Moraxella catarrhalis - Moraxella catarrhalis

Moraxella catarrhalis
Moraxella Catarrhalis.png
Научная классификация
Королевство:
Бактерии
Тип:
Протеобактерии
Учебный класс:
Гаммапротеобактерии
Заказ:
Pseudomonadales
Семья:
Moraxellaceae
Род:
Moraxella
Разновидность:
М. catarrhalis
Биномиальное имя
Moraxella catarrhalis
(Фрош и Колле, 1896 г.) Хенриксен и Бёвр, 1968 г.[1]

Moraxella catarrhalis это привередливый, неподвижный, Грамотрицательный, аэробный, оксидаза-положительный диплококк это может вызвать инфекции из дыхательная система, среднее ухо, глаз, Центральная нервная система, и суставы людей. Это вызывает инфицирование хозяин клетка прилипая к клетке-хозяину, используя адгезины тримерного автотранспорта.

Эпидемиология

М. catarrhalis является патогеном человека, имеющим сродство с верхними дыхательными путями человека. Другие приматы, например макаки, ​​могут заразиться этой бактерией.[2]

История

М. catarrhalis ранее был помещен в отдельный род, названный Бранхамелла. Обоснованием этого было то, что другие представители рода Moraxella находятся стержневидный и редко вызывали инфекции у людей. Однако результаты Гибридизация ДНК исследования и 16S рРНК Сравнение последовательностей использовалось для обоснования включения видов М. catarrhalis в роду Moraxella.[3] Как следствие, название Moraxella catarrhalis в настоящее время является предпочтительным для этих бактерий. Тем не менее, некоторые в области медицины продолжают называть эти бактерии Бранхамелла катаральная.

Moraxella назван в честь Виктор Моракс, швейцарский офтальмолог, который первым описал этот род бактерий. Катаралис происходит от катар, от Греческий что означает "течь вниз" (ката- подразумевает вниз; -рр подразумевает течение), описывая обильные выделения из глаз и носа, обычно связанные с сильным воспалением при простуде.

Генетика

Целый геном Последовательность из М. catarrhalis Штамм типа CCUG 353 депонирован и опубликован в Банк данных ДНК Японии, Европейский архив нуклеотидов, и GenBank в 2016 году под инвентарным номером LWAH00000000.[4]

Клиническое значение

Известно, что эти бактерии вызывают средний отит,[5][6] бронхит, синусит, и ларингит. Пожилые пациенты и заядлые курильщики в течение длительного времени с хроническая обструктивная болезнь легких должен знать, что М. catarrhalis связан с бронхопневмония, а также обострения существующих хроническая обструктивная болезнь легких.

Пиковая скорость колонизации М. catarrhalis По всей видимости, это происходит в возрасте около 2 лет с поразительной разницей в скорости колонизации между детьми и взрослыми (от очень высокой до очень низкой).

М. catarrhalis в последнее время привлекает внимание как новый патоген для человека. Это было идентифицировано как важная причина в бронхолегочная инфекция, вызывая инфекцию через легочная аспирация в верхних легочных путях.[7] Кроме того, это вызывает бактериальная пневмония, особенно у взрослых с нарушенным иммунная система.[8] Также известно, что он вызывает обострения инфекционных заболеваний у взрослых с хроническими заболеваниями легких и является важной причиной острого синусита, гайморита, бактериемии, менингита, конъюнктивита, острого гнойного воспаления. раздражение из хронический бронхит, уретрит, сепсис (хотя это бывает редко), септический артрит (что тоже бывает редко) и острый ларингит у взрослых и острых средний отит у детей.[9][10] М. catarrhalis оппортунистический легочный захватчика и причиняет вред, особенно пациентам с ослабленной иммунной системой или любым основным хроническое заболевание.[7][9]

Связь с бактериемией

М. catarrhalis также был связан с септический артрит в сочетании с бактериемия.[9] Хотя случаи бактериемии, вызванной М. catarrhalis сообщалось ранее, это был первый случай, когда бактериемия, вызванная М. catarrhalis также был связан с септическим артритом. А микробиологическая оценка пациента (мужчина 41 года) выявили, что М. catarrhalis была причиной болезни, а не Neisseria как считалось ранее. Это также был второй случай М. catarrhalis вызывающие септический артрит (хотя в первом случае о бактериемии не упоминалось).[9]

Помимо связи с септическим артритом, бактериемия также вызывается: М. catarrhalis инфекция, степень тяжести которой может варьироваться от небольшой температуры до смертельный сепсис и ассоциированная инфекция дыхательных путей обычно также выявляется.[11] Бактериемия инфекций, вызванных: М. catarrhalis иметь 21% смертность среди пациентов. Однако это могло быть связано с отсутствием знаний о бактерии из-за ее недавнего признания в качестве патогена.[11]

Заражение полноценная бактериемия был связан с развитием эндокардит.[11] 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 бактериемия вызвана М. catarrhalis нечасто сообщалось, это может быть связано с ошибочный диагноз или надзор, потому что М. catarrhalis только недавно (1990-е годы) был идентифицирован как важный патоген.[11] Много хронические болезни у пациентов с М. catarrhalis бактериемия может быть связана с пациентами с иммунными нарушениями или респираторной слабостью. Аналогичным образом респираторная слабость у пациентов с бактериемическая пневмония вызванный М. catarrhalis инфекция может быть связана с увеличением скорости колонизации глотки, усилением бактериальной адгезии к аномальным эпителий, и повышенная восприимчивость легочная паренхима к инфекции.[11]

Устойчивость к антибиотикам

Тест на чувствительность к антибиотикам: этот штамм проявляет устойчивость к ампициллину, поскольку он продуцирует фермент β-лактамазу. Это подтверждается диском (нитроцефин ) помеченный β становится красным.

М. catarrhalis можно лечить антибиотиками, но обычно стойкий к пенициллин, ампициллин, и амоксициллин.[11]

Текущие приоритеты исследований включают попытки найти подходящую вакцина[12] для этого генотипически разнообразного организма, а также определяющие факторы, связанные с вирулентностью, например дополнять сопротивление. Липоолигосахарид считается одним из возможных фактор вирулентности.[12]

С недавнего признания М. catarrhalis Поскольку это важный патогенный микроб, разработка возможного антибиотика продолжается. Доля М. catarrhalis напряжения казался устойчивым к ампициллину, что делает ампициллин и амоксициллин неподходящим выбором антибиотиков против него.[7] Хотя все штаммы М. catarrhalis были восприимчивы к котримоксазол, эритромицин, сульфадимидин, и тетрациклин, они также были устойчивы к триметоприм.[7] М. catarrhalis сопротивление бета-лактам антибиотики, такие как ампициллин и амоксициллин, опосредуется периплазматический липопротеин бета-лактамазы БРО-1 и БРО-2, которые защищают пептидогликановый слой путем гидролиза бета-лактам молекулы, попадающие в бактериальную клетку.[13] В бета-лактамазы производятся в цитоплазма и переехал в периплазматическое пространство к путь транслокации близнецов аргинина, который представляет собой путь секреции белка, который транспортирует белки через билипидную мембрану в свернутом состоянии.[14] М. catarrhalis производит и выделяет бета-лактамаза содержащий внешнюю мембрану пузырьки которые могут функционировать как внеклеточная система доставки бета-лактам сопротивление, которое способствует выживанию в противном случае бета-лактам чувствительные бактерии в непосредственной близости от М. catarrhalis. Такое поведение полезно для других бактерий и может лечение антибиотиками полимикробных инфекций сложнее.[15] Кроме того, сопротивление М. catarrhalis к другим антибиотикам может быть отнесено к бета-лактамаза, а также потому, что использование этих антибиотиков вызвало увеличение выработки бета-лактамазы, которая сопротивляется антибиотикам.[7]

Однако исследование 1994 г. выявило большой белок на поверхности М. catarrhalis которые могут служить мишенью для защитных антител.[8] Это УСПА (обозначенный антиген ) белок первый белок на поверхности М. catarrhalis это может быть целью для биологически активные антитела, и поэтому приводят к вакцинация. Этот белок также присутствовал во всех протестированных штаммах. Большой размер экспонированного белка макромолекула делает это похожим на Neisseria gonorrhoeae белок внешней мембраны макромолекулярный комплекс, из чего следует, что UspA может быть полипептидная цепь.[8]

Активная иммунизация, в исследовании, из М. catarrhalis в дыхательные пути позволил контролировать рост М. catarrhalis и привел к развитию сыворотки антигены.[10] Кроме того, у испытуемых существует повышенная способность (мышей ) очистить М. catarrhalis из их легкие. Так же, пассивная иммунизация из М. catarrhalis из дыхательных путей мышей также повысили 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 соответствуют различным штаммам М. catarrhalis, своего рода специфичный для подкласса Антитело IgG также может существовать ответ на определенные белки внешней мембраны. Следовательно, антигены внешней мембраны М. catarrhalis также укажите возможный источник вакцины. Также бактерицидная сыворотка антитела также были разработаны в ответ на заболевания, вызванные М. catarrhalis.[10]

Уход

Варианты лечения включают антибактериальную терапию или так называемую "бдительное ожидание "подход. Подавляющее большинство клинических изолятов этого организма продуцируют бета-лактамазы, поэтому они устойчивы к пенициллину. триметоприм, триметоприм-сульфаметоксазол (TMP-SMX), клиндамицин, и тетрациклин не поступало. Это восприимчиво к фторхинолоны, большинство второго и третьего поколения цефалоспорины, эритромицин, и амоксициллин-клавуланат.

Разработка вакцины

В настоящее время в США не известна вакцина против М. catarrhalis инфекционное заболевание. Это серьезная причина инфекций дыхательных путей, против которых требуется вакцина. Некоторые белки внешней мембраны в настоящее время исследуются как потенциальные вакцинные антигены, в том числе порин M35.

Биохимия

Во время первого зарегистрированного случая М. catarrhalis вызывая бактериемию, связанную с септическим артритом, микроб был культурный, который многое рассказал о морфология своего колонии, а также М. catarrhalis сам.[9] М. catarrhalis представляет собой крупный грамотрицательный диплококк почковидной формы. Его можно выращивать на кровь и шоколадный агар тарелки после аэробный инкубация при 37 ° C в течение 24 часов. Культуры выявлены серо-белые полушарный колонии диаметром около 1 мм. Эти колонии были хрупкими, легко разрушались и имели восковую поверхность.[9]

В хоккейная шайба был применен к этим М. catarrhalis колонии[9] в котором деревянная палка используется, чтобы попытаться протолкнуть колонии через пластину. В М. catarrhalis Колонии дали положительный результат в этом тесте, что означает, что они могли скользить по пластине. Колонии не продемонстрировали гемолиз, и не могли ферментировать глюкозу, сахарозу, мальтозу или лактозу. Они смогли произвести ДНКаза. Культуры М. catarrhalis положительный результат на оксидазу, липазу и нитрат уменьшение, что характерно для М. catarrhalis.[9] Многие лаборатории также проводят тест на бутиратэстеразу и бета-лактамазу. Оба теста должны быть положительными и могут помочь быстро идентифицировать его в культуре.[16]

Признание М. catarrhalis в качестве патогена привело к исследованиям на предмет возможных антитела против него, что привело к более широкому пониманию его состава. Профили белков внешней мембраны (OMP) различных штаммов М. catarrhalis очень похожи друг на друга.[8] Анализ этих профилей OMP с моноклональные антитела (MAb) выявили, что несколько белков с похожими молекулярные массы в разных сортах есть перекрестно реактивный эпитопы.[8] Кроме того, белок на поверхности М. catarrhalis имеет необычно высокую молекулярную массу. An 80 кДа OMP включен М. catarrhalis является иммуногенный и общий для всех неинкапсулированный нити М. catarrhalis, что предполагает, что его можно использовать как антиген за иммунизация.[8]

Секреция белка

М. catarrhalis использует путь транслокации близнецов аргинина (Путь ТАТ) для транспорта свернутых белков через внутренняя мембрана.[14] Транслоказный аппарат является типичным Грамотрицательный ТАТ-транслоказа, состоящая из трех основных мембранные белки: 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.[14][17]

В М. catarrhalis Гены, кодирующие белок транслоказы ТАТ tatA, tatB и tatC расположены в одном tatABC локус в бактериальной хромосоме и, вероятно, будет транскрипционно и трансляционно сцеплен из-за перекрытия одного нуклеотида между каждым геном.[14]

Несколько М. catarrhalis было предсказано или протестировано, что белки содержат высококонсервативные лидер мотив для транслокации и для перевозки ТАТ путь. Бета-лактамазы Было показано, что БРО-1 и БРО-2 транспортируются ТАТ путь. Другие потенциальные белки-пассажиры включают железозависимый пероксидаза -подобный белок, цитохром с -подобный белок и фосфат ABC транспортер белок внутренней мембраны. Функционирующий ТАТ путь необходим для оптимального роста М. catarrhalis даже в условиях без антибиотиков.[14]

Рекомендации

  1. ^ «Моракселла». Список названий прокариот, стоящих в номенклатуре. Получено 2 мая 2018.
  2. ^ Эмберс МЭ, 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. ЧВК  3971920. PMID  20667430.
  3. ^ Энрайт MC, Маккензи Х (май 1997 г.). «Moraxella (Branhamella) catarrhalis - клинические и молекулярные аспекты вновь открытого патогена». Журнал медицинской микробиологии. 46 (5): 360–71. Дои:10.1099/00222615-46-5-360. PMID  9152030.
  4. ^ Jakobsson HE, Salvà-Serra F, Thorell K, Gonzales-Siles L, Boulund F, Karlsson R, Sikora P, Engstrand L, Kristiansson E, Moore ER (июнь 2016 г.). «Проект последовательности генома штамма типа Moraxella catarrhalis CCUG 353T». Анонсы генома. 4 (3): e00552–16. Дои:10.1128 / genomeA.00552-16. ЧВК  4911475. PMID  27313296.
  5. ^ Мавас Ф., Хо М.М., Корбел М.Дж. (январь 2009 г.). «Текущий прогресс с антигенами Moraxella catarrhalis в качестве кандидатов на вакцины». Экспертный обзор вакцин. 8 (1): 77–90. Дои:10.1586/14760584.8.1.77. PMID  19093775.
  6. ^ Yu S, Gu XX (июнь 2007 г.). «Биологические и иммунологические характеристики конъюгированных вакцин на основе липоолигосахаридов для серотипа C Moraxella catarrhalis». Инфекция и иммунитет. 75 (6): 2974–80. Дои:10.1128 / IAI.01915-06. ЧВК  1932890. PMID  17371852.
  7. ^ а б c d е Уинстенли Т.Г., Спенсер Р.К. (сентябрь 1986 г.). «Moraxella catarrhalis: чувствительность к антибиотикам с особым упором на триметоприм». Журнал антимикробной химиотерапии. 18 (3): 425–6. Дои:10.1093 / jac / 18.3.425. PMID  3771428.
  8. ^ а б c d е ж Helminen ME, Maciver I, Latimer JL, Klesney-Tait J, Cope LD, Paris M, McCracken GH, Hansen EJ (октябрь 1994). «Большой антигенно консервативный белок на поверхности Moraxella catarrhalis является мишенью для защитных антител». Журнал инфекционных болезней. 170 (4): 867–72. Дои:10.1093 / infdis / 170.4.867. PMID  7523537.
  9. ^ а б c d е ж грамм час Мелендез П.Р., Джонсон Р.Х. (1991). «Бактериемия и септический артрит, вызванные Moraxella catarrhalis». Отзывы об инфекционных заболеваниях. 13 (3): 428–9. Дои:10.1093 / Clinids / 13.3.428. PMID  1907759.
  10. ^ а б c d Maciver I, Unhanand M, McCracken GH, Hansen EJ (август 1993 г.). «Эффект иммунизации легочного клиренса Moraxella catarrhalis на животной модели». Журнал инфекционных болезней. 168 (2): 469–72. Дои:10.1093 / infdis / 168.2.469. PMID  8335988.
  11. ^ а б c d е ж Иоаннидис Дж. П., Уортингтон М., Гриффитс Дж. К., Снайдман Д. Р. (август 1995 г.). «Спектр и значение бактериемии, вызванной Moraxella catarrhalis». Клинические инфекционные болезни. 21 (2): 390–7. Дои:10.1093 / Clinids / 21.2.390. PMID  8562749.
  12. ^ а б Пэн Д., Хун В., Чоудхури Б. П., Карлсон Р. В., Гу XX (ноябрь 2005 г.). «Бактерия Moraxella catarrhalis без эндотоксина, потенциальный кандидат на вакцину». Инфекция и иммунитет. 73 (11): 7569–77. Дои:10.1128 / IAI.73.11.7569-7577.2005. ЧВК  1273912. PMID  16239560.
  13. ^ Bootsma HJ, Aerts PC, Posthuma G, Harmsen T., Verhoef J, van Dijk H, Mooi FR (август 1999). "Бета-лактамаза Moraxella (Branhamella) catarrhalis BRO: липопротеин грамположительного происхождения?". Журнал бактериологии. 181 (16): 5090–3. ЧВК  94001. PMID  10438784.
  14. ^ а б c d е Бальдер Р., Шаффер Т.Л., Лафонтен Э.Р. (июнь 2013 г.). «Moraxella catarrhalis использует двойную систему транслокации аргинина для секреции β-лактамазы BRO-2». BMC Microbiology. 13 (1): 140. Дои:10.1186/1471-2180-13-140. ЧВК  3695778. PMID  23782650.
  15. ^ Шаар В., Нордстрём Т., Мёргелин М., Рисбек К. (август 2011 г.). «Везикулы наружной мембраны Moraxella catarrhalis несут β-лактамазу и способствуют выживанию Streptococcus pneumoniae и Haemophilus influenzae путем инактивации амоксициллина». Противомикробные препараты и химиотерапия. 55 (8): 3845–53. Дои:10.1128 / AAC.01772-10. ЧВК  3147650. PMID  21576428.
  16. ^ Руководство по клинической микробиологии, 10-е издание. Джеймс Версалович, авторское право 2012 ASM press.
  17. ^ Палмер Т., Беркс BC (июнь 2012 г.). "Путь экспорта белка транслокации двойного аргинина (Tat)". Обзоры природы. Микробиология. 10 (7): 483–96. Дои:10.1038 / nrmicro2814. PMID  22683878.

внешняя ссылка