Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Mycobacterium leprae
Микобактерии leprae.jpeg
Микрофотография Mycobacterium leprae , маленьких кластеров кирпично-красных стержней, сделанных из поражения кожи. Источник: CDC
Научная классификация
Домен:
Бактерии
Тип:
Актинобактерии
Учебный класс:
Актинобактерии
Заказ:
Актиномицеты
Подотряд:
Коринебактерины
Семья:
Микобактерии
Род:
Микобактерии
Разновидность:
M. leprae
Биномиальное имя
Mycobacterium leprae
Хансен , 1874 г.
Проявление Mycobacterium leprae ( проказы ) в человеческой плоти как туберкулезная проказа .

Mycobacterium leprae - это бактерия , вызывающая проказу , также известную как « болезнь Хансена» , которая представляет собой хроническое инфекционное заболевание, поражающее периферические нервы и поражающее кожу, глаза, нос и мышцы. [1] Проказа может возникать в любом возрасте от младенчества до пожилого возраста, но она излечима, и лечение может предотвратить инвалидность. [2] Он был открыт в 1873 году норвежским врачом Герхардом Армауэром Хансеном , который искал бактерии в узелках кожи больных проказой. Это была первая бактерия, которая была идентифицирована как вызывающая заболевание человека. [3]

Микробиология [ править ]

Это является внутриклеточными, полиморфными , некислотоустойчивым , патогенными бактериями . [4] M. leprae - аэробная палочка (палочковидная бактерия) с параллельными сторонами и закругленными концами, окруженная характерным восковым налетом, уникальным для микобактерий . По размеру и форме он очень похож на Mycobacterium tuberculosis . Эта бактерия часто встречается в больших количествах в очагах лепроматозной лепры, которые обычно сгруппированы вместе, как связки сигар, или расположены частоколом. [5] Из-за густого воскового покрытия M. leprae окрашивается карбол-фуксином.а не с традиционным окрашиванием по Граму . Для созревания культуры требуется несколько недель.

Микроскопия [ править ]

Микроскопическое изображение M. leprae

Оптическая микроскопия показывает M. leprae в скоплениях, округлых массах или в группах бацилл, расположенных рядом друг с другом, размером от 1-8 мкм до 0,2-0,5 мкм в диаметре. [6] [ Требуется проверка ] [7] [8] Организм был успешно выращен на искусственной среде для культивирования клеток на очень ограниченной основе исследователем Арвиндом Доплом. [4] Это можно использовать в качестве диагностического теста на наличие бацилл в поражениях тела у пациентов с подозрением на лепру. Трудность культивирования организма, по-видимому, связана с тем, что он является облигатным внутриклеточным паразитом.которому не хватает многих генов, необходимых для независимого выживания. Сложная и уникальная клеточная стенка, которая затрудняет уничтожение представителей рода Mycobacterium, по-видимому, также является причиной чрезвычайно низкой скорости репликации. Факторы вирулентности включают восковое внешнее покрытие, образованное в результате производства миколиновых кислот, уникальных для Mycobacterium .

Выращивание [ править ]

Поскольку культивирование in vitro, как правило, невозможно, вместо этого его выращивают на подушечках лап мыши, а в последнее время - на девятипоясных броненосцах, поскольку они, как и люди, подвержены проказе. Поскольку у броненосцев температура тела намного ниже, чем у большинства млекопитающих, это позволяет бактериям часто расти в их легких, печени и селезенке. Известно, что броненосцы заражали людей на юго-востоке Соединенных Штатов, хотя географический диапазон болезни и ее сложность расширялись. [9]

Патогенез [ править ]

Инкубационный период M. leprae может составлять от 9 месяцев до 20 лет. [10] Он размножается внутри клеток гистиоцитов и нервных клеток и имеет две формы. Одна из форм - это «туберкулоид», который вызывает клеточно-опосредованный ответ, ограничивающий его рост. Благодаря этой форме M. leprae размножается в месте проникновения, обычно на коже, вторгаясь и колонизируя шванновские клетки . Затем микроб индуцирует Т-хелперные лимфоциты, эпителиоидные клетки и гигантские клетки.инфильтрация кожи, в результате чего у инфицированных людей появляются большие уплощенные пятна с приподнятыми и приподнятыми красными краями на коже. Эти пятна имеют сухие, бледные, безволосые центры, что сопровождается потерей чувствительности на коже. Потеря чувствительности может развиться в результате инвазии периферических сенсорных нервов. Пятно на кожном участке проникновения и потеря болевых ощущений являются ключевыми клиническими признаками туберкулоидной формы проказы.

Девятиполосный броненосец, известный переносчик проказы.

Вторая форма проказы - это «лепроматозная» форма, при которой микробы размножаются внутри макрофагов в месте проникновения. Они также растут в эпителиальных тканях лица и мочек ушей. Индуцируемые супрессорные Т-клетки многочисленны, но эпителиоидные и гигантские клетки редки или отсутствуют. При нарушении клеточно-опосредованного иммунитета в макрофагах появляется большое количество M. leprae, и у инфицированных пациентов появляются папулы в месте проникновения, отмеченные складками кожи. Постепенное разрушение кожных нервов приводит к тому, что называют «классической львиной мордой ». Обширное проникновение этого микроба может привести к серьезным повреждениям организма; например, потеря костей, пальцев рук и ног.

Ареал обитания девятипоясных броненосцев

Геном [ править ]

У M. leprae самое долгое время удвоения среди всех известных бактерий, и поэтому все попытки культивирования в лаборатории были сорваны. [11] Сравнение последовательности генома M. leprae с последовательностью M. tuberculosis дает ясное объяснение этих свойств и показывает крайний случай редуктивной эволюции . Менее половины генома содержит функциональные гены . Делеция и распад генов, по-видимому, устраняют многие важные метаболические процессы, включая продукцию сидерофоров , часть окислительной и большую часть микроаэрофильных и анаэробных процессов. дыхательные цепи и многочисленные катаболические системы и их регуляторные цепи. [12]

Первая последовательность генома штамма M. leprae была завершена в 1998 году. [12] Геномная последовательность штамма, первоначально выделенного в Тамил Наду , Индия, и обозначенного как TN , была завершена в 2013 году. Последовательность была получена с помощью комбинированного подхода. , используя автоматизированный анализ последовательности ДНК выбранных космид и полногеномных клонов "дробовика". После завершения процесса было обнаружено, что последовательность генома содержит 3268203 пары оснований (п.н.) и имеет среднее содержание G + C 57,8%, что намного ниже соответствующих значений для M. tuberculosis , которые составляют 4,441,529 п.н. и 65,6 % G + C. [13]

Эволюция и псевдогены [ править ]

M. leprae претерпела резкое уменьшение размера генома с потерей многих генов. Это сокращение генома не является полным, и многие гены все еще присутствуют в виде нефункциональных псевдогенов. Уменьшение размера генома размером 4,42 Мбит / с, такого как геном M. tuberculosis , до одного из 3,27 Мбит / с, приведет к потере около 1200 последовательностей, кодирующих белок . Некоторые данные показывают, что многие из генов, которые присутствовали в геноме общего предка M. leprae и M. tuberculosis , были потеряны в геноме M. leprae . [14] 1500 генов до сих пор являются общими для M. leprae и M. tuberculosis .

Приложения [ править ]

Информация из завершенного генома может быть полезна для разработки диагностических кожных тестов, для понимания механизмов повреждения нервов и лекарственной устойчивости, а также для определения новых лекарственных мишеней для рационального проектирования новых терапевтических режимов и лекарств для лечения лепры и ее осложнений.

Древняя M. leprae [ править ]

Практически полные последовательности M. leprae из средневековых скелетов с остеологическими поражениями, указывающими на лепру из разных географических регионов Европы, были получены с использованием методов захвата ДНК и высокопроизводительного секвенирования. Древние последовательности были сопоставлены с последовательностями современных штаммов из биопсий больных лепрой, представляющих различные генотипы и географическое происхождение, что дало новое понимание ее эволюции и хода в истории, филогеографии палочки проказы и исчезновения лепры в Европе.

Верена Дж. Шуенеманн и др. продемонстрировали замечательную сохранность генома за последние 1000 лет и близкое сходство между современными и древними штаммами, предполагая, что внезапное снижение заболеваемости лепрой в Европе было вызвано не потерей вирулентности, а посторонними факторами, такими как другие инфекционные заболевания, изменения иммунитета хозяина или улучшение социальных условий. [15]

Географические случаи появления M. leprae включают: Анголу, Бразилию, Центральноафриканскую Республику, Демократическую Республику Конго, Федеративные Штаты Микронезии, Индию, Кирибати, Мадагаскар, Непал, Республику Маршалловы Острова и Объединенную Республику Танзания. [16]

Эволюция [ править ]

Герхард Армауэр Хансен (1841-1912), впервые обнаруживший М. Лепре в 1873 году.

Ближайшим родственником M. leprae является M. lepromatosis . [17] Эти виды разошлись 13,9  миллиона лет назад (95% самая высокая апостериорная плотность 8,2  миллиона лет назад - 21,4  миллиона лет назад ). По подсчетам, самый недавний общий предок существующих штаммов M. leprae жил 3607 лет назад [95% самый высокий задняя плотность 2204–5525 лет назад]. Расчетная скорость замены составляла 7,67 x 10 -9 замен на сайт в год, как и у других бактерий.

Исследование геномов, выделенных из средневековых случаев, оценило скорость мутаций в 6,13 × 10 -9 . [18] Авторы также показали, что лепрозная палочка в Америку была завезена туда из Европы.

Считается, что предки M. leprae и M. tuberculosis разделились 36  миллионов лет назад . [19]

Другое исследование предполагает, что M. leprae возникла в Восточной Африке и распространилась оттуда в Европу и Ближний Восток, а затем за последние 500 лет распространилась в Западной Африке и Америке . [20] Мировая статистика показывает, что 199 992 (94%) новых случаев лепры были зарегистрированы из 14 стран, каждая из которых сообщила о более чем 1 000 новых случаев, и только 6% новых случаев были зарегистрированы в остальном мире. [21]

Симптомы M. leprae [ править ]

Симптомы M. leprae , также известной как проказа, - это непривлекательные язвы на коже бледного цвета, бугорки или шишки, которые не проходят через несколько недель или месяцев, повреждение нервов, которое может привести к осложнениям, связанным со способностью ощущать чувство в руки и ноги, а также мышечная слабость. Симптомы обычно проявляются в организме через 3-5 лет. Однако у некоторых людей симптомы не проявляются раньше, чем через 20 лет после заражения. Такой длительный инкубационный период, как его называют, очень затрудняет возможность правильно диагностировать, когда человек вступил в контакт с болезнью. [22]

Проказа области груди и живота

Диагностические критерии проказы [ править ]

Диагноз лепры в первую очередь является клиническим. В одном эфиопском исследовании следующие критерии имели чувствительность 94% с положительной прогностической ценностью 98% при диагностике лепры. Диагноз основывался на одном или нескольких из трех признаков:

  1. Гипопигментированные или красноватые пятна на коже с явной потерей чувствительности
  2. Утолщение периферических нервов
  3. Кислотоустойчивые бациллы на мазках кожи или биоптатах

Лекарства [ править ]

Химическая формула дапсона, первого эффективного средства от проказы, открытого в 1940-х годах.

Mycobacterium leprae была чувствительна к дапсону (диаминодифенилсульфон, первое эффективное средство от лепры, открытое в 1940-х годах), но устойчивость к этому антибиотику начала формироваться в 1960-х годах. Терапия одним дапсоном сейчас категорически противопоказана. В настоящее время Всемирная организация здравоохранения рекомендует комплексное лекарственное лечение (МДТ) , включая дапсон, рифампицин . и клофазимин (оба позднее были открыты в 1960-х годах). [23] У пациентов, получающих MDT, большая доля бациллумереть в течение короткого времени без немедленного облегчения симптомов. Это говорит о том, что многие симптомы проказы частично связаны с наличием мертвых клеток.

Лечение [ править ]

В комплексной лекарственной терапии (МЛТ) используются комбинации антибиотиков, убивающих M. leprae, в том числе: дапсон , рифампин , клофазамин , фторхинолоны, азитромицин и миноциклин. Антибиотики необходимо принимать регулярно до завершения лечения, поскольку M. leprae имеет способность расти снова. [24]

Профилактическая мера M. leprae - избегать тесного контакта с инфекционными людьми, которые не получают лечения. [25] Слепота, повреждение рук и ног и паралич - все это последствия повреждения нервов, вызванного нелеченными M. leprae. Лечение не отменяет нанесенное повреждение нервов, поэтому рекомендуется как можно скорее начать лечение. [24] БЦЖ вакцины предлагает количество переменной защиты от лепры в дополнение к своей основной цели туберкулеза . [26]

Ссылки [ править ]

  1. ^ «MYCOBACTERIUM LEPRAE, ПРИЧИНА ЛЕПРОЗИИ» . Общество микробиологов . 27 августа 2014 года.
  2. ^ "КТО | Что такое проказа?" . ВОЗ . Проверено 12 ноября 2019 года .
  3. ^ Хансен ГСГ (1874). "Undersøgelser Angående Spedalskhedens Årsager (Исследования, касающиеся этиологии проказы)". Norsk Mag. Laegervidenskaben (на норвежском языке). 4 : 1–88.
  4. ^ а б МакМюррей Д. Н. (1996). «Микобактерии и нокардии». . В Baron S .; и другие. (ред.). Медицинская микробиология Барона (4-е изд.). Медицинский филиал Техасского университета. ISBN 978-0-9631172-1-2.
  5. ^ "Микробиология M.leprae" . Всемирная организация здравоохранения .
  6. ^ Шинник, Томас М. (2006). « Mycobacterium leprae ». В Дворкине, Мартин; Фалькоу, Стэнли; Розенберг, Юджин; Шлейфер, Карл-Хайнц; Stackebrandt, Erko (ред.). Прокариоты . Springer. С. 934–944. DOI : 10.1007 / 0-387-30743-5_35 . ISBN 978-0-387-25493-7.
  7. ^ «Проказа: болезнь» . Всемирная организация здравоохранения .
  8. ^ Рамеш Марне Бхат и Чайтра Пракаш (сентябрь 2012 г.). «Проказа: обзор патофизиологии» . Междисциплинарная перспектива Infect Dis . 2012 : 181089. дои : 10,1155 / 2012/181089 . PMC 3440852 . PMID 22988457 .  
  9. ^ Шарма, Рахул; Сингх, Пушпендра; Loughry, WJ; Локхарт, Дж. Митчелл; Инман, В. Барри; Duthie, Malcolm S .; Пена, Мария Т .; Marcos, Luis A .; Сколлард, Дэвид М .; Коул, Стюарт Т .; Трумэн, Ричард В. (2015). «Зоонозная проказа на юго-востоке Соединенных Штатов» . Возникающие инфекционные заболевания . 21 (12): 2127–34. DOI : 10.3201 / eid2112.150501 . PMC 4672434 . PMID 26583204 .  
  10. ^ «Проказа (болезнь Хансена) - Синяя книга - Департамент здравоохранения и социальных служб, Виктория, Австралия» . ideas.health.vic.gov.au . Проверено 17 ноября 2015 года .
  11. ^ Трумэн RW, Krahenbuhl JL; Крахенбуль (2001). «Жизнеспособные M. leprae как исследовательский реагент». Int. J. Lepr. Другой Mycobact. Dis . 69 (1): 1–12. PMID 11480310 . 
  12. ^ a b Коул С.Т., Брош Р., Паркхилл Дж. и др. (1998). «Расшифровка биологии Mycobacterium tuberculosis из полной последовательности генома» . Природа . 393 (6685): 537–44. Bibcode : 1998Natur.393..537C . DOI : 10,1038 / 31159 . PMID 9634230 . 
  13. ^ Нараянан С, Дешпанде У; Дешпанде (2013). «Полногеномные последовательности четырех клинических изолятов Mycobacterium tuberculosis из Тамил Наду, Южная Индия» . Объявление о геноме . 1 (3): e00186–13. DOI : 10,1128 / genomeA.00186-13 . PMC 3707582 . PMID 23788533 .  
  14. ^ Коул ST, Eiglmeier K, Parkhill J и др. (2001). «Массивный генный распад в лепровой палочке». Природа . 409 (6823): 1007–11. Bibcode : 2001Natur.409.1007C . DOI : 10.1038 / 35059006 . PMID 11234002 . S2CID 4307207 .  
  15. ^ Шуенеманн В.Дж., Сингх П., Мендум Т.А. и др. (Июль 2013). «Полногеномное сравнение средневековых и современных Mycobacterium leprae ». Наука . 341 (6142): 179–83. Bibcode : 2013Sci ... 341..179S . DOI : 10.1126 / science.1238286 . PMID 23765279 . S2CID 22760148 .  
  16. ^ «Риск воздействия | Болезнь Хансена (проказа) | CDC» . www.cdc.gov . Проверено 17 ноября 2015 года .
  17. ^ Синг Р, Benjak А, Schuenemann В.Я., Хербига А, Avanzi С, Busso Р, Nieselt К, Krause J, Vera-Кабрера л, Коул ST (2015). «Понимание эволюции и происхождения бацилл проказы из последовательности генома Mycobacterium lepromatosis » . Proc Natl Acad Sci USA . 112 (14): 4459–4464. Bibcode : 2015PNAS..112.4459S . DOI : 10.1073 / pnas.1421504112 . PMC 4394283 . PMID 25831531 .  
  18. ^ Schuenemann В.Я., Синг Р, Mendum Т.А., Krause-Kyora В, Jager G, и др. (2013). «Полногеномное сравнение средневековых и современных Mycobacterium leprae ». Наука . 341 (6142): 179–183. Bibcode : 2013Sci ... 341..179S . DOI : 10.1126 / science.1238286 . PMID 23765279 . S2CID 22760148 .  
  19. ^ Djelouadji Z, Raoult D, Drancourt M (2011). «Палеогеномика Mycobacterium tuberculosis : вспышки эпидемии с деградирующим геномом». Lancet Infect Dis . 11 (8): 641–650. DOI : 10.1016 / s1473-3099 (11) 70093-7 . PMID 21672667 . 
  20. ^ Моно М, Оноре N, Гарнье Т., Араоз Р., Коппе Дж. Й., Лакруа С., Соу С., Спенсер Дж. С., Трумэн Р. В., Уильямс Д. Л., Гелбер Р., Вирмонд М, Флажель Б. , Convit J, Young S, Fine PE, Rasolofo V, Brennan PJ, Cole ST (2005). «О происхождении проказы» . Наука . 308 (5724): 1040–1042. DOI : 10.1126 / наука / 1109759 . PMID 15894530 . S2CID 86109194 .  
  21. ^ "ВОЗ | Эпидемиология" . ВОЗ . Проверено 12 ноября 2019 года .
  22. ^ "Обзор проказы" . WebMD .
  23. ^ «Проказа» . Всемирная организация здравоохранения .
  24. ^ a b «Диагностика и лечение | Болезнь Хансена (проказа) | CDC» . www.cdc.gov . 2 ноября 2018 . Проверено 12 ноября 2019 года .
  25. ^ "Проказа: Медицинская энциклопедия MedlinePlus" . www.nlm.nih.gov . Проверено 17 ноября 2015 года .
  26. ^ Дати М.С., Гиллис Т.П., Рид С.Г.; Гиллис; Рид (ноябрь 2011 г.). «Достижения и препятствия на пути к вакцине от проказы» . Hum Vaccin . 7 (11): 1172–83. DOI : 10.4161 / hv.7.11.16848 . PMC 3323495 . PMID 22048122 .  CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )

Внешние ссылки [ править ]

  • Геном Mycobacterium leprae
  • « Mycobacterium leprae » . Браузер таксономии NCBI . 1769.