Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Францизелла туларенская
Макрофаги, зараженные бактериями Francisella tularensis (5950310835) .jpg
Бактерии Francisella tularensis (синий), заражающие макрофаг (желтый)
Научная классификация
Домен:
Бактерии
Тип:
Протеобактерии
Учебный класс:
Гаммапротеобактерии
Заказ:
Тиотрихалес
Семья:
Францизелловые
Род:
Францизелла
Разновидность:
F. tularensis
Биномиальное имя
Францизелла туларенская
(Маккой и Чапин 1912)
Дорофеев 1947

Francisella tularensis - патогенный вид грамотрицательной коккобациллы , аэробной бактерии . [1] Это не образующий споры, неподвижный [2] и возбудитель туляремии , легочная форма которой часто приводит к летальному исходу без лечения. Это привередливая, факультативная внутриклеточная бактерия, которойдля ростанеобходим цистеин . [3] Изза его низкой инфекционной дозы, легкость распространения аэрозольным и высокой вирулентностью , F. tularensis классифицируется как Tier 1 Выберите агентаправительством США, наряду с другими потенциальными агентами биотерроризма, такими как Yersinia pestis , Bacillus anthracis и вирус Эбола . В природе Francisella tularensis может выживать в течение нескольких недель при низких температурах в тушах животных, в почве и воде. В лаборатории F. tularensis выглядит как маленькие палочки (0,2 на 0,2 мкм) и лучше всего выращивается при 35–37 ° C. [4]

Подвиды [ править ]

Этот вид был обнаружен у сусликов в округе Тулар, Калифорния , в 1911 году; Бактерия туларенса была вскоре выделена Джорджем Уолтером Маккой (1876–1952) из ​​лаборатории чумы США в Сан-Франциско и сообщена в 1912 году. В 1922 году доктор Эдвард Фрэнсис (1872–1957), врач и медицинский исследователь из Огайо, обнаружил, что Bacterium tularense была возбудителем туляремии после изучения нескольких случаев, когда его пациенты имели симптомы указанного заболевания. Позже он стал известен как «Francisella tularensis» в честь открытия доктора Фрэнсиса. [5] [6] [7] Четыре подвида ( биовара ) F. tularensis были классифицированы:

  1. F. t. tularensis (или тип A), встречающийся преимущественно в Северной Америке , является наиболее опасным из четырех известных подвидов и ассоциируется со смертельными легочными инфекциями. Это включает в себя основной лабораторный штамм типа А, SCHUS4.
  2. F. t. holarctica (также известный как биовар F. t. palearctica или тип B) встречается преимущественно в Европе и Азии , но редко приводит к смертельному исходу. Аттенуированный штамм живой вакцины подвида F. t. holarctica была описана, хотя она еще не полностью лицензирована Управлением по контролю за продуктами и лекарствами в качестве вакцины. У этого подвида отсутствует активность цитруллин уреидазы и способность продуцировать кислоту из глюкозы биовара F. t. палеарктика .
  3. F. t. novicida (ранее классифицированная как F. novicida [8] ) была охарактеризована как относительно невирулентный штамм; только два случая туляремии в Северной Америке были отнесены к F. t. novicida, и они наблюдались только у лиц с тяжелым иммунодефицитом .
  4. F. t. mediasiatica , встречается в основном в Центральной Азии ; В настоящее время мало что известно об этом подвиде или его способности инфицировать людей.

В 1938 году советский бактериолог Владимир Дорофеев (1911–1988) и его команда смогли воссоздать инфекционный цикл патогена у человека, и его команда первой в мире разработала меры по защите от смертельного инфекционного агента. В 1947 году Дорофеев смог независимо выделить патоген, открытый доктором Фрэнсисом в 1922 году; следовательно, в странах бывшего Советского Союза он широко известен как Франсиселла Дорофеев .

Патогенез [ править ]

F. tularensis обнаружен у птиц , рептилий , рыб , беспозвоночных и млекопитающих, включая человека. Несмотря на это, ни один случай туляремии не был инициирован передачей от человека человеку. Скорее, это вызвано контактом с инфицированными животными или переносчиками, такими как клещи , комары и оленьи мухи . Важные резервуарные хозяева могут включать зайцеобразных (например, кроликов), грызунов , галловидных птиц и оленей . [ необходима цитата ]

Заражение F. tularensis может происходить несколькими путями. Порталы входа через кровь и дыхательную систему. Чаще всего происходит при контакте с кожей, что приводит к язвенно-желательной форме заболевания. [ необходима цитата ] Вдыхание бактерий - особенно биовара F. t. tularensis , приводит к потенциально смертельной легочной туляремии. В то время как легочная и язвенно-язвенная формы туляремии более распространены, описаны другие пути заражения, включая ротоглоточную инфекцию из-за употребления зараженной пищи и инфекцию конъюнктивы из-за инокуляции в глаз. [ необходима цитата ]

F. tularensis способен выживать за пределами млекопитающего-хозяина в течение нескольких недель и был обнаружен в воде, лугах и стогах сена . Аэрозоли, содержащие бактерии, могут образовываться при потревожении туш в результате стрижки кустов или стрижки газонов; в результате туляремию называют «болезнью газонокосилок». Недавние эпидемиологические исследования показали положительную корреляцию между занятиями, связанными с вышеуказанной деятельностью, и заражением F. tularensis . [ необходима цитата ]

Жизненный цикл [ править ]

Как и для многих бактерий, для репликации Francisella tularensis требуется клетка-хозяин, при этом копии бактерий высвобождаются за один «взрыв», совпадающий со смертью клетки. [9] F. tularensis - факультативная внутриклеточная бактерия, способная инфицировать большинство типов клеток, но в первую очередь инфицирует макрофаги в организме хозяина. [ необходима цитата ] Вхождение в макрофаг происходит путем фагоцитоза, и бактерия изолируется изнутри инфицированной клетки фагосомой . [ необходима цитата ] F. tularensis затем вырывается из этой фагосомы вцитозоль и быстро размножается. В конце концов, инфицированная клетка подвергается апоптозу , и потомки бактерий высвобождаются, чтобы инициировать новые раунды инфекции.

Факторы вирулентности [ править ]

Поражение туляремией на коже тыльной стороны руки

Механизмы вирулентности F. tularensis изучены недостаточно. Подобно другим внутриклеточным бактериям, которые вырываются из фагосомных компартментов для репликации в цитозоле, штаммы F. tularensis продуцируют различные гемолитические агенты, которые могут способствовать деградации фагосомы. [10] гемолизин активность, названный NlyA, с иммунологической реактивностью к кишечной палочке анти-HlyA антитела, была идентифицирована в биовар Ф. т. novicida . [11] Кислая фосфатаза AcpA, как было обнаружено, действует у других бактерий как гемолизин, тогда как у Francisella ее роль как фактора вирулентности активно обсуждается.

F. tularensis содержит систему секреции типа VI (T6SS), которая также присутствует у некоторых других патогенных бактерий. [12] Он также содержит ряд белков АТФ-связывающей кассеты (ABC), которые могут быть связаны с секрецией факторов вирулентности. [13] F. tularensis использует пили типа IV для связывания с внешней частью клетки-хозяина и, таким образом, фагоцитоза. Мутантные штаммы, лишенные пилей, обнаруживают сильно ослабленную патогенность.

Экспрессия белка массой 23 кДа, известного как IglC, необходима для фагосомного прорыва F. tularensis и внутриклеточной репликации; в его отсутствие мутантные клетки F. tularensis погибают и разрушаются макрофагом. Этот белок расположен на предполагаемом острове патогенности, который регулируется фактором транскрипции MglA.

Ф. tularensis , в пробирке , подавляет иммунный ответ инфицированных клеток, тактику , используемую значительным количеством патогенных организмов , чтобы гарантировать , что их репликация (хотя и кратко) беспрепятственно принимающей системой иммунитета , блокируя предупреждающие сигналы от инфицированных клеток. Это подавление иммунного ответа требует белка IglC, хотя опять же вклад IglC и других генов неясен. Существует несколько других предполагаемых генов вирулентности, но их функция в отношении патогенности F. tularensis еще предстоит охарактеризовать .

Генетика [ править ]

Как и многие другие бактерии, F. tularensis подвергается бесполое репликации. Бактерии делятся на две дочерние клетки , каждая из которых содержит идентичную генетическую информацию. Генетическая изменчивость может быть внесена путем мутации или горизонтального переноса генов .

Геном из Ф. т. tularensis штамм SCHU4 был секвенирован . [14] Исследования, полученные в результате секвенирования, показывают, что ряд участков, кодирующих ген в геноме F. tularensis , нарушен мутациями, что приводит к блокированию ряда метаболических и синтетических путей, необходимых для выживания. Это указывает на то, что F. tularensis эволюционировала, чтобы зависеть от организма-хозяина в отношении определенных питательных веществ и других процессов, которые обычно обслуживаются этими нарушенными генами.

В F. tularensis геном содержит необычный транспозон -подобных элементов , напоминающих аналоги , которые обычно найдены в эукариотических организмах.

Филогенетика [ править ]

Большая часть известного глобального генетического разнообразия F. t. holarctica присутствует в Швеции . [15] Это говорит о том, что этот подвид возник в Скандинавии и распространился оттуда на остальную часть Евросибири.

Использовать как биологическое оружие [ править ]

См. Также: туляремия

Когда в 1969 году закончилась программа США по биологической войне , F. tularensis был одним из семи стандартизированных видов биологического оружия, разработанных в рамках германо-американского сотрудничества в 1920–1930-х годах. [16]

Диагностика, лечение и профилактика [ править ]

Колонии F. tularensis на чашке с агаром
Диагностика

Инфекция F. tularensis диагностируется врачами на основании симптомов и анамнеза пациента, изображений и лабораторных исследований.

Уход

Туляремия лечится антибиотиками, такими как аминогликозиды, тетрациклины или фторхинолоны. Было предложено около 15 белков, которые могут облегчить разработку лекарств и вакцин. [17]

Профилактика

Профилактические меры включают предотвращение укусов клещей, мух и комаров; обеспечение тщательного приготовления всей дичи; отказ от питья неочищенной воды; с использованием репеллентов от насекомых; при работе с культурами F. tularensis, в лаборатории, обязательно надеть халат, непроницаемые перчатки, маску и средства защиты глаз; и при одевании дичи обязательно надевайте непроницаемые перчатки. Кроме того, живая аттенуированная вакцина доступна для людей с высоким риском заражения, таких как лабораторный персонал. [18]

Геномика [ править ]

  • Проекты генома Франсиселлы (из базы данных Genomes OnLine )
  • Сравнительный анализ геномов францизеллы (в системе IMG Министерства энергетики )

См. Также [ править ]

  • Малая РНК Francisella

Ссылки [ править ]

  1. ^ "Francisella tularensis" (PDF) . health.ny.gov . Центр Уодсворта: Департамент здравоохранения штата Нью-Йорк . Дата обращения 12 мая 2015 .
  2. ^ «Туляремия (Francisella tularensis)» (PDF) . michigan.gov . Департамент общественного здравоохранения штата Мичиган . Дата обращения 12 мая 2015 .
  3. ^ Райан KJ; Рэй CG, ред. (2004). Шеррис Медицинская микробиология (4-е изд.). Макгроу Хилл. С. 488–90. ISBN 0-8385-8529-9.
  4. ^ "Francisella tularensis - микробевики" .
  5. ^ A. Tärnvik1 и L. Berglund, Tularaemia . Eur Respir J 2003; 21: 361–373.
  6. ^ Маккой GW, Чапин CW. Bacterium tularense, возбудитель чумной болезни грызунов. Бюллетень общественного здравоохранения, 1912 г.; 53: 17–23.
  7. ^ Жанетт Барри, Заметный вклад в медицинские исследования ученых службы общественного здравоохранения . Национальный институт здравоохранения, публикация службы общественного здравоохранения № 752, 1960 г., стр. 36.
  8. ^ Sjöstedt AB. «Род I. Francisella Dorofe'ev 1947, 176AL». Руководство Берджи по систематической бактериологии . 2 (Proteobacteria), часть B (The Gammaproteobacteria) (2-е изд.). Нью-Йорк: Спрингер. С. 200–210.
  9. ^ Каррузерс, Джонатан; Лайт, Грант; Лопес-Гарсия, Мартин; Гиллард, Джозеф; Законы, Томас Р .; Лукашевский, Роман; Молина-Парис, Кармен (01.06.2020). «Стохастическая динамика заражения и репликации Francisella tularensis» . PLOS Вычислительная биология . 16 (6): e1007752. DOI : 10.1371 / journal.pcbi.1007752 . ISSN 1553-7358 . 
  10. ^ http://iai.asm.org/cgi/reprint/76/8/3690
  11. ^ Wiley Interscience [ мертвая ссылка ]
  12. ^ Спидлова, Петра; Стулик, Иржи (2017). «Система секреции Francisella tularensis типа VI достигает совершеннолетия» . Вирулентность . 8 (6): 628–631. DOI : 10.1080 / 21505594.2016.1278336 . ISSN 2150-5594 . PMC 5626347 . PMID 28060573 .   
  13. ^ Аткинса Н, Dassa Е, Уокер Н, Гриффин К, Харлэнд D, Тейлор R, Duffield М, Titball R (2006). «Идентификация и оценка систем кассет связывания АТФ во внутриклеточной бактерии Francisella tularensis ». Res Microbiol . 157 (6): 593–604. DOI : 10.1016 / j.resmic.2005.12.004 . PMID 16503121 . 
  14. ^ Ларссон П., Ойстон П., Чейн П. и др. (2005). «Полная последовательность генома Francisella tularensis , возбудителя туляремии» . Нат Жене . 37 (2): 153–9. DOI : 10.1038 / ng1499 . PMID 15640799 . 
  15. ^ Карлссон Е, Свенсон К, Р Линдгрено, Бюзотрут М, Sjödin А, Forsman М, Йоханссон А (2012) филогеографическая модель Francisella tularensis в Швеции указует на скандинавское происхождение Eurosiberian туляремии. Environ Microbiol DOI: 10.1111 / 1462-2920.12052
  16. ^ Croddy, Эрик С. и Харт, C. Perez-Армендарис J., химическая и биологическая война ( Google Books ), Springer, 2002, стр. 30-31, ( ISBN 0387950761 ), доступ24 октября 2008. 
  17. ^ Francisella tularensis:идентификация in silico мишеней лекарств и вакцин с помощью анализа метаболических путей Дж. Харати, Дж. Фалла 6-я конференция по биоинформатике
  18. ^ http://publichealth.lacounty.gov/acd/procs/b73/B73Part4.pdf

Внешние ссылки [ править ]

  • Francisella tularensis информация из CDC / Национального центра инфекционных Diesase:
  • BioHealthBase биоинформатики ресурсный центр Национальный институт аллергии и инфекционных заболеваний (NIAID) поддерживает публичную базу данных , описывающую молекулярной генетики Ф. tularensis . На веб-сайте описаны гены, белки и клеточные характеристики возбудителя.
  • Типовой штамм Francisella tularensis в Bac Dive - база метаданных по бактериальному разнообразию