Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Брахиспира
Научная классификация
Королевство:
Бактерии
Тип:
Спирохеты
Класс:
Спирохеты
Заказ:
Brachyspirales
Семья:
Brachyspiraceae
Род:
Brachyspira Hovind-Hougen et al. 1983 г.
Разновидность
Синонимы
  • Serpula Stanton et al. 1991 non (Persson 1801) серый 1821 non Linnaeus 1758
  • Серпулина Стэнтон 1992 нон Зборжевски 1834

Brachyspira - это род бактерий, относящихся к типу спирохет. [2] [3] [4]

Виды Brachyspira включают патогены свиней, птиц, собак и людей.

B. pilosicoli колонизирует миллионы людей во всем мире, что приводит к кишечному спирохетозу человека - хронической, прерывистой водянистой диарее, которую крайне недооценивают [5] из-за отсутствия простого диагностического инструмента для клиницистов. Мультиплексные КПЦР являются многообещающими диагностическими инструментами, поскольку Brachyspira не растут на обычных средах. [6]

B. pilosicoli также вызывают спирохетоз птиц: [2] птицы могут рассматриваться как естественный резервуар.

B. hyodysenteriae приводит к диарейным заболеваниям у растущих свиней во всем мире, вызывая так называемую дизентерию свиней, тифлоколит или спирохетоз кишечника свиней , что способствует значительным «производственным потерям» в агробизнесе.

Некоторые виды, такие как B. innocens или B. intermedia, кажутся менее вирулентными.

Филогения [ править ]

В настоящее время принятая таксономия основана на Списке названий прокариот, стоящих в номенклатуре (LPSN) [7] и Национальном центре биотехнологической информации (NCBI), [8], а филогения основана на версии 123 LTP на основе 16S рРНК, автор : Проект «Всевидовое живое дерево» . [9]

 
 

B. aalborgi Hovind-Hougen et al. 1983 (тип sp.)

 
 
 

B. hyodysenteriae (Harris et al. 1972) Ochiai et al. 1998 г.

 
 
 

B. innocens (Киньон и Харрис, 1979) Ochiai et al. 1998 г.

 
 

B. murdochii (Стэнтон и др., 1997), Хэмпсон, Ла, 2006 г.

 
 
 
 

B. intermedia (Стэнтон и др., 1997), Хэмпсон и Ла, 2006 г.

 
 
 

B. alvinipulli Stanton et al. 1998 г.

 
 

B. pilosicoli (Trott et al. 1996) Ochiai et al. 1998 г.

 
 
 
 
 

♠ Штаммы, обнаруженные в Национальном центре биотехнологической информации (NCBI), но не перечисленные в Списке названий прокариот, стоящих в номенклатуре (LSPN).

Эволюционная гипотеза [ править ]

Интересно учитывать, что Brachyspira может быть недостающим звеном между независимыми грамотрицательными бактериями и, в конечном итоге, интернализованными организмами, такими как митохондрии . Можно представить себе следующий филогенетический путь: грамотрицательные свободные обитатели -> спирохеты, прикрепленные к цитоскелету клетки и экспрессирующие порины, создающие цитоплазматические мостики и комплементарность генома между паразитом и материнской клеткой -> риккетсия с полной интернализацией -> постоянный внутриклеточный хозяин = митохондрия

Патогенез кишечного спирохетоза человека (HIS) [ править ]

Бактерии Brachyspira развили паразитический образ жизни за счет сокращения генома (~ 2,5–3,3 МБ) [10] по сравнению с другими грамотрицательными бактериями (~ 5 МБ).

Люди заражаются при проглатывании грязной воды, возможно, при купании в водах, содержащих бактерии, или при прямом контакте с зараженными фекалиями (племена, живущие на открытом воздухе, едоки сырых яиц, обитатели трущоб без санитарных условий, МСМ).

Гомология генома между Borellia, Treponema и Brachyspira подразумевает, что Brachyspira, как ожидается, будет:

  • импортировать углеводы и короткие жирные кислоты (6-> 3 углерода) для своих энергетических нужд из просвета толстой кишки,
  • плавать в (вязкофильно [11] ) и сквозь (вязкотаксия) слои муцина благодаря его спиралевидной форме и жгутику (см. фильм [12] ),
  • прикрепляются к колоноцитам апикально и друг к другу латерально,
  • тем самым создавая сплошной слой бактериальных клеток [13], который может противостоять движению фекалий in vivo: это патогномоничная щеточная кайма [2], наблюдаемая при гистологии при биопсии толстой кишки.
  • еще предстоит выяснить, способна ли Brachyspira, как и Borrelia, прикрепляться к декорину и прогрессировать в рыхлой соединительной ткани и вторгаться в другие ткани [14].
  • Что касается боррелий и сифилиса, [15] Brachyspira может быть способна перемещаться в семенные пузырьки, где она найдет другую нишу «вне» тела с муцинами для вторжения, эпителием для прикрепления и доступной глюкозой. Chapot F. (2020) выдвигает гипотезу о том, что Brachyspira может передаваться половым путем в сообществах МСМ через аноральный, но также и проникающий путь.

Прикрепившись апикально к энтероциту, скрытая от естественного и приобретенного иммунитета слизистым слоем и занимая нишу, которую другие бактерии не могут использовать, Brachyspira, скорее всего, экспрессирует на своей вершине порины [3], позволяя импортировать из цитоплазмы колоноцита аминокислоты. и нуклеиновые кислоты, необходимые для репликации.

Также было продемонстрировано, что Brachyspira создает среду, благоприятную для его передвижения, за счет усиления экспрессии муцина: [16] он создает свою собственную нишу.

Клинические проявления в медицине человека [ править ]

Публикации сейчас склонны указывать на то, что колонизацию Brachyspira не следует рассматривать как безобидный комменсализм:

  • Хроническая диарея [17]
  • Синдром раздраженного кишечника [18]
  • Острая кишечная боль [19]
  • Язвенный колит [20]
  • Посттранслокационная спирохетемия и кардиогенный шок [21]

Лечение антибиотиками и резистентность в медицине [ править ]

Десятидневное лечение коамоксициллином 1 г 2 раза в день + метронидазол 500 3 раза в день, по-видимому, дает очень хорошие результаты при абдоминальных симптомах. [22] Рекомендуется вводить Saccharomyces boulardii один раз в день во время этого курса антибиотикотерапии. [23]

Устойчивость к доксициклину подтверждена документально, и ее следует избегать. [ необходима цитата ]

Лечение антибиотиками и резистентность в ветеринарии [ править ]

Антибиотики ветеринарные , применяемые для лечения свиней с дизентерией из - за видов Brachyspira включают линкозамидный линкомицин , тем ионофор салиномицина , в хиноксалиновом карбадокс , в pleuromodulins тиамулиной и корм с концентрацией валнемулина , а также аминогликозиды гентамицин , является важным антибиотик , используемым в организме человека.

Все чаще сообщается о резистентности Brachyspira к вышеуказанным антибиотикам. Хотя никаких клинические и лабораторный институт стандартов (CLSI) противомикробные контрольные точки для Brachyspira не были установлены, устойчивость к pleuromodulins тиамулиной и валнемулин учитываются при MIC ≥ 2 мкг / мл. [24] Устойчивость к плевромодулинам важна, потому что они являются антибиотиками «последней инстанции»; по данным Национального ветеринарного института в Упсале, по состоянию на 2001 год они были единственными антибиотиками с достаточными значениями минимальной ингибирующей концентрации (МИК), оставшимися для лечения дизентерии свиней в Швеции. [25]

Устойчивость к антибиотикам варьируется в зависимости от географического региона и не развивается так быстро у изолятов в США, как это было у изолятов из других стран. [26] Резистентность к тиамулину была впервые описана в 1996 году в Венгрии [27], а затем о ней сообщалось в других странах Европы и Азии. [28] [29] [30] [31] [32] [33] В 2009 г. в Испании 7,4% изолятов Brachyspira были резистентными к венамулину, а 17,6% - к тиамулину. [34] В Швеции 10 -15% изолятов B. pilosicoli в период с 2002 по 2010 гг. Были устойчивы к тиамулину (МИК> 4 мкг / мл), а у B. hyodysenteriae наблюдалось постепенное увеличение МИК тиамулина.между 1990 и 2003 годами, который с тех пор стабилизировался. [35]

У польских изолятов обнаружена пониженная чувствительность к линкомицину, но не к тиамулину. [36]

В США устойчивость видов Brachyspira, собранных в 2008–2010 гг., Была обычной только к линкомицину (80% имели МИК 32 или 64), МИК были умеренно высокими по отношению к гентамицину, в то время как резистентность к валнемулину (4,7%) и тиамулину (3,2% изолятов). ), как сообщается в единственном на сегодняшний день американском исследовании, проведенном в Айове, еще не было распространено. [26]

Использование плевромодулинов у сельскохозяйственных животных в США отдельно не сообщается в ежегодном отчете Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (ADUFA) «Противомикробные препараты, продаваемые или распространяемые для использования у животных, используемых для производства продуктов питания». [37] Однако количество используемых линкозамидов составляет 190 тонн на ADUFA; антибиотики, использованные в США для кормления животных в 2011 г., составляли: ионофоры 4 123 259 кг, аминогликозиды 214 895 кг и линкозамиды 190 101 кг.

Микробиологическая идентификация [ править ]

Brachyspira способны к гемолизу, степень которого использовалась для их характеристики, при этом B. hyodysenteriae демонстрируют сильный бета-гемолиз, в то время как B. pilosicoli, B. intermedia, B. murdochii и B. innocens были описаны как слабо гемолитические. [38] Однако в недавнем исследовании, проведенном в Университете штата Айова, все (10/10) изолятов B. intermedia , 91% (9/11) Brachyspira spp. изолятов и 20% (2/6) изолятов B. pilosicoli с ферм в Северной Каролине (36), Айове (23), Миннесоте (9), Небраске (3), Мичигане (2), Иллинойсе (2), Миссури (1), Северная Дакота (1), Южная Дакота (1) и Огайо (1) продемонстрировали сильный бета-гемолиз. [26]

В последнее время количественная ПЦР кажется более чувствительным способом идентификации Brachyspira, которая в глобальном масштабе является очень требовательной к выращиванию бактерией.

Изменения в экологии [ править ]

В США связанная с Brachyspira болезнь свиней и изоляция видов Brachyspira от свиней с диарейной болезнью в значительной степени исчезли из стад свиней в конце 1990-х - начале 2000-х годов, но вернулись в середине 2000-х годов по неизвестным причинам.

Исследование 2011 г. изолятов из стад свиней Среднего Запада описало основные изменения в частоте и гемолизе Brachyspira spp, т.е. патогенности: большинство изолированных видов Brachyspira ранее считались минимально патогенными или комменсальными, как Brachyspira murdochi (27%) или новые / неклассифицируемые виды Brachyspira ( 25%), в то время как только 40,5% из 79 изолятов от больных свиней можно было подтвердить как классические возбудители B. hyodysenteriae или Brachyspira pilosicoli с помощью ПЦР. [39] Виды Brachyspira, ранее способные только к слабому гемолизу, такие как B. intermedia и B. pilosicoli.было обнаружено, что они вызывают сильный гемолиз. Их также часто идентифицируют от больных свиней, что позволяет предположить, что они являются новыми патогенами.

Убедительным объяснением этого изменения в эпидемиологии и экологии является отбор путем увеличения использования антибиотиков у свиней (например, в качестве стимуляторов роста), поскольку B. murdochii и неклассифицируемые виды Brachyspira spp. менее восприимчивы к противомикробным препаратам, чем ранее установленные патогены Brachyspira.

Ссылки [ править ]

  1. Перейти ↑ Westerman, LJ (2013). Кишечный спирохетоз человека (кандидатская диссертация).[ постоянная мертвая ссылка ]
  2. ^ a b Ле Рой, Кэролайн I .; Мэппли, Люк Дж .; La Ragione, Roberto M .; Вудворд, Мартин Дж .; Клаус, Сандрин П. (5 марта 2019 г.). "Brachyspira pilosicoli-индуцированный спирохетоз кишечника птиц" . Микробная экология в здоровье и болезнях . 26 : 28853. дои : 10.3402 / mehd.v26.28853 . PMC 4683989 . PMID 26679774 .  
  3. ^ См. Список имен прокариот, стоящих в номенклатуре . Данные взяты из JP Euzéby. «Спирохеты» . Архивировано из оригинала на 2011-06-13 . Проверено 17 ноября 2011 . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
  4. ^ См. Веб-страницу NCBI по данным о спирохетах, полученным от Sayers; и другие. «Браузер таксономии NCBI» . Национальный центр биотехнологической информации . Проверено 5 июня 2011 . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
  5. ^ Хэмпсон, Дэвид Дж. (2017). "Spirochete Brachyspira pilosicoli, кишечные возбудители животных и людей" . Обзоры клинической микробиологии . 31 (1). DOI : 10.1128 / CMR.00087-17 . PMC 5740978 . PMID 29187397 .  
  6. ^ Borgström, Anna; Шеррер, Симона; Кирхгесснер, Констанце; Шмитт, Сара; Фрей, Даниэль; Виттенбринк, Макс М. (7 февраля 2017 г.). «Новый мультиплексный КПЦР, нацеленный на 23S рДНК, для диагностики дизентерии свиней и кишечного спирохетоза свиней» . BMC Veterinary Research . 13 (1): 42. DOI : 10,1186 / s12917-016-0939-6 . PMC 5297149 . PMID 28173799 .  
  7. ^ JP Euzéby. « Брахиспира » . Список названий прокариот, стоящих в номенклатуре (LPSN) . Проверено 30 марта 2016 . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
  8. ^ Сэйерс; и другие. « Брахиспира » . База данных таксономии Национального центра биотехнологической информации (NCBI) . Проверено 30 марта 2016 . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
  9. ^ Проект «Живое дерево всех видов» . «Выпуск 123 LTP на основе 16S рРНК (полное дерево)» (PDF) . Silva Полная база данных рибосомных РНК . Проверено 20 марта 2013 . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
  10. ^ Хэмпсон, ди-джей; Ван П. (2018). «Спирохеты толстой кишки: чему нас научила геномика?». Актуальные темы микробиологии и иммунологии . 415 : 273–294. DOI : 10.1007 / 82_2017_48 . ISBN 978-3-319-89637-3. PMID  28879525 .
  11. ^ Нареш, Рам; Хэмпсон, Дэвид Дж. (1 января 2010 г.). «Привлечение Brachyspira pilosicoli к муцину» . Микробиология (Рединг, Англия) . 156 (Pt 1): 191–197. DOI : 10.1099 / mic.0.030262-0 . PMID 19833772 . 
  12. ^ [1]
  13. ^ «РИС. 1. Просвечивающая электронная микроскопия разреза прямой кишки ...» ResearchGate . Проверено 5 марта 2019 .
  14. ^ Сало, Джемиина; Яатинен, Аннукка; Седерстрём, Мирва; Вильянен, Матти К .; Хитёнен, Юкка (2015). «Декорин-связывающие белки Borrelia burgdorferi способствуют развитию артрита и совместному сохранению специфической ДНК после лечения у мышей» . PLOS ONE . 10 (3): e0121512. Bibcode : 2015PLoSO..1021512S . DOI : 10.1371 / journal.pone.0121512 . ISSN 1932-6203 . PMC 4376631 . PMID 25816291 .   
  15. ^ Миддельвин, Марианна Дж .; Берк, Дженни; Сапи, Ева; Бандоски, Шерил; Филуш, Катерина Р .; Ван, Йен; Франко, Агустин; Тиммараджу, Арун; Schlinger, Hilary A .; Мэйн, Питер Дж .; Стрикер, Рафаэль Б. (2014). «Культура и идентификация спирохет Borrelia в вагинальном и семенном секрете человека» . F1000 Исследования . 3 : 309. DOI : 10,12688 / f1000research.5778.3 . ISSN 2046-1402 . PMC 5482345 . PMID 28690828 .   
  16. ^ Огата, Шо; Симидзу, Кен; Томинага, Сусуму; Наканиши, Куниаки (2017). «Иммуногистохимическое исследование муцинов при кишечном спирохетозе человека». Патология человека . 62 : 126–133. DOI : 10.1016 / j.humpath.2017.01.013 . PMID 28188751 . 
  17. ^ Tsinganou, Efstathia; Гебберс, Ян-Олаф (7 января 2010 г.). «Спирохетоз кишечника человека - обзор» . GMS German Medical Science . 8 : Doc01. DOI : 10.3205 / 000090 . PMC 2830567 . PMID 20200654 .  
  18. ^ Уокер, Марджори М .; Талли, Николас Дж .; Инганас, Линн; Энгстранд, Ларс; Джонс, Майкл П .; Ныхлин, Генри; Агреус, Ларс; Кьеллстрем, Ларс; Öst, Åke; Андреассон, Анна (1 февраля 2015 г.). «Спирохетоз толстой кишки связан с эозинофилией толстой кишки и синдромом раздраженного кишечника в общей популяции в Швеции». Патология человека . 46 (2): 277–283. DOI : 10.1016 / j.humpath.2014.10.026 . PMID 25540866 . 
  19. ^ Ган, Джейсон; Брайант, Кэтрин; Арул, Дхили; Пармар, Четан (4 ноября 2017 г.). «Кишечный спирохетоз, имитирующий острый аппендицит, с обзором литературы» . Отчеты о делах BMJ . 2017 : bcr – 2017–221574. DOI : 10.1136 / BCR-2017-221574 . PMC 5747739 . PMID 29103010 .  
  20. ^ Нишии, Шин; Хигасияма, Масааки; Огата, Шо; Комото, Сюнсуке; Ито, Сугуру; Мидзогути, Акинори; Терада, Хисато; Фурухаси, Хиротака; Такадзё, Такеши; Ширакабе, Кадзухико; Ватанабэ, Тикако; Томита, Кенго; Нагао, Сигэаки; Миура, Соичиро; Хокари, Рёта (1 апреля 2018 г.). «Спирохетоз кишечника человека, имитирующий язвенный колит». Клинический журнал гастроэнтерологии . 11 (2): 145–149. DOI : 10.1007 / s12328-017-0807-3 . PMID 29204849 . S2CID 4673959 .  
  21. ^ Байт-Мерабет, Лилия; Тилле, Арно; Легран, Патрик; Брун-Бюиссон, Кристиан; Каттуар, Винсент (25 сентября 2008 г.). «Инфекции кровотока Brachyspira pilosicoli: клинический случай и обзор литературы» . Анналы клинической микробиологии и противомикробных препаратов . 7 : 19. DOI : 10,1186 / 1476-0711-7-19 . PMC 2561035 . PMID 18817558 .  
  22. ^ Хелблинг, Россана; Остерхельд, Мария-Кьяра; Водо, Бернар; Джатон, Катя; Нидеггер, Андреас (16 октября 2012 г.). «Кишечный спирохетоз, имитирующий воспалительное заболевание кишечника у детей» . BMC Pediatrics . 12 : 163. DOI : 10,1186 / 1471-2431-12-163 . PMC 3480841 . PMID 23066991 .  
  23. ^ Келесидис, Теодорос; Потулакис, Харалабос (1 марта 2012 г.). «Эффективность и безопасность пробиотика Saccharomyces boulardii для профилактики и лечения желудочно-кишечных расстройств» . Терапевтические достижения в гастроэнтерологии . 5 (2): 111–125. DOI : 10.1177 / 1756283X11428502 . PMC 3296087 . PMID 22423260 .  
  24. ^ Karlsson M, Fellström C, Johansson KE, Franklin A. Устойчивость к противомикробным препаратам у Brachyspira pilosicoli с особым упором на точечные мутации в гене 23S рРНК, связанные с устойчивостью к макролидам и линкозамиду. Microb Drug Resist 2004. 10: 204–208.
  25. ^ Карлссон М., Гуннарссон А., Франклин А. Восприимчивость к плевромутилинам у Brachyspira (Serpulina) hyodysenteriae. Anim Health Res Rev.2001 июн; 2 (1): 59-65.
  26. ^ a b c Clothier KA, Kinyon JM, Frana TS, Naberhaus N, Bower L, Strait EL, Schwartz K. Характеристика видов и паттерны минимальной ингибирующей концентрации изолятов видов Brachyspira от свиней с клиническим заболеванием.J Vet Diagn Invest. 2011 ноя; 23 (6): 1140-5.
  27. ^ МОЛЬНАР, Л. (1996). Вет. Рек. 138: 158-160.
  28. ^ Грешем А.С., Хант Б.В., Далзил Р.В. Лечение дизентерии свиней - проблемы устойчивости к антибиотикам и сопутствующего сальмонеллеза. Vet Rec. 1998 28 ноября; 143 (22): 619.
  29. ^ Италия http://www.ivis.org/proceedings/ipvs/2006/TREATMENT/P_31-22.pdf?LA=1
  30. ^ Германия: Rohde J, Kessler M, Baums CG, Amtsberg G. Сравнение методов тестирования чувствительности к противомикробным препаратам и значений MIC для препаратов плевромутилина для Brachyspira hyodysenteriae, выделенных в Германии. Vet Microbiol 2004. 102: 25–32.
  31. ^ Pringle M, Landén A, Franklin A. Устойчивость к тиамулину в изолятах Brachyspira pilosicoli свиней. Res Vet Sci 2006. 80: 1–4.
  32. ^ Чешская Республика: Лобова Д., Смола Дж., Чижек А. Снижение чувствительности к тиамулину и валнемулину среди чешских изолятов Brachyspira hyodysenteriae. J Med Microbiol 2004. 53: 287–291.
  33. ^ Карлссон М. и др. (2002). Proc. 17-й конгресс IPVS, стр.189
  34. ↑ Идальго А., Карвахаль А., Гарсия-Фелис С. и др. Тестирование чувствительности к противомикробным препаратам испанских полевых изолятов Brachyspira hyodysenteriae. Res Vet Sci 2009. 87: 7–12.
  35. ^ Pringle M, Landén A, Unnerstad HE, Molander B, Bengtsson B. Чувствительность к противомикробным препаратам свиней Brachyspira hyodysenteriae и Brachyspira pilosicoli, выделенных в Швеции в период с 1990 по 2010 гг., Acta Vet Scand. 2012 21 сентября; 54:54.
  36. ^ Zmudzki J, Szczotka A, Nowak A, Strzelecka H, ​​Grzesiak A, Pejsak Z. Антимикробная чувствительность Brachyspira hyodysenteriae, выделенных на 21 польской ферме. Pol J Vet Sci. 2012; 15 (2): 259-65.
  37. ^ «Противомикробные препараты, продаваемые или распространяемые для использования у животных, производящих пищу» . FDA.gov . Проверено 5 марта 2019 .
  38. ^ Komarek V, Maderner A, Spergser J, Weissenböck H. Инфекции со слабо гемолитическими видами Brachyspira у свиней с различными хроническими заболеваниями. Vet Microbiol 134: 311–317.
  39. ^ Clothier KA, Kinyon JM, Frana TS, Naberhaus N, Bower L, Strait EL, Schwartz K. Характеристика видов и паттерны минимальной ингибирующей концентрации изолятов видов Brachyspira от свиней с клиническим заболеванием.J Vet Diagn Invest. 2011 ноя; 23 (6): 1140-5.