Listeria monocytogenes

редактировать
Виды патогенных бактерий, вызывающих инфекционный листериоз

Listeria monocytogenes
Listeria monocytogenes PHIL 2287 lores.jpg
Сканирующая электронная микрофотография Listeria monocytogenes.
Научная классификация
Домен:Бактерии
Тип:Firmicutes
Класс:Bacilli
Порядок:Bacillales
Семейство:Listeriaceae
Род:Listeria
Вид:L. monocytogenes
Биномиальное название
Listeria monocytogenes . (E.Murray et al. 1926) Pirie 1940

Listeria monocytogenes - это вид патогенных бактерий, вызывающих инфекцию листериоз. Это факультативная анаэробная бактерия, способная выживать в присутствии или отсутствии кислорода. Он может расти и воспроизводиться внутри клеток хозяина и является одним из наиболее вирулентных патогенов пищевого происхождения: от 20 до 30% инфекций, вызываемых листериозом пищевого происхождения, у лиц с высоким риском могут быть смертельными. Ответственный примерно за 1600 заболеваний и 260 смертей в Соединенных Штатах ежегодно, листериоз занимает третье место по общему количеству смертей среди бактериальных патогенов пищевого происхождения, а уровень смертности превышает даже Salmonella виды и Clostridium botulinum. В Европейском Союзе листериоз следует восходящей тенденции, которая началась в 2008 году, в результате чего в 2014 году был зарегистрирован 2161 подтвержденный случай заболевания и 210 зарегистрированных смертей, что на 16% больше, чем в 2013 году. Смертность от листериоза также выше в ЕС, чем в другие патогены пищевого происхождения.

Listeria monocytogenes - это грамположительная бактерия, относящаяся к подклассу Firmicutes, названному в честь Джозефа Листера. Его способность расти при таких низких температурах, как 0 ° C, позволяет размножаться при типичных температурах охлаждения, что значительно увеличивает его способность избегать контроля в пищевых продуктах для человека. Подвижный через жгутики при 30 ° C и ниже, но обычно не при 37 ° C, L. monocytogenes вместо этого может перемещаться внутри эукариотических клеток с помощью взрывчатого вещества полимеризация филаментов актина (известных как хвосты комет или актиновые ракеты).

Исследования показывают, что до 10% человеческих желудочно-кишечных трактов могут быть колонизированы L. monocytogenes. Тем не менее, клинические заболевания, вызванные L. monocytogenes, чаще распознаются ветеринарами, особенно как менингоэнцефалит у жвачных. См.: листериоз у животных.

Из-за его частой патогенности, вызывающей менингит у новорожденных (приобретенный трансвагинально), беременным женщинам часто советуют не есть мягкие сыры, такие как Бри, камамбер, фета и queso blanco fresco, которые могут быть загрязнены L. monocytogenes и способствовать их росту. Это третья по частоте причина менингита у новорожденных. Listeria monocytogenes может инфицировать головной мозг, оболочки спинного мозга и / или кровоток хозяина в результате приема зараженной пищи, такой как непастеризованные молочные или сырые продукты.

Содержание

  • 1 Классификация
  • 2 История
  • 3 Патогенез
    • 3.1 Регулирование патогенеза
    • 3.2 Патогенность клонов
  • 4 Обнаружение
  • 5 Лечение
  • 6 Использование в качестве вектора трансфекции
    • 6.1 Лечение рака
  • 7 Эпидемиология
  • 8 Пути заражения
  • 9 Инфекционный цикл
  • 10 Ссылки
  • 11 Внешние ссылки

Классификация

L. monocytogenes - грамположительная, не спорообразующая, подвижная, факультативно анаэробная палочковидная бактерия. Он является каталазо-положительным и отрицательным для оксидазы и экспрессирует бета-гемолизин, который вызывает разрушение красных кровяных телец. Эта бактерия демонстрирует характерную подвижность при переворачивании при просмотре под световым микроскопом. Хотя L. monocytogenes активно движется посредством перитрихозных жгутиков при комнатной температуре (20-25 ° C), этот организм не синтезирует жгутики при температуре тела (37 ° C).

Род Listeria принадлежит к роду Listeria. класс Bacilli и отряд Bacillales, в который также входят Bacillus и Staphylococcus. Listeria в настоящее время насчитывает 10 видов: L. fleischmannii, L. grayi, L. innocua, L. ivanovii, L. marthii, L. monocytogenes, L. rocourtiae, L. seeligeri, L. weihenstephanensis и L. welshimeri. L. denitrificans, ранее считавшиеся частью рода Listeria, были реклассифицированы в новый род Jonesia. И L. ivanovii, и L. monocytogenes являются патогенными для мышей, но только L. monocytogenes неизменно ассоциируется с болезнями человека. 13 серотипов L. monocytogenes могут вызывать заболевание, но более 90% человеческих изолятов принадлежат только трем серотипам: 1 / 2a, 1 / 2b и 4b. Штаммы L. monocytogenes серотипа 4b ответственны за от 33 до 35% спорадических случаев заболевания людей во всем мире и за все основные вспышки болезней пищевого происхождения в Европе и Северной Америке с 1980-х гг.

История

L. monocytogenes впервые был описан E.G.D. Мюррей в 1924 году основал на шести случаях внезапной смерти молодых кроликов и опубликовал описание со своими коллегами в 1926 году. Мюррей называл этот организм Bacterium monocytogenes до того, как Харви Пири изменил название рода на Listeria в 1940 году. Хотя клинические описания инфекции L. monocytogenes как у животных, так и у людей были опубликованы в 1920-х годах, это не было признано значимая причина неонатальной инфекции, сепсиса и менингита до 1952 года в Восточной Германии. Листериоз у взрослых позже был связан с пациентами, живущими с ослабленной иммунной системой, такими как люди, принимающие иммунодепрессанты и кортикостероиды при злокачественных новообразованиях или трансплантации органов, а также с ВИЧ-инфекцией. 105>

Л. monocytogenes, однако, не считалась причиной болезней пищевого происхождения до 1981 года. Вспышка листериоза в Галифакс, Новая Шотландия, повлекшая за собой 41 случай и 18 смертей, в основном среди беременных женщин и новорожденных, была эпидемиологически связана с потреблением капусты, содержащей капусту, которая была заражена с навозом овец, загрязненным L. monocytogenes. С тех пор было зарегистрировано несколько случаев листериоза пищевого происхождения, и L. monocytogenes в настоящее время широко признана важной опасностью в пищевой промышленности.

Патогенез

Этапы внутриклеточного жизненного цикла L. monocytogenes : (В центре) Рисунок, изображающий вход, выход из вакуоли, зарождение актина, подвижность на основе актина и распространение от клетки к клетке. (Снаружи) Типичные электронные микрофотографии, на основе которых был создан рисунок. LLO, PLC и ActA описаны в тексте. Рисунок и микрофотографии были адаптированы из работы Тилни и Портной (1989).

Инвазивная инфекция L. monocytogenes вызывает заболевание листериозом. Если инфекция не инвазивна, любое заболевание, возникшее в результате инфекции, называется фебрильным гастроэнтеритом. Проявления листериоза включают сепсис, менингит (или менингоэнцефалит ), энцефалит, язву роговицы, пневмонию и внутриутробный или инфекции шейки матки у беременных, которые могут привести к самопроизвольному аборту (со второго по третий триместры) или к мертворождению. Выжившие новорожденные с листериозом матери и плода могут страдать от инфантисептического гранулематоза - пиогенных гранулем, распределенных по всему телу - и могут страдать от задержки физического развития. Гриппоподобные -подобные симптомы, включая стойкую лихорадку, обычно предшествуют возникновению вышеупомянутых расстройств. Желудочно-кишечные симптомы, такие как тошнота, рвота и диарея, могут предшествовать более серьезным формам листериоза или могут быть единственными выраженными симптомами. Желудочно-кишечные симптомы были эпидемиологически связаны с применением антацидов или циметидина. Время начала серьезных форм листериоза неизвестно, но может варьироваться от нескольких дней до 3 недель. Время появления желудочно-кишечных симптомов неизвестно, но, вероятно, превышает 12 часов. Раннее исследование показало, что L. monocytogenes уникален среди грамположительных бактерий тем, что он может содержать липополисахарид, который служит эндотоксином. Позже выяснилось, что это не настоящий эндотоксин. Стенки клеток листерий постоянно содержат липотейхоевые кислоты, в которых фрагмент гликолипида, такой как галактозил-глюкозил-диглицерид, ковалентно связан с концевым фосфомоноэфиром тейхоевой кислоты. Эта липидная область прикрепляет полимерную цепь к цитоплазматической мембране. Эти липотейхоевые кислоты напоминают липополисахариды грамотрицательных бактерий как по структуре, так и по функциям, являясь единственными амфипатическими полимерами на поверхности клетки.

L. monocytogenes имеет на своей поверхности остатки D-галактозы, которые могут присоединяться к рецепторам D-галактозы на стенках клетки-хозяина. Эти клетки-хозяева обычно представляют собой М-клетки и пейеровы бляшки слизистой оболочки кишечника. После присоединения к этим клеткам L. monocytogenes может перемещаться через кишечную мембрану в организм.

Инфекционная доза L. monocytogenes зависит от штамма и восприимчивости жертвы. Исходя из случаев заражения через сырое или предположительно пастеризованное молоко, можно с уверенностью предположить, что у восприимчивых людей менее 1000 организмов могут вызывать заболевание. L. monocytogenes может проникать в эпителий желудочно-кишечного тракта. Как только бактерия попадает в моноциты, макрофаги или полиморфноядерные лейкоциты хозяина, она переносится через кровь (сепсис) и может расти. Его присутствие внутри клетки в фагоцитарных клетках также обеспечивает доступ к мозгу и, вероятно, трансплацентарную миграцию к плоду у беременных женщин. Этот процесс известен как «механизм троянского коня». Патогенез L. monocytogenes основан на его способности выживать и размножаться в фагоцитирующих клетках-хозяевах. Похоже, что Listeria первоначально эволюционировала, чтобы проникнуть в мембраны кишечника как внутриклеточную инфекцию, и разработала для этого химический механизм. Это включает бактериальный белок интерналин (In1A / InlB), который прикрепляется к белку на мембране кишечной клетки «кадгерин» и позволяет бактериям проникать в клетки через механизм «застежки-молнии». Эти молекулы адгезии также можно найти в двух других необычно жестких барьерах у людей - гематоэнцефалическом барьере и фетально-плацентарном барьере, и это может объяснить очевидное сродство L. monocytogenes к возникновению менингита и поражению младенцев в утробе матери. Попав внутрь клетки, L. monocytogenes быстро подкисляет просвет вакуоли, образовавшейся вокруг нее во время проникновения в клетку, чтобы активировать листериолизин О, холестерин-зависимый цитолизин, способный разрушать вакуолярную мембрану. Это освобождает патоген и дает ему доступ к цитозолю клетки, где он продолжает свой патогенез. Подвижность во внутриклеточном пространстве обеспечивается белком, индуцирующим сборку актина, который позволяет бактериям использовать аппарат полимеризации актина клетки-хозяина для полимеризации цитоскелета, чтобы дать бактериальной клетке «импульс», чтобы она могла двигаться в клетке. Тот же механизм также позволяет бактериям перемещаться от клетки к клетке.

Регуляция патогенеза

L. monocytogenes может действовать как сапрофит или патоген, в зависимости от окружающей среды. Когда эта бактерия присутствует в организме-хозяине, распознавание кворума и другие сигналы вызывают активацию нескольких генов вирулентности. В зависимости от местоположения бактерии в организме хозяина различные активаторы активируют гены вирулентности. SigB, альтернативный сигма-фактор, активирует гены Vir в кишечнике, тогда как PrfA активирует экспрессию гена, когда бактерия присутствует в крови. L. monocytogenes также определяет проникновение в организм хозяина, исследуя доступные источники питательных веществ. Например, L-глутамин, обильный источник азота в организме хозяина, вызывает экспрессию генов вирулентности в L. monocytogenes. Мало что известно о том, как эта бактерия переключается между действием сапрофита и патогена; однако считается, что для индукции этого изменения требуется несколько некодирующих РНК.

Патогенность линий

L. monocytogenes имеет три различных клона с разной историей эволюции и патогенетическим потенциалом. Штаммы Lineage I содержат большинство клинических изолятов человека и все эпидемические клоны человека, но недостаточно представлены в клинических изолятах животных. Штаммы Lineage II чрезмерно представлены в случаях с животными и недостаточно представлены в клинических случаях с людьми, и более распространены в образцах окружающей среды и пищевых продуктов. Изоляты линии III очень редки, но значительно чаще встречаются у животных, чем изоляты человека.

Обнаружение

Колонии типичных L. monocytogenes в том виде, в каком они появляются при выращивании на селективном для листерий агаре

Тест Антона используется для идентификации L. monocytogenes; закапывание культуры в конъюнктивальный мешок кролика или морской свинки вызывает тяжелый кератоконъюнктивит в течение 24 часов.

Виды Listeria растут на таких средах, как агар Мюллера-Хинтона. Идентификация улучшается, если первичные культуры делаются на агаре, содержащем овечью кровь, поскольку вокруг и под колониями можно наблюдать характерные небольшие зоны гемолиза. Изоляция может быть улучшена, если ткань выдерживается при 4 ° C в течение нескольких дней перед посевом в бактериологическую среду. Организм является факультативным анаэробом, каталазоположительным и подвижным. Листерия вырабатывает кислоту, но не газ, при ферментации различных углеводов. Подвижность при комнатной температуре и выработка гемолизина - основные данные, которые помогают отличить Listeria от Corynebacterium.

. Методы анализа пищевых продуктов сложны и требуют много времени. Существующий метод FDA США, пересмотренный в сентябре 1990 г., требует обогащения в течение 24 и 48 часов с последующим множеством других тестов. Общее время на идентификацию занимает от пяти до семи дней, но объявление о конкретных нерадиоактивных ДНК-пробах вскоре должно позволить более простое и быстрое подтверждение подозрительных изолятов.

Технология рекомбинантной ДНК может даже позволить два: к трехдневному положительному анализу в будущем. В настоящее время FDA сотрудничает в адаптации своей методологии для количественного определения очень небольшого количества микроорганизмов в пищевых продуктах.

Лечение

Когда возникает листерический менингит, общая смертность может достигать 70%, от сепсиса 50% и от перинатальных / неонатальных инфекций более 80%. При инфекциях во время беременности обычно выживает мать. Имеются сообщения об успешном парентеральном лечении пенициллином или ампициллином. Было показано, что триметоприм-сульфаметоксазол эффективен у пациентов с аллергией на пенициллин.

Бактериофаг Фаг Listeria P100 был предложен в качестве пищевой добавки для борьбы с L. monocytogenes. Бактериофаги были разработаны несколькими компаниями. У EBI Food Safety и Intralytix есть продукты, подходящие для лечения бактерий. Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) одобрило коктейль из шести бактериофагов от Intralytix и фаговый продукт одного типа от EBI Food Safety, предназначенный для уничтожения L. monocytogenes. Его потенциально можно использовать для распыления на фрукты и готовое к употреблению мясо, такое как нарезанная ветчина и индейка.

Использование в качестве вектора трансфекции

Поскольку L. monocytogenes является внутриклеточной бактерией, некоторые исследования использовали эту бактерию в качестве вектора для доставки генов in vitro. Текущая эффективность трансфекции остается низкой. Одним из примеров успешного использования L. monocytogenes в технологиях переноса in vitro является предоставление генной терапии для случаев муковисцидоза.

Лечение рака

Listeria monocytogenes исследуется как иммунотерапия рака для нескольких типов рака.

Живая аттенуированная вакцина против рака Listeria monocytogenes , ADXS11-001 находится в стадии разработки в качестве возможного лечения рак шейки матки.

Эпидемиология

Исследователи обнаружили Listeria monocytogenes не менее чем у 37 видов млекопитающих, как домашних, так и диких, а также не менее чем у 17 видов птицы и, возможно, у некоторых видов рыб и моллюсков. Лаборатории могут изолировать Listeria monocytogenes из почвы, силоса и других источников окружающей среды. Listeria monocytogenes довольно морозостойка и прекрасно противостоит вредным воздействиям замораживания, сушки и тепла для бактерий, не образующих споры. Большинство штаммов Listeria monocytogenes в той или иной степени являются патогенными.

Пути заражения

Listeria monocytogenes ассоциируется с такими продуктами, как сырое молоко, пастеризованное жидкое молоко, сыры (особенно мягкие), яйца вкрутую, мороженое, сырые овощи, ферментированное сырое мясо колбасы, сырые и вареные птица, сырое мясо (всех видов), сырая и копченая рыба. Большинство бактерий могут выжить при температуре ниже нуля, но не могут поглощать питательные вещества, расти или размножаться; однако L. monocytogenes имеет способность расти при температурах до 0 ° C, что позволяет экспоненциально размножаться в охлажденных пищевых продуктах. При температуре охлаждения, такой как 4 ° C, количество трехвалентного железа может влиять на рост L. monocytogenes.

Инфекционный цикл

Первичным очагом инфекции является эпителий кишечника, где бактерии проникают в нефагоцитарные клетки по механизму «застежки-молнии». Поглощение стимулируется связыванием листериальных интерналинов (In1) с E- кадгерином, фактором адгезии клетки-хозяина или Met (c-Met ), фактором роста гепатоцитов. Это связывание активирует определенные Rho-GTPases, которые впоследствии связывают и стабилизируют белок синдрома Вискотта-Олдрича (WAsp). Затем WAsp может связывать комплекс Arp2 / 3 и служить точкой зарождения актина. Последующая полимеризация актина создает «фагоцитарную чашу», структуру на основе актина, обычно формируемую фагоцитами вокруг чужеродных материалов до эндоцитоза. Чистый эффект связывания интерналина заключается в использовании аппарата образования соединений хозяина для интернализации бактерии. L. monocytogenes также может проникать в фагоцитарные клетки (например, макрофаги ), но для инвазии нефагоцитарных клеток требуются только интерналины.

После интернализации бактерия должна покинуть вакуоль / фагосому, прежде чем может произойти слияние с лизосомой. Три основных фактора вирулентности, которые позволяют бактерии ускользать, - это листериолизин O (LLO-кодируемый hly) фосфолипаза A (кодируемая plcA) и фосфолипаза B (plcB). Секреция LLO и PlcA разрушает вакуолярную мембрану и позволяет бактерии ускользать в цитоплазму, где она может размножаться.

Попав в цитоплазму, L. monocytogenes использует актин хозяина во второй раз. Белки ActA, связанные со старым полюсом бактериальной клетки (будучи бациллой, L. monocytogenes разделяется в середине клетки, таким образом, имеет один новый полюс и один старый полюс), способны связывать Arp2 / 3 комплекс, тем самым вызывая зарождение актина в определенной области поверхности бактериальной клетки. Полимеризация актина затем продвигает бактерии в одном направлении к мембране клетки-хозяина. Образовавшийся выступ может затем быть интернализован соседней клеткой, образуя двухмембранную вакуоль, из которой бактерия должна выйти с помощью LLO и PlcB. Этот способ прямого распространения от клетки к клетке включает клеточный механизм, известный как парацитофагия.

Ссылки

Внешние ссылки

Викивиды содержат информацию, относящуюся к Listeria monocytogenes
Викискладе есть медиафайлы, связанные с Listeria monocytogenes.
Последняя правка сделана 2021-05-28 03:18:00
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте