивировании. Все виды могут заразить людей. Первые три описываемых вида (Б. коклюш, Б. парапертуш, Б. бронхисептика ); иногда называют «классическими видами». Два из них (Б. бронхисептика и Б. коклюш) являются также подвижный.[2][3]

Б. коклюш а иногда B. parapertussis причина коклюш или коклюш у людей, а некоторые B. parapertussis штаммы могут колонизировать овец. Б. бронхисептика редко заражает здоровых людей, хотя сообщалось о заболеваниях у пациентов с ослабленным иммунитетом.[4] Б. бронхисептика вызывает несколько заболеваний у других млекопитающих, в том числе питомник кашель и атрофический ринит у собак и свиней соответственно. Другие представители этого рода вызывают аналогичные заболевания у других млекопитающих и птиц (Б. hinzii, B. avium).

Род Bordetella назван в честь Жюль Борде.

Патогенез

Три наиболее распространенных вида Bordetella - это B. pertussis, B. parapertussis и B. bronchiseptica. Известно, что эти виды накапливаются в дыхательных путях млекопитающих. Это чаще всего наблюдается у детей грудного возраста как результат болезни, известной как коклюш. Конкретный вид, ответственный за это заболевание у B. pertussis, встречается только у людей. Даже после обширных исследований вакцинации против B. pertussis коклюш все еще считается эндемическим заболеванием во многих странах. В связи с тем, что B. pertussis встречается только у людей и мало отличается от других видов Bordetella, считается, что в последние годы он произошел от общего предка.

B. parapertussis может поражать как людей, так и других млекопитающих, в первую очередь овец. Подобно B. pertussis, он вызывает коклюш у младенцев. Тем не менее, когда штаммы, обнаруженные у овец, изолированы, существует сильное различие между штаммами, обнаруженными у людей. Это говорит о том, что различные штаммы этого вида эволюционировали независимо друг от друга, один из которых был обнаружен у людей, а другой - у овец. С учетом этого особого различия это означает, что передача между двумя резервуарами практически отсутствует.

Однако вид B. bronchiseptica имеет более широкий круг хозяев. Это означает, что он вызывает аналогичные симптомы у широкого круга животных, но лишь изредка поражает людей. Эти симптомы часто проявляются в виде хронических и бессимптомных респираторных инфекций. bronchiseptica - это небольшая кокковидная форма размером примерно 0,5 мкм. У него перитрихозные жгутики, что позволяет ему двигаться. На чашке Петри колонии этого вида кажутся маленькими, серовато-белыми, гладкими и блестящими. B. bronchiseptica - грамотрицательный.

Наиболее тщательно изученный из Bordetella виды Б. бронхисептика, Б. коклюш и Б. парапертуш, а также изучен патогенез респираторных заболеваний, вызываемых этими бактериями.[5][6][7] Передача происходит при прямом контакте или через капли респираторного аэрозоля, или фомиты. Бактерии изначально прикрепляются к реснитчатый эпителиальный клетки носоглотки, и это взаимодействие с эпителиальными клетками опосредуется серией белков адгезины. Они включают нитчатый гемаглютинин, пертактин, фимбрии, и токсин коклюша (хотя проявление токсина коклюша уникально для Б. коклюш). Помимо помощи в прикреплении к эпителиальным клеткам, некоторые из них также участвуют в прикреплении к иммунным эффекторным клеткам.

Начальный катаральный Фаза инфекции вызывает симптомы, похожие на симптомы простуды, и в течение этого периода большое количество бактерий может быть восстановлено из глотки. После этого бактерии размножаются и распространяются дальше в дыхательные пути, где секреция токсинов вызывает цилиостаз и способствует проникновению бактерий в мерцательные клетки трахеи / бронхов. Одним из первых выделяемых токсинов является цитотоксин трахеи, который представляет собой дисахарид-тетрапептид, полученный из пептидогликан. В отличие от большинства других Bordetella токсинов, цитотоксин трахеи экспрессируется конститутивно, являясь нормальным продуктом разрушения стенки бактериальной клетки. Другие бактерии рециркулируют эту молекулу обратно в цитоплазму, но в Bordetella и Neisseria gonorrhoeae, он попадает в окружающую среду. Сам по себе цитотоксин трахеи способен воспроизводить паралич ресничного эскалатора, подавление синтеза ДНК в эпителиальных клетках и, в конечном итоге, его уничтожение. Один из наиболее важных регулируемых токсинов - это токсин аденилатциклазы, что помогает избежать врожденный иммунитет. При контакте токсин доставляется к фагоцитирующим иммунным клеткам.[8] Затем функции иммунных клеток частично подавляются в результате накопления циклический AMP. Недавно обнаруженная активность токсина аденилатциклазы, включая образование трансмембранных пор и стимуляцию приток кальция, также может способствовать интоксикации фагоцитов.[9][10]

Фактор вирулентности

Факторы вирулентности, выявленные у бордетеллы, являются общими для всех трех видов. К ним относятся адгезины, такие как нитчатый гемагглютинин (FHA), пертактин, фактор колонизации трахеи и фимбрии, а также токсины, такие как аденилатциклаза-гемолизин, дермонекротический токсин и трахеальный цитотоксин. Затем эти факторы чаще всего выражаются и регулируются стимулами окружающей среды.

Регуляция экспрессии фактора вирулентности

Выражение многих Bordetella адгезины и токсины контролируются двухкомпонентная система регулирования BvgAS.[6][7] Многое из того, что известно об этой системе регулирования, основано на работе с Б. бронхисептика, но BvgAS присутствует в Б. коклюш, Б. парапертуш и Б. бронхисептика и отвечает за изменение фазы или фенотипический модуляция.

BvgS - это плазматическая мембрана датчик привязки киназа который реагирует на стимуляцию фосфорилирование а цитоплазматический спираль-поворот-спираль -содержащий белок, BvgA. При фосфорилировании BvgA имеет повышенное сродство к сайтам специфического связывания в Bvg-активированных промоторных последовательностях и способен способствовать транскрипции в in vitro анализы.[11][12]

Большинство токсинов и адгезинов под контролем BvgAS экспрессируются под Bvg.+ условия (высокий BvgA-Pя концентрация). Но есть также гены, экспрессирующиеся исключительно в Bvg.− состояние, в первую очередь флагеллин ген flaA.[13] Регуляция репрессированных генов Bvg опосредуется продуктом 624 п.н. открытая рамка чтения ниже по течению bvgA, так называемый Bvg-активированный репрессорный белок, BvgR.[14] BvgR связывается с консенсусной последовательностью, присутствующей в кодирующих последовательностях по крайней мере некоторых генов, репрессированных Bvg. Связывание этого белка с консенсусной последовательностью представляет экспрессию гена за счет снижения транскрипции.[15]

Неизвестно, каковы физиологические сигналы для BvgS, но in vitro BvgAS может быть инактивирован миллимолярными концентрациями сульфат магния или никотиновая кислота, или снижением температуры инкубации до ≤ 26 ° C.[16][17]

Идентификация конкретной точечной мутации в гене BvgS, которая блокирует Б. бронхисептика в промежуточной фазе Bvg выявлен класс регулируемых BvgAS генов, которые транскрибируются исключительно при промежуточных концентрациях BvgA-Pя. Этот промежуточный (Bvgя) фенотип может воспроизводиться у дикого типа Б. бронхисептика путем роста бактерий в среде, содержащей промежуточные концентрации модулятора BvgAS, никотиновой кислоты. В этих условиях некоторые, но не все факторы вирулентности, связанные с Bvg+ фазы выражены, предполагая, что эта двухкомпонентная регуляторная система может вызывать континуум фенотипических состояний в ответ на окружающую среду.[16]

Питомник от кашля у собак и кошек

Bordetella bronchiseptica вызывает у собак и кошек воспаление верхних дыхательных путей, которое обычно называют питомниковым кашлем. Этот кашель громкий, гудящий и очень заразный. Он может распространяться по воздуху, каплями и косвенным или прямым контактом, делая собак, живущих в тесноте, более восприимчивыми; отсюда и прозвище «Питомник Кашель». Другие симптомы могут включать чихание, насморк, вялость или лихорадку (Берк). Хотя это обычно не приводит к летальному исходу, питомниковый кашель может привести к смертельной бронхопневмонии у щенков и котят или к хроническому бронхиту у старых собак и кошек или собак с ослабленным иммунитетом (Берк).

Если вы подозреваете, что ваш питомец заразился бордетеллой (питомник кашля), поговорите со своим ветеринаром, который сможет диагностировать заболевание и определить правильный план лечения для вашего питомца. Обычно лечение Bordetella включает постельный режим, лекарства от кашля и, возможно, антибиотики, которые помогают убить бактерии и предотвратить вторичные инфекции (Берк). В зависимости от конкретных потребностей вашего питомца ваш ветеринар может порекомендовать другие методы лечения. Всегда слушайте своего лицензированного ветеринара.

Вакцина

Вакцина Bordetella не является необходимой, но настоятельно рекомендуется для собак, особенно если они будут контактировать с другими собаками, например, в собачьих парках, интернатах, выставках собак, тренировочных классах и т. Д. (Берк). Фактически, он может потребоваться на определенных объектах для входа. Вакцину также можно вводить кошкам, но это делается реже, потому что у взрослых кошек инфекция встречается нечасто. Тем не менее, может быть хорошей идеей вакцинировать котенка, если он находится в среде повышенного риска (например, живет с несколькими другими кошками) (Гардинер).

Вакцина Bordetella специально нацелена на род и виды Bordetella bronchiseptica, которые обычно вызывают кашель питомников. Вакцина вводит бактерии в организм, чтобы развить иммунитет. Важно помнить, что вакцина защищает только от одного вида Bordetella. Следовательно, домашнее животное может заразиться другим видом Bordetella или заразиться питомниковым кашлем из другого источника, такого как вирус парагриппа, даже после вакцинации от B. bronchiseptica (Burke). Вакцина Bordetella также эффективна только на 70% (Брайант).

Существует 3 лицензированных способа доставки вакцины Bordetella собакам: перорально, интраназально и подкожно (под кожей). В двух первых методах используются живые бактерии, а во втором - убитые. В сравнительном исследовании, проведенном в 2013 году Школой ветеринарной медицины в Мэдисоне, штат Висконсин, изучалась эффективность этих трех методов при вакцинации щенков гончей. 40 гончих были разделены на четыре группы; группа для тестирования каждого из 3 методов плюс одна контрольная группа, которая не была вакцинирована. Через 42 дня собак подвергали воздействию Bordetella bronchiseptica. Это исследование показало, что живая интраназальная вакцина Bordetella была более эффективной, чем убитая подкожная вакцина, а живая оральная вакцина работает так же хорошо, как и живая интраназальная вакцина (Larson).[18]

Как действует вакцина Bordetella

У собак, как и у людей, в дыхательных путях содержатся реснички, которые собирают мусор, застревающий в слизистой оболочке горла. Если собаке сделана вакцина против бордетеллы, это может снизить риск развития кашля у собаки. Когда собака получает вакцину, организмы Bordetella соединяются с ресничками и подавляют иммунные клетки, которые обычно атакуют вредные бактерии. Вакцина против Bordetella вводится собакам путем инъекции вакцины под кожу или в нос. Наиболее распространенным способом введения вакцины является интраназальный метод, поскольку вакцину можно вводить в трехнедельном возрасте, тогда как прививку можно делать только в четырехмесячном возрасте. Интраназальный путь является наиболее предпочтительным методом введения вакцины, поскольку собачий кашель заражает собак через нос (Bryant, 2009), и было доказано, что он более эффективен, чем подкожная инъекция (Larson).

использованная литература

  1. ^ "Bordetella" (HTML). Таксономия NCBI. Bethesda, MD: Национальный центр биотехнологической информации.. Получено 16 января 2019.
  2. ^ Райан К.Дж.; Рэй CG, ред. (2004). Шеррис Медицинская микробиология (4-е изд.). Макгроу Хилл. ISBN  978-0-8385-8529-0.
  3. ^ Hewlett, Erik L .; Дамрон, Ф. Хит; Вонг, Тинг; Фернандес, Джульета; Систи, Федерико; Закка, Федерико; Гоняр, Лаура А .; Хоффман, Касандра Л. (25.06.2019). «Bordetella pertussis может быть подвижным и экспрессировать жгутиковые структуры». mBio (en inglés) 10 (3): e00787-19. ISSN 2150-7511.PMID  31088927 | pmid = неверно (аюда). DOI: 10.1128 / mBio.00787-19
  4. ^ Баувенс Дж., Спач Д., Шакер Т., Мустафа М., Боуден Р. (1992). «Пневмония и бактериемия Bordetella bronchiseptica после трансплантации костного мозга». J Clin Microbiol. 30 (9): 2474–5. ЧВК  265527. PMID  1401019.
  5. ^ Хьюлетт Э (1997). «Коклюш: современные концепции патогенеза и профилактики». Педиатр Infect Dis J. 16 (4 доп.): S78–84. Дои:10.1097/00006454-199704001-00002. PMID  9109161.
  6. ^ а б Коттер П.А., Миллер Дж. Ф. (2001). Гройсман Э.А. (ред.). Bordetella. Принципы бактериального патогенеза. Академическая пресса. С. 619–674. Дои:10.1016 / B978-012304220-0 / 50014-5. ISBN  978-0-12-304220-0.
  7. ^ а б Матту С., Черри Дж. (2005). «Молекулярный патогенез, эпидемиология и клинические проявления респираторных инфекций, вызванных Bordetella pertussis и другими подвидами Bordetella». Clin Microbiol Rev. 18 (2): 326–82. Дои:10.1128 / CMR.18.2.326-382.2005. ЧВК  1082800. PMID  15831828.
  8. ^ Серый MC, Донато GM, Джонс FR, Ким T, Hewlett EL (2004). «Недавно секретируемый токсин аденилатциклазы ответственен за интоксикацию клеток-мишеней Bordetella pertussis". Мол. Микробиол. 53 (6): 1709–19. Дои:10.1111 / j.1365-2958.2004.04227.x. PMID  15341649.
  9. ^ Хьюлетт Э.Л., Донато Г.М., Грей М.С. (2006). "Цитотоксичность макрофагов, вызванная токсином аденилатциклазы из Bordetella pertussis: больше, чем просто создание циклических AMP! ». Мол. Микробиол. 59 (2): 447–59. Дои:10.1111 / j.1365-2958.2005.04958.x. PMID  16390441.
  10. ^ Фисер Р., Масин Дж., Баслер М., Крусек Дж., Спулакова В., Конопасек И., Себо П. (2007). «Третья активность токсин-гемолизина аденилатциклазы Bordetella аденилатциклазы (AC). Мембранная транслокация полипептида домена AC способствует притоку кальция в моноциты CD11b + независимо от каталитической и гемолитической активности». J. Biol. Chem. 282 (5): 2808–20. Дои:10.1074 / jbc.M609979200. PMID  17148436.
  11. ^ Уль М, Миллер Дж (1994). «Аутофосфорилирование и фосфоперенос в каскаде передачи сигнала Bordetella pertussis BvgAS». Proc Natl Acad Sci USA. 91 (3): 1163–7. Bibcode:1994ПНАС ... 91.1163U. Дои:10.1073 / pnas.91.3.1163. ЧВК  521474. PMID  8302847.
  12. ^ Штеффен П., Гоярд С., Ульманн А. (1996). «Фосфорилированного BvgA достаточно для активации транскрипции регулируемых вирулентностью генов у Bordetella pertussis». EMBO J. 15 (1): 102–9. Дои:10.1002 / j.1460-2075.1996.tb00338.x. ЧВК  449922. PMID  8598192.
  13. ^ Акерли Б., Монак Д., Фалькоу С., Миллер Дж. (1992). «Локус bvgAS отрицательно контролирует подвижность и синтез жгутиков у Bordetella bronchiseptica». J Бактериол. 174 (3): 980–90. Дои:10.1128 / jb.174.3.980-990.1992. ЧВК  206178. PMID  1370665.
  14. ^ Меркель Т., Стибиц С. (1995). «Идентификация локуса, необходимого для регуляции bvg-репрессированных генов у Bordetella pertussis». J Бактериол. 177 (10): 2727–36. Дои:10.1128 / jb.177.10.2727-2736.1995. ЧВК  176943. PMID  7751282.
  15. ^ Битти Д., Махан М., Мекаланос Дж. (1993). «Связывание репрессора с регуляторным сайтом в кодирующей последовательности ДНК является достаточным для обеспечения транскрипционной регуляции вирусов-репрессированных генов (генов vrg) у Bordetella pertussis». J Бактериол. 175 (2): 519–27. Дои:10.1128 / jb.175.2.519-527.1993. ЧВК  196167. PMID  8419298.
  16. ^ а б Коттер П., Миллер Дж. (1997). "Мутация в Bordetella bronchiseptica bvgS ген приводит к снижению вирулентности и повышенной устойчивости к голоданию и определяет новый класс Bvg-регулируемых антигенов ». Мол Микробиол. 24 (4): 671–85. Дои:10.1046 / j.1365-2958.1997.3821741.x. PMID  9194696.
  17. ^ ван ден Аккер В. (1997). "Bordetella bronchiseptica обладает контролируемым BvgAS цитотоксическим действием при взаимодействии с эпителиальными клетками ». FEMS Microbiol Lett. 156 (2): 239–44. Дои:10.1016 / S0378-1097 (97) 00431-X. PMID  9513272.
  18. ^ «Как часто собаке нужна вакцина против Bordetella?». Больница для животных Cornerstone. Получено 22 октября 2020.

[1][2][3][4][5]

  1. ^ Брайант, К. (2009, 23 января). Как работают вакцины Bordetella. Получено 18 ноября 2020 г., из https://animals.howstuffworks.com/pets/pet-travel/bordetella-vaccine1.htm.
  2. ^ Берк, А. (13 июля 2018 г.). 5 фактов о вакцине Bordetella для собак. Получено 22 октября 2020 г., из https://www.akc.org/expert-advice/health/facts-bordetella-vaccine-dogs/
  3. ^ Гардинер, Дж. (11 августа 2020 г.). Руководство по вакцинации собак и кошек. Получено 18 ноября 2020 г., из https://healthtopics.vetmed.ucdavis.edu/health-topics/feline/vaccination-guidelines-dogs-and-cats
  4. ^ Кадлец, К., и Шварц, С. (2018). Устойчивость к противомикробным препаратам у Bordetella bronchiseptica (1062719807 809797198 L. Cavaco и 1062719808 809797198 J. Shen, Eds.). Устойчивость к противомикробным препаратам у бактерий домашнего скота и домашних животных, 365-375. DOI: 10.1128 / 9781555819804.ch16
  5. ^ Ларсон, Лори и Тиль, Блисс и Шарп, Патрисия и Шульц, Рональд. (2013). Сравнительное исследование защитного иммунитета, обеспечиваемого пероральными, интраназальными и парентеральными собачьими вакцинами Bordetella bronchiseptica. Международный журнал прикладных исследований в ветеринарии. 11. 153-16