Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Криптококк neoformans
Cryptococcus neoformans с использованием легкого препарата для окрашивания индийскими чернилами PHIL 3771 lores.jpg
Криптококк neoformans
Научная классификация
Королевство:
Грибы
Тип:
Базидиомицеты
Учебный класс:
Тремелломицеты
Заказ:
Tremellales
Семья:
Тремелловые
Род:
Криптококк
Разновидность:
Криптококк neoformans
Биномиальное имя
Криптококк neoformans
(Сан-Феличе) Вюйль.

Cryptococcus neoformans - это инкапсулированные дрожжи [1] и облигатный аэроб [2], которые могут жить как в растениях, так и в животных . Его телеоморф - Filobasidiella neoformans , мицелиальный гриб, принадлежащий к классу Tremellomycetes . Часто встречается вэкскрементах птиц . Cryptococcus neoformans - это инкапсулированный грибковый организм, который может вызывать заболевание как у иммунокомпетентных, так и у иммунокомпетентных хозяев. [3]

Классификация [ править ]

Cryptococcus neoformans подвергся многочисленным пересмотрам номенклатуры с момента своего первого описания в 1894 году. Например, когда-то он содержал две разновидности ( разновидности ): C. neoformans var. neoformans и C. neoformans var. grubii . Третий сорт, C. neoformans var. gattii , был определен как отдельный вид Cryptococcus gattii . Самая последняя система классификации делит организмы на семь видов. [4] C. neoformans относится к C. neoformans var. grubii . Новое название вида - Cryptococcus deneoformans., используется для бывшего C. neoformans var. neoformans . C. gattii делится на пять видов.

Характеристики [ править ]

C. neoformans, окрашенные по Граму

C. neoformans растет как дрожжи (одноклеточные) и размножается за счет почкования . Он образует гифы во время спаривания и в конечном итоге создает базидиоспоры на концах гиф, прежде чем производить споры. В релевантных для хозяина условиях, включая, среди прочего, низкий уровень глюкозы, сыворотки, 5% углекислого газа и низкий уровень железа, клетки производят характерную полисахаридную капсулу. [5] Признание C. neoformansв окрашенных по Граму мазках гнойного экссудата может препятствовать наличие большой желатиновой капсулы, которая, по-видимому, препятствует окончательному окрашиванию дрожжеподобных клеток. В таких окрашенных препаратах они могут выглядеть либо как круглые клетки с грамположительными гранулярными включениями, отпечатанными на бледно-лавандовом цитоплазматическом фоне, либо как грамотрицательные липоидные тельца. [6] При выращивании в виде дрожжей C. neoformans имеет заметную капсулу, состоящую в основном из полисахаридов . Под микроскопом красное пятно от индийских чернил используется для легкой визуализации капсулы в спинномозговой жидкости. [7]Частицы чернильного пигмента не попадают в капсулу, которая окружает сферическую дрожжевую клетку, что приводит к образованию зоны просвета или «ореола» вокруг клеток. Это позволяет быстро и легко идентифицировать C. neoformans . Необычные морфологические формы встречаются редко. [8] Для идентификации в ткани окраска муцикармина обеспечивает специфическое окрашивание полисахаридной клеточной стенки C. neoformans . Считается, что криптококковый антиген из спинномозговой жидкости является лучшим тестом для диагностики криптококкового менингита с точки зрения чувствительности, хотя он может быть ненадежным у ВИЧ-положительных пациентов. [9]

Первая последовательность генома для штамма C. neoformans (var. Neoformans ; теперь C. deneoformans ) была опубликована в 2005 г. [10]

Исследования показывают, что колонии C. neoformans и родственных им грибов, растущие на руинах расплавленного реактора Чернобыльской АЭС, могут использовать энергию излучения для « радиотрофного » роста. [11]

Патология [ править ]

Заражение C. neoformans называется криптококкозом . Большинство инфекций, вызванных C. neoformans, происходит в легких. [12] Однако грибковый менингит и энцефалит , особенно как вторичная инфекция у больных СПИДом , часто вызываются C. neoformans , что делает его особенно опасным грибком. Инфекции этим грибком редко встречаются у людей с полностью функционирующей иммунной системой. [13] Итак, C. neoformans иногда называют условно-патогенным грибком. [13] Это факультативный внутриклеточный патоген [14]которые могут использовать фагоциты хозяина для распространения по телу. [15] [16] Cryptococcus neoformans был первым внутриклеточным патогеном, для которого наблюдался нелитический процесс ускользания, называемый вомоцитозом . [17] [18] Было высказано предположение, что эта способность манипулировать клетками-хозяевами является результатом избирательного давления окружающей среды со стороны амеб, гипотеза, впервые предложенная Артуро Касадеваллом под термином «случайная вирулентность». [19]

При инфицировании человека C. neoformans распространяется при вдыхании аэрозольных базидиоспор и может распространяться в центральную нервную систему, где может вызвать менингоэнцефалит. [20] В легких клетки C. neoformans фагоцитируются альвеолярными макрофагами. [21] Макрофаги производят окислительные и нитрозирующие агенты, создавая враждебную среду, чтобы убить вторгшиеся патогены. [22] Однако некоторые клетки C. neoformans могут выживать внутриклеточно в макрофагах. [21] Внутриклеточная выживаемость, по-видимому, является основой латентного периода, диссеминированного заболевания и устойчивости к уничтожению противогрибковыми средствами. Один механизм, с помощью которого C. neoformansвыживает во враждебной внутриклеточной среде макрофага, включает активацию экспрессии генов, участвующих в ответах на окислительный стресс. [21]

Прохождение гематоэнцефалического барьера C. neoformans играет ключевую роль в патогенезе менингита. [23] Однако точные механизмы, с помощью которых он проходит гематоэнцефалический барьер, до сих пор неизвестны; одно недавнее исследование на крысах показало важную роль секретируемых сериновых протеаз. [24] металлопротеазы Mpr1 было продемонстрировано иметь решающее значение в проникновения гематоэнцефалического барьера. [25]

Мейоз (половое размножение), еще один возможный фактор выживания внутриклеточных C. neoformans.

Подавляющее большинство экологических и клинических изолятов C. neoformans относятся к альфа-типу спаривания. Нити спаривающегося типа альфа обычно имеют гаплоидные ядра, но они могут подвергаться процессу диплоидизации (возможно, посредством эндодупликации или стимулированного ядерного слияния) с образованием диплоидных клеток, называемых бластоспорами . Диплоидные ядра бластоспор способны претерпевать мейоз, включая рекомбинацию, с образованием гаплоидных базидиоспор, которые затем могут диспергироваться. [26] Этот процесс называется монокариотическим плодоношением. Для этого процесса необходим ген, обозначенный dmc1 , консервативный гомолог генов recA у бактерий и rad51 у эукариот (см. Статьи recAи рад51 ). Dmc1 опосредует гомологичное спаривание хромосом во время мейоза и репарацию двухцепочечных разрывов ДНК. [27] Одним из преимуществ мейоза у C. neoformans может быть содействие репарации ДНК в среде, повреждающей ДНК, вызванной окислительными и нитрозативными агентами, продуцируемыми в макрофагах. [26] Таким образом, C. neoformans может подвергаться мейотическому процессу, монокариотическому плодоношению, который может способствовать рекомбинационной репарации в окислительной, повреждающей ДНК среде макрофага хозяина, и это может способствовать его вирулентности.

Серьезные осложнения [ править ]

Инфекция начинается в легких, распространяется через кровь к мозговым оболочкам, а затем к другим частям тела. Капсула подавляет фагоцитоз. Может вызывать системную инфекцию, включая смертельный менингит, известный как менингоэнцефалит, у нормальных, диабетических и иммунодефицитных хозяев. Инфекция, вызванная C. neoformans в головном мозге, при отсутствии лечения может привести к летальному исходу. Инфекция ЦНС (центральной нервной системы) также может проявляться в виде абсцесса головного мозга, известного как криптококкома , субдуральный выпот, деменция, изолированное поражение черепных нервов, поражение спинного мозга и ишемический инсульт. Если возникает криптококковый менингит, смертность составляет 10–30%. [28]

Лечение [ править ]

C. neoformans в легком пациента со СПИДом: на этой микрофотографии внутренняя капсула организма окрашена в красный цвет.

Криптококкоз, не влияющий на центральную нервную систему, можно лечить одним флуконазолом .

Криптококковый менингит следует лечить в течение двух недель с помощью внутривенного амфотерицина B 0,7–1,0 мг / кг / день и перорального флуцитозина 100 мг / кг / день (или внутривенного флуцитозина 75 мг / кг / день, если пациент не может глотать). Затем следует принимать флуконазол перорально в дозе 400-800 мг в день в течение десяти недель [29], а затем по 200 мг в день в течение как минимум одного года и до тех пор, пока количество CD4 у пациента не превысит 200 клеток / мкл. [30] [31] Флуцитозин- генерическое лекарство, не запатентованное. Однако существует рыночный провал: двухнедельная стоимость терапии флуцитозином составляет около 10 000 долларов. В результате флуцитозин в настоящее время повсеместно недоступен в странах с низким и средним уровнем доходов. В 1970 году флуцитозин был доступен в Африке. [32]

Можно использовать внутривенный амбисом 4 (мг / кг) / день, но не лучше; его основное применение - у пациентов, которые не переносят амфотерицин B. Доза флуцитозина 200 мг / кг / день не более эффективна, связана с большим количеством побочных эффектов и не должна применяться.

В Африке часто применяют пероральный флуконазол в дозе 200 мг в день. Однако это не приводит к излечению, потому что просто подавляет грибок, а не убивает его; Жизнеспособный грибок может продолжать расти из спинномозговой жидкости пациентов, не принимавших флуконазол в течение многих месяцев. Повышенная доза 400 мг в день не улучшает исходы [33], но проспективные исследования из Уганды и Малави показали, что более высокие дозы 1200 мг в день обладают большей фунгицидной активностью. [34] Согласно недавнему систематическому обзору, результаты монотерапии флуконазолом имеют на 30% худшую выживаемость, чем терапия на основе амфотерицина. [35]

Ссылки [ править ]

  1. ^ Бьюкенен, Кент; Мерфи, JW (1998). «Что делает Cryptococcus neoformans патогеном? - Том 4, номер 1 - март 1998 - Журнал Emerging Infectious Disease - CDC» . Возникающие инфекционные заболевания . 4 (1): 71–83. DOI : 10.3201 / eid0401.980109 . PMC  2627665 . PMID  9452400 .
  2. ^ Ingavale, Susham S .; Чанг, Юнь Ц .; Ли, Хесон; Макклелланд, Кэрол М .; Леонг, Мадлен Л .; Квон-Чунг, Кён Дж. (01.09.2008). «Важность митохондрий в выживании Cryptococcus neoformans в условиях низкого содержания кислорода и толерантности к хлориду кобальта» . PLOS Патогены . 4 (9): e1000155. DOI : 10.1371 / journal.ppat.1000155 . ISSN 1553-7366 . PMC 2528940 . PMID 18802457 .   
  3. ^ «Что делает Cryptococcus neoformans патогеном? - Том 4, номер 1 - март 1998 - Новые инфекционные заболевания - CDC». wwwnc.cdc.gov. Проверено 18 апреля 2017 г.
  4. ^ Хаген, Ферри; Хайхан, Кантарави; Телен, Барт; Колецкая, Анна; Polacheck, Itzhack; Сионов, Эдуард; Фальк, Рама; Парнмен, Ситтипорн; Лумбш, Х. Торстен (01.05.2015). «Распознавание семи видов в комплексе видов Cryptococcus gattii / Cryptococcus neoformans» . Генетика и биология грибов . 78 : 16–48. DOI : 10.1016 / j.fgb.2015.02.009 . ISSN 1096-0937 . PMID 25721988 .  
  5. ^ "Архивная копия" . Архивировано из оригинала на 2012-04-01 . Проверено 8 сентября 2011 .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
  6. ^ Боттоне, EJ (1980). «Cryptococcus neoformans: подводные камни в диагностике путем оценки мазков гнойного экссудата, окрашенных по Граму» . Журнал клинической микробиологии . 12 (6): 790–1. DOI : 10.1128 / jcm.12.6.790-791.1980 . PMC 273699 . PMID 6171578 .  
  7. ^ Zerpa, R; Huicho, L; Гильен, А. (сентябрь 1996 г.). «Модифицированный препарат индийских чернил для Cryptococcus neoformans в образцах спинномозговой жидкости» . Журнал клинической микробиологии . 34 (9): 2290–1. DOI : 10.1128 / JCM.34.9.2290-2291.1996 . PMC 229234 . PMID 8862601 .  
  8. ^ Шашикала; Канунго, Р. Шринивасан, S; Мэтью, Р. Каннан, М. (июль – сентябрь 2004 г.). «Необычные морфологические формы Cryptococcus neoformans в спинномозговой жидкости» . Индийский журнал медицинской микробиологии . 22 (3): 188–90. PMID 17642731 . 
  9. ^ Антинори, Спинелло; Радис, Анна; Галимберти, Лаура; Магни, Карло; Фазан, Марко; Парравичини, Карло (ноябрь 2005 г.). «Роль анализа криптококкового антигена в диагностике и мониторинге криптококкового менингита» (PDF) . Журнал клинической микробиологии . 43 (11): 5828–9. DOI : 10.1128 / JCM.43.11.5828-5829.2005 . PMC 1287839 . PMID 16272534 .   
  10. ^ Лофтус Би Джей; и другие. (2005). «Геном базидиомицетовых дрожжей и возбудителя человека Cryptococcus neoformans» . Наука . 307 (5713): 1321–24. Bibcode : 2005Sci ... 307.1321L . CiteSeerX 10.1.1.592.3649 . DOI : 10.1126 / science.1103773 . PMC 3520129 . PMID 15653466 .   
  11. ^ Дадачева Е; и другие. (2007). Резерфорд, Джулиан (ред.). «Ионизирующее излучение изменяет электронные свойства меланина и усиливает рост меланизированных грибов» . PLOS ONE . 2 (5): e457. Bibcode : 2007PLoSO ... 2..457D . DOI : 10.1371 / journal.pone.0000457 . PMC 1866175 . PMID 17520016 .  
  12. ^ Трипати, К; Мор, V; Баирва, Северная Каролина; Дель Поэта, М. Моханти, Б.К. (2012). «Лечение гидроксимочевиной подавляет размножение Cryptococcus neoformans у мышей» . Front Microbiol . 3 : 187. DOI : 10,3389 / fmicb.2012.00187 . PMC 3390589 . PMID 22783238 .  
  13. ^ a b Что делает Cryptococcus neoformans возбудителем? , Кент Л. Бьюкенен и Джунан У. Мерфи Центр медицинских наук Университета Оклахомы, Оклахома-Сити, Оклахома, США
  14. ^ Альварес, М .; Burns, T .; Luo, Y .; Пирофски, Л.А .; Касадеваль, А. (2009). «Результат внутриклеточного патогенеза Cryptococcus neoformans в моноцитах человека» . BMC Microbiology . 9 : 51. DOI : 10,1186 / 1471-2180-9-51 . PMC 2670303 . PMID 19265539 .  
  15. ^ Шарлье, C; Нильсен, К; Даоу, S; Бриджит, М; Chretien, F; Дромер, Ф (январь 2009 г.). «Доказательства роли моноцитов в распространении и инвазии в мозг Cryptococcus neoformans» . Инфекция и иммунитет . 77 (1): 120–7. CiteSeerX 10.1.1.336.3329 . DOI : 10.1128 / iai.01065-08 . PMC 2612285 . PMID 18936186 .   
  16. ^ Сабиити, Вт; Робертсон, Э; Бил, Массачусетс; Johnston, SA; Брауэр, AE; Лойс, А; Джарвис, Дж. Н.; Gilbert, AS; Фишер, MC; Харрисон, ТС; Май, RC; Бицанич, Т. (май 2014 г.). «Эффективный фагоцитоз и активность лакказы влияют на исход ВИЧ-ассоциированного криптококкоза» . Журнал клинических исследований . 124 (5): 2000–8. DOI : 10,1172 / jci72950 . PMC 4001551 . PMID 24743149 .  
  17. ^ Альварес, М; Casadevall, A (7 ноября 2006 г.). «Экструзия фагосом и выживаемость клеток-хозяев после фагоцитоза Cryptococcus neoformans макрофагами». Текущая биология . 16 (21): 2161–5. DOI : 10.1016 / j.cub.2006.09.061 . PMID 17084702 . S2CID 1612240 .  
  18. ^ Ma, H; Краудас, Дж. Э .; Ламмас, Д.А.; Май, РК (7 ноября 2006 г.). «Изгнание живых патогенных дрожжей макрофагами». Текущая биология . 16 (21): 2156–60. DOI : 10.1016 / j.cub.2006.09.032 . PMID 17084701 . S2CID 11639313 .  
  19. ^ Касадеваль, A (2012). «Амеба дает представление о происхождении вирулентности патогенных грибов». Последние достижения в области модельных хостов . Успехи экспериментальной медицины и биологии. 710 . С. 1–10. DOI : 10.1007 / 978-1-4419-5638-5_1 . ISBN 978-1-4419-5637-8. PMID  22127880 .
  20. ^ Velagapudi R, Сюэ Ю.П., Geunes-Бойер S, Райт JR, Хейтман J (2009). «Споры как инфекционные агенты Cryptococcus neoformans » . Заражение иммунной . 77 (10): 4345–55. DOI : 10.1128 / IAI.00542-09 . PMC 2747963 . PMID 19620339 .  
  21. ^ a b c Fan W, Kraus PR, Boily MJ, Heitman J (2005). « Экспрессия гена Cryptococcus neoformans во время инфекции макрофагов мышей» . Эукариотическая клетка . 4 (8): 1420–1433. CiteSeerX 10.1.1.333.7376 . DOI : 10.1128 / EC.4.8.1420-1433.2005 . PMC 1214536 . PMID 16087747 .   
  22. ^ Alspaugh JA, Грейнджер DL (1991). «Ингибирование репликации Cryptococcus neoformans оксидами азота подтверждает роль этих молекул как эффекторов опосредованного макрофагами цитостаза» . Заражение иммунной . 59 (7): 2291–2296. DOI : 10.1128 / IAI.59.7.2291-2296.1991 . PMC 258009 . PMID 2050398 .  
  23. Перейти ↑ Liu TB (2012). «Молекулярные механизмы криптококкового менингита» . Вирулентность . 3 (2): 173–81. DOI : 10.4161 / viru.18685 . PMC 3396696 . PMID 22460646 .  
  24. ↑ Xu CY (февраль 2014 г.). «проницаемость гематоэнцефалического барьера опосредуется сериновой протеазой при криптококковом менингите» . J Int Med Res . 42 (1): 85–92. DOI : 10.1177 / 0300060513504365 . PMID 24398759 . 
  25. ^ «Установлено, что грибковый белок преодолевает гематоэнцефалический барьер» .
  26. ^ а б Лин X, Халл CM, Хейтман J (2005). «Половое размножение между партнерами одного типа спаривания у Cryptococcus neoformans ». Природа . 434 (7036): 1017–1021. Bibcode : 2005Natur.434.1017L . DOI : 10,1038 / природа03448 . PMID 15846346 . S2CID 52857557 .  
  27. ^ Michod RE Бернштейн H, Nedelcu AM (май 2008). «Адаптивное значение секса у микробных возбудителей». Заразить Genet Evol . 8 (3): 267–285. DOI : 10.1016 / j.meegid.2008.01.002 . PMID 18295550 . 
  28. ^ Агентство общественного здравоохранения Канады
  29. ^ Saag MS, Graybill RJ, Larsen RA и др. (2000). «Практические рекомендации по лечению криптококковой инфекции. Американское общество инфекционных болезней» . Clin Infect Dis . 30 (4): 710–8. DOI : 10.1086 / 313757 . PMID 10770733 . 
  30. ^ Мартинес Э., Гарсиа-Вьехо М.А., Маркос М.А. и др. (2000). «Прекращение вторичной профилактики криптококкового менингита у ВИЧ-инфицированных пациентов, отвечающих на высокоактивную антиретровирусную терапию». СПИД . 14 (16): 2615–26. DOI : 10.1097 / 00002030-200011100-00029 . PMID 11101078 . 
  31. ^ Vibhagool , А, S Sungkanuparph, Mootsikapun Р, и др. (2003). «Прекращение вторичной профилактики криптококкового менингита у пациентов, инфицированных вирусом иммунодефицита человека, получающих высокоактивную антиретровирусную терапию: проспективное многоцентровое рандомизированное исследование» . Clin Infect Dis . 36 (10): 1329–31. DOI : 10.1086 / 374849 . PMID 12746781 . 
  32. ^ Mpairwe Y, Patel К. (1970). «Криптококковый менингит в больнице Мулаго, Кампала». Восточный Афр Med J . 47 (8): 445–7. PMID 5479794 . 
  33. ^ CF Schaars; Meintjes GA; Morroni C; и другие. (2006). «Исход связанного со СПИДом криптококкового менингита, первоначально лечившегося 200 или 400 мг / день флуконазолом» . BMC Infect Dis . 6 : 118. DOI : 10,1186 / 1471-2334-6-118 . hdl : 11427/14193 . PMC 1540428 . PMID 16846523 .  
  34. ^ Лонгли Н, Muzoora С, Taseera К, Mwesigye Дж, Rwebembera Дж, Chakera А, Е Стена, Andia я, Джафар S, Харрисон Т. (2008). «Эффект реакции на дозу высоких доз флуконазола при ВИЧ-ассоциированном криптококковом менингите на юго-западе Уганды» . Clin Infect Dis . 47 (12): 1556–61. DOI : 10.1086 / 593194 . PMID 18990067 . 
  35. ^ Rajasingham R, Рольфес М.А., Birkenkamp К.Е., Meya БД, Бульвар DR (2012). «Стратегии лечения криптококкового менингита в условиях ограниченных ресурсов: анализ экономической эффективности» . PLOS Med . 9 (9): e1001316. DOI : 10.1371 / journal.pmed.1001316 . PMC 3463510 . PMID 23055838 .  

Внешние ссылки [ править ]

  • Хороший обзор биологии Cryptococcus neoformans от Science Creative Quarterly
  • Cryptococcus neoformans биология, общая информация, изображение жизненного цикла в MetaPathogen
  • Исход внутриклеточного патогенеза Cryptococcus neoformans в моноцитах человека