stringtranslate.com

Шигелла флекснери

Shigella flexneri — это вид грамотрицательных бактерий рода Shigella , которые могут вызывать диарею у людей. Описанонесколько различных серогрупп шигелл ; S. flexneri принадлежитк группе B. Инфекции, вызванные S. flexneri , обычно можно лечить антибиотиками, хотя некоторые штаммы стали устойчивыми . Менее тяжелые случаи обычно не лечат, поскольку в будущем они становятся более устойчивыми. [1] Шигеллы тесно связаны с Escherichia coli , но их можно отличить от E.coli по патогенности, физиологии (неспособность ферментировать лактозу или декарбоксилировать лизин) и серологии. [2]

Открытие

Вид был назван в честь американского врача Саймона Флекснера ; Род Shigella назван в честь японского врача Киёси Сиги , который исследовал причину дизентерии. Сига поступил на медицинский факультет Императорского университета Токио в 1892 году, во время которого он прослушал лекцию доктора Сибасабуро Китасато. Сига был впечатлен интеллектом и уверенностью доктора Китасато, поэтому после окончания учебы он пошел работать к нему научным сотрудником в Институт инфекционных заболеваний. В 1897 году Сига сосредоточил свои усилия на том, что японцы называли вспышкой «Сэкири» (дизентерии). Эти эпидемии нанесли ущерб японскому народу и часто случались в конце 19 века. Эпидемия сэкири 1897 года затронула >91 000 человек, а уровень смертности составил >20%. [3] Сига изучил 32 больных дизентерией и использовал постулаты Коха, чтобы успешно выделить и идентифицировать бактерию, вызывающую заболевание. Он продолжал изучать и характеризовать бактерию, определяя методы производства токсина, например, шига-токсин , и неустанно работал над созданием вакцины от этой болезни.

Характеристика

Морфология

Shigella flexneri — это палочковидная нежгутиковая бактерия, подвижность которой основана на актине. Он быстро и непрерывно вырабатывает белок актин, который продвигается вперед внутри клеток хозяина и между ними. [4] Эта бактерия является грамотрицательной, неспорообразующей шигеллой серогруппы В. В этой серогруппе имеется 6 серотипов. [2]

Серотип

Shigella flexneri принадлежит к группе B (т.е. агглютинирует с антисывороткой B), которая далее подразделяется на шесть типоспецифичных и четыре группоспецифических антисыворотки. На сегодняшний день идентифицировано и зарегистрировано как минимум 23 различных субсеротипа. [5] В настоящее время доступны методы молекулярного серотипирования на основе ПЦР, нацеленные на гены wzx1-5 (все, кроме серотипа 6) и gtr или wzx6 (только серотип 6). [6]

Вторжение

Shigella flexneri — внутриклеточная бактерия, поражающая эпителиальную выстилку кишечного тракта млекопитающих. Эта бактерия толерантна к кислоте и может выжить в условиях pH 2. Таким образом, она способна проникнуть в рот хозяина и пережить переход через желудок в толстую кишку. [7] Попав внутрь толстой кишки, S. flexneri может проникать в эпителий тремя способами: 1) Бактерия может изменять плотные соединения между эпителиальными клетками, позволяя ей проникать в подслизистую оболочку. 2) Он может проникать в высокоэндоцитарные М-клетки , рассеянные в эпителиальном слое, и проникать в подслизистую оболочку. 3) После достижения подслизистой оболочки бактерии могут фагоцитироваться макрофагами и вызывать апоптоз, гибель клеток. Это высвобождает цитокины , которые рекрутируют полиморфно-ядерные клетки (ПМЯ) в подслизистую оболочку. S. flexneri все еще находится в просвете толстой кишки, пересекая эпителиальную выстилку, когда ПМН проникают в инфицированную область. Приток клеток ПМН через эпителиальный слой в ответ на шигеллы нарушает целостность эпителия, позволяя просветным бактериям проникать в подслизистую оболочку по механизму, независимому от М-клеток. [8] S. flexneri использует эти три метода для достижения подслизистой оболочки и проникновения в эпителиальные клетки с базолатеральной стороны. Бактерия имеет четыре известных инвазионных плазмидных антигена: IpaA, IpaB, IpaC и IpaD. Когда S. flexneri вступает в контакт с базолатеральной стороной эпителиальной клетки, IpaC и IpaB сливаются вместе, образуя пору в мембране эпителиальной клетки. Затем он использует систему секреции типа III (T3SS) для вставки других белков Ipa в цитоплазму эпителиальной клетки. [8] S. flexneri может передаваться на соседние эпителиальные клетки, используя свой собственный белок внешней мембраны, IcsA, для активации механизма сборки актина хозяина. Белок IcsA сначала локализуется на одном полюсе бактерии, где он затем связывается с белком хозяина, белком нейронного синдрома Вискотта-Олдрича (N-WASP) . Этот комплекс IcsA/N-WASP затем активирует комплекс актин-родственного белка (Arp) 2/3 . Комплекс Arp 2/3 — это белок, ответственный за быструю инициацию полимеризации актина и продвижение бактерий вперед. [8] [2] [9] Когда S. flexneri достигает прилегающей мембраны, он выпячивается в цитоплазму соседней клетки. Бактерии окружаются двумя слоями клеточной мембраны. Затем он использует другой комплекс IpaBC, чтобы создать пору и проникнуть в следующую клетку. VacJ — это белок, который также необходим S. flexneri.для выхода из выступа. Его точная функция все еще изучается, но известно, что без него межклеточное распространение сильно ухудшается. [8] [10] Репликация бактерий внутри эпителиальной клетки вредна для клетки, но предполагается, что гибель эпителиальных клеток в значительной степени обусловлена ​​собственной воспалительной реакцией хозяина. [8]

Генетика

Геном S. flexneri и Escherichia coli практически неотличим на видовом уровне. S. flexneri имеет кольцевую хромосому с 4 599 354 парами оснований. Он меньше, чем у E. coli , но гены схожи. В геноме S. flexneri около 4084 известных генов. Предполагается , что большое сходство между E. coli и S. flexneri обусловлено горизонтальным переносом . Все гены, необходимые S. flexneri для проникновения в эпителиальную оболочку толстой кишки, обнаружены в плазмиде вирулентности , называемой pINV. Геном pINV высоко консервативен между подвидами S. flexneri . S. flexneri также имеет две другие небольшие мультикопийные плазмиды, но некоторые штаммы S. flexneri содержат больше плазмид, которые, как предполагается, придают устойчивость к антибиотикам. [11] Некоторые штаммы S. flexneri обладают устойчивостью к антибиотикам стрептомицину, ампициллину или триметоприму. [12] Было обнаружено, что хлорамфеникол, налидиксовая кислота и гентамицин по-прежнему являются эффективными антибиотиками для некоторых штаммов. [13]

Метаболизм

Shigella flexneri — гетеротроф . Для метаболизма сахаров он использует путь Эмбдена-Мейергофа-Парнаса (EMP) , Энтнера-Дудорова (ED) или пентозофосфатный путь (PPP) . Продукты этих путей затем поступают в цикл лимонной кислоты (ЦКК) . S. flexneri может метаболизировать глюкозу и пируват. Добавленный пируват обеспечивает наибольший рост и считается предпочтительным источником углерода. Пируват может поступать в результате собственного метаболизма клетки или забираться из клетки-хозяина. S. flexneri является факультативным анаэробом , способным осуществлять смешанно-кислотное брожение пирувата. [14] [2] S. flexneri не способен ферментировать лактозу. [2] Эта бактерия оптимально растет при температуре 37 °C, но может расти и при температуре до 30 °C. [13]

Малая РНК

Бактериальные малые РНК играют важную роль во многих клеточных процессах. мРНК RnaG и RyhB хорошо изучены у S. flexneri . [15] Было показано, что мРНК Ssr1, которая может играть роль в устойчивости к кислотному стрессу и регуляции вирулентности, существует только у шигелл . [16]

Экология

Инфекционный цикл

Shigella flexneri содержит плазмиду вирулентности, которая кодирует три фактора вирулентности: систему секреции типа 3 (T3SS), белки инвазионного плазмидного антигена (белки IPA) и IcsA (используется для распространения от клетки к клетке). [17]

При заражении S. flexneri инъецирует в цитоплазму клетки-хозяина белки ipa, используя T3SS — аппарат, похожий на иглу и шприц, общий для многих грамотрицательных патогенов. Эти ipa-белки вызывают «взъерошивание мембраны» клетки-хозяина. Взъерошивание мембраны создает мембранные карманы, которые захватывают и поглощают бактерии. Оказавшись внутри, S. flexneri использует актин клетки-хозяина для перемещения непосредственно от клетки к клетке, используя клеточный механизм, известный как парацитофагия , [18] [19] аналогично бактериальному патогену Listeria monocytogenes .

Shigella flexneri способна ингибировать острую воспалительную реакцию на начальной стадии инфекции [20] с помощью эффекторного белка OspI, который кодируется ORF169b на большой плазмиде Shigella и секретируется системой секреции III типа. Он ослабляет воспалительную реакцию во время бактериальной инвазии путем подавления сигнального пути , опосредованного фактором 6, ассоциированным с рецептором TNF-α ( TRAF6 ). [20] OspI обладает глутаминдезамидазной активностью и способен избирательно дезаминировать глутамин в положении 100 в UBC13 до глутамата , что приводит к сбою активности E2, конъюгирующей убиквитин, которая необходима для активации TRAF6. [20]

Рекомендации

  1. ^ Райан К.Дж.; Рэй К.Г.; Шеррис Дж.С., ред. (2004). Медицинская микробиология Шерриса (4-е изд.). Нью-Йорк: МакГроу-Хилл . ISBN 978-0-8385-8529-0. LCCN  2003054180. OCLC  52358530.
  2. ^ abcde Хейл, Томас Л.; Кеуш, Джеральд Т. (1996), барон, Сэмюэл (редактор), «Шигелла», медицинская микробиология (4-е изд.), Медицинское отделение Техасского университета в Галвестоне, ISBN 978-0-9631172-1-2, PMID  21413292 , получено 23 апреля 2020 г.
  3. ^ Трофа, Эндрю Ф.; Уэно-Олсен, Ханна; Оива, Руйко; Ёсикава, Масаносукэ (1 ноября 1999 г.). «Доктор Киёси Сига: первооткрыватель дизентерийной палочки». Клинические инфекционные болезни . 29 (5): 1303–1306. дои : 10.1086/313437 . ISSN  1058-4838. ПМИД  10524979.
  4. ^ Голдберг, Марсия Б. (декабрь 2001 г.). «Актиновая подвижность внутриклеточных микробных патогенов». Обзоры микробиологии и молекулярной биологии . 65 (4): 595–626. дои :10.1128/MMBR.65.4.595-626.2001. ISSN  1092-2172. ПМК 99042 . ПМИД  11729265. 
  5. ^ Шахнаидж, Мохаммед; Латиф, Хасан А.; Азми, Ишрат Дж.; Амин, Мохаммед Бадрул; Луна, Шармин Дж.; Ислам, Мохаммед Аминул; Талукдер, Кайсар Али (2018). «Характеристика серологически атипичной Shigella flexneri Z, выделенной от пациентов с диареей в Бангладеш, и предлагаемая серологическая схема для Shigella flexneri». ПЛОС ОДИН . 13 (8): e0202704. Бибкод : 2018PLoSO..1302704S. дои : 10.1371/journal.pone.0202704 . ISSN  1932-6203. ПМК 6108489 . ПМИД  30142163. 
  6. ^ Бренги, Сильвина П.; Сунь, Цянчжэн; Боланьос, Хильда; Дуарте, Франциско; Дженкинс, Клэр; Пичел, Мариана; Шахнаидж, Мохаммед; Соуерс, Эванджелин Г.; Строкбайн, Нэнси; Талукдер, Кайсар А.; Дерадо, Гордана; Виньяс, Мария Роза; Кам, Кай Ман; Сюй, Цзяньго; Ондердонк, Эндрю Б. (2019). «Метод серотипирования Shigella flexneri на основе ПЦР: международная многоцентровая валидация». Журнал клинической микробиологии . 57 (4): e01592-18. дои : 10.1128/JCM.01592-18. ISSN  0095-1137. ПМК 6440786 . ПМИД  30700505. 
  7. ^ Багамбула, CF; Юттендале, М.; Дебевер, Дж. (2002). «Кислотоустойчивость Shigella sonnei и Shigella flexneri». Журнал прикладной микробиологии . 93 (3): 479–486. дои : 10.1046/j.1365-2672.2002.01714.x. ISSN  1365-2672. PMID  12174047. S2CID  44572279.
  8. ^ abcde Дженнисон, Эми В.; Верма, Нареш К. (1 февраля 2004 г.). «Инфекция Shigella flexneri: патогенез и разработка вакцины». Обзоры микробиологии FEMS . 28 (1): 43–58. дои : 10.1016/j.femsre.2003.07.002. ISSN  0168-6445. ПМИД  14975529.
  9. ^ Эгиль, Кумаран; Лойзель, Томас П.; Лоран, Валери; Ли, Ронг; Панталони, Доминик; Сансонетти, Филипп Дж.; Карлье, Мари-Франс (20 сентября 1999 г.). «Активация эффектора N-Wasp Cdc42 белком Shigella flexneri Icsa способствует нуклеации актина с помощью комплекса Arp2/3 и бактериальной подвижности на основе актина». Журнал клеточной биологии . 146 (6): 1319–1332. дои : 10.1083/jcb.146.6.1319 . ISSN  0021-9525. ПМК 2156126 . ПМИД  10491394. 
  10. ^ Карпентер, Чандра Д.; Кули, Бенджамин Дж.; Нидэм, Бриттани Д.; Фишер, Кэролайн Р.; Трент, М. Стивен; Гордон, Вернита; Пейн, Шелли М. (01 февраля 2014 г.). «Транспортер ABC Vps/VacJ необходим для межклеточного распространения Shigella flexneri». Инфекция и иммунитет . 82 (2): 660–669. дои : 10.1128/IAI.01057-13. ISSN  0019-9567. ПМЦ 3911398 . ПМИД  24478081. 
  11. ^ Вэй, Дж.; Гольдберг, МБ; Берланд, В.; Венкатесан, ММ; Дэн, В.; Фурнье, Г.; Мэйхью, ГФ; Планкетт, Г.; Роуз, диджей; Дарлинг, А.; Мау, Б. (1 мая 2003 г.). «Полная последовательность генома и сравнительная геномика штамма 2457T Shigella flexneri серотипа 2а». Инфекция и иммунитет . 71 (5): 2775–2786. дои : 10.1128/IAI.71.5.2775-2786.2003. ISSN  0019-9567. ПМК 153260 . ПМИД  12704152. 
  12. ^ Пан, Цзин-Цао; Да, Ронг; Мэн, Донг-Мэй; Чжан, Вэй; Ван, Хао-Цю; Лю, Кэ-Чжоу (1 августа 2006 г.). «Молекулярные характеристики интегронов класса 1 и класса 2 и их связь с устойчивостью к антибиотикам у клинических изолятов Shigella sonnei и Shigella flexneri». Журнал антимикробной химиотерапии . 58 (2): 288–296. дои : 10.1093/jac/dkl228. ISSN  0305-7453. ПМИД  16766536.
  13. ^ аб Оукс, EV; Вингфилд, Мэн; Формальный, SB (1 апреля 1985 г.). «Образование бляшек вирулентной Shigella flexneri». Инфекция и иммунитет . 48 (1): 124–129. дои : 10.1128/IAI.48.1.124-129.1985. ISSN  0019-9567. ПМК 261924 . ПМИД  3884506. 
  14. ^ Валигора, Э.А.; Фишер, ЧР; Хановице, Нью-Джерси; Роду, А.; Вайкофф, Э.Э.; Пейн, С.М. (1 июля 2014 г.). «Роль путей внутриклеточного метаболизма углерода в вирулентности Shigella flexneri». Инфекция и иммунитет . 82 (7): 2746–2755. дои : 10.1128/IAI.01575-13. ISSN  0019-9567. ПМК 4097621 . ПМИД  24733092. 
  15. ^ Пэн, Цзюньпин; Ян, Цзянь; Цзинь, Ци (5 апреля 2011 г.). «Комплексный подход к поиску пропущенных генов у шигелл». ПЛОС ОДИН . 6 (4): e18509. Бибкод : 2011PLoSO...618509P. дои : 10.1371/journal.pone.0018509 . ISSN  1932-6203. ПМК 3071730 . ПМИД  21483688. 
  16. ^ Ван, Лигуи; Ян, Гуан; Ци, Лихуа; Ли, Сян; Цзя, Лейли; Се, Цзин; Цю, Шаофу; Ли, Пэн; Хао, ЖунЧжан (01 января 2016 г.). «Новая малая РНК регулирует толерантность и вирулентность Shigella flexneri, реагируя на кислые изменения окружающей среды». Границы клеточной и инфекционной микробиологии . 6:24 . дои : 10.3389/fcimb.2016.00024 . ISSN  2235-2988. ПМК 4782007 . ПМИД  27014636. 
  17. ^ Стивенс Дж; Галёв Э.Э.; Стивенс, член парламента (2006). «Актин-зависимое движение бактериальных патогенов». Обзоры природы Микробиология . 4 (2): 91–101. дои : 10.1038/nrmicro1320 . PMID  16415925. S2CID  30946244.
  18. ^ Огава М; Ханда Ю; Ашида Х; Сузуки М; Сасакава С (2008). «Универсальность эффекторов шигелл». Обзоры природы Микробиология . 6 (1): 11–16. doi : 10.1038/nrmicro1814. PMID  18059288. S2CID  26214256.
  19. ^ Роббинс-младший; Барт А.И.; Маркиз Х; де Хостос Э.Л.; Нельсон У.Дж.; Териот Дж.А. (1999). «Listeria monocytogenes использует нормальные процессы в клетке-хозяине для распространения от клетки к клетке». Журнал клеточной биологии . 146 (6): 1333–1350. дои : 10.1083/jcb.146.6.1333. ПМК 1785326 . ПМИД  10491395. 
  20. ^ abc Санада Т; Ким М; Мимуро Х; Сузуки М; Огава М; Ояма А; Ашида Х; Кобаяши Т; Кояма Т; Нагай С; Шибата Ю; Года Дж; Иноуэ Дж; Мидзусима Т; Сасакава С (2012). « Эффектор Shigella flexneri OspI дезамидирует UBC13, чтобы ослабить воспалительную реакцию». Природа . 483 (7391): 623–6. Бибкод : 2012Natur.483..623S. дои : 10.1038/nature10894. PMID  22407319. S2CID  4371539.

нора https://microbenotes.com/biochemical-test-of-shigella-flexneri/

Внешние ссылки