Leptospira noguchii — грамотрицательный патогенный организм ,названный в честь японского бактериолога доктора Хидэё Ногучи, который дал название роду Leptospira . [1] [2] L. noguchii известен тем, что вызвал лихорадочное заболевание в Форт-Брэгге, штат Северная Каролина, во время Второй мировой войны . [3] [4] Было зарегистрировано 40 случаев этой лихорадки в течение каждого лета с 1942 по 1944 год; однако, не было зарегистрировано 0 смертей от этой вспышки. [5] В отличие от других штаммов Leptospira , вызывающих лептоспироз , L. noguchii характеризуется появлением претибиальной сыпи у жертвы. [3] Его видовой эпитет узнает Хидэё Ногучи . [6]
Leptospira noguchii была первоначально культивирована в 1907 году, но считалась Spirochaeta interrogans из-за формы клетки в виде вопросительного знака. [2] Однако после дальнейшего исследования 16s рРНК Ясуда и др. смогли классифицировать этот организм как Leptospira noguchii. [2]
Первоначально существовало только две классификации видов Leptospira. [7] Они были классифицированы как Leptospira interrogans , патогенный вид, и Leptospira biflexa , непатогенный вид. [7] Однако в 1989 году было обнаружено, что существует 21 различный вид Leptospira . [7] Внутри этих 21 вида был признан Leptospira noguchii . Однако конъюгация очень распространена среди генетических материалов, что затрудняет различение отдельных видов. [7]
Leptospira noguchii может расти в стоячей воде и, как известно, оптимально растет при температуре от 28 °C до 30 °C при pH от 7,2 до 7,6. [8] Также известно, что L. noguchii имеет паразитические отношения и растет в почках хозяина . Его можно выделить из мочи , крови и спинномозговой жидкости . [1]
Leptospira noguchii — это грамотрицательная бактерия в форме спирохеты , размер которой обычно варьируется от 0,1 мкм на 6 мкм до 0,1 мкм на 20 мкм. [9] [10] Leptospira noguchii также не содержит гликолипидов в своем пептидогликане и содержит диаминопимелиновую кислоту . [10] L. noguchii — подвижный организм, поскольку имеет амфитрихические жгутики на противоположных концах друг друга. [11] Организмы Leptospira можно культивировать в среде Эллингхаузена-Маккалоу-Джонсона-Харриса при температуре 30 °C. [12] Из-за морфологии Leptospira исследователи обычно используют микроскопию в темном поле, а не в светлом поле, поскольку амфитрихические жгутики производят быстрые движения вдоль микроскопа , которые трудно увидеть в микроскопе со световым полем. [11]
Leptospira noguchii — хемоорганотрофный организм. [1] Метаболизм L. noguchii необычен из-за того, что основным источником энергии и углерода является бета-окисление длинноцепочечных жирных кислот . [11] Интересным фактом о Leptospira noguchii является то, что она способна перерабатывать глюкозу ; однако, это не ее предпочтительный способ получения энергии, хотя у нее есть необходимые ферменты для выполнения этого процесса. [11] Этот организм также способен использовать дыхательную цепь переноса электронов , поскольку является аэробным организмом , который также может выживать в микроаэрофильных средах. [11] Характерная особенность аэробности позволяет этому организму выполнять окислительное фосфорилирование для производства АТФ для получения энергии. [11]
Leptospira noguchii имеет низкое содержание GC 35,63%, а размер генома составляет 4,76 Мбн. [13] Секвенирование генома было выполнено с использованием BASys , системы бактериальной аннотации. [13] Всего в геноме L. noguchii идентифицировано 4535 кодирующих последовательностей . [13]
Летом 1942 года в Форт-Брэгге, штат Северная Каролина, произошла вспышка болезни, которая проявлялась недомоганием , общими болями, головными болями и посторбитальными болями . [14] 40 пациентов обратились с этими похожими симптомами. [14] Получив информацию о своих недавних действиях, местах и казармах , большинство пациентов сказали, что недавно плавали в озерах недалеко от военного комплекса Форт-Брэгга. [14] Примерно у 95% пациентов на ранних стадиях наблюдалась спленомегалия , а затем на четвертый день у большинства пациентов появилась претибиальная сыпь. [14] Пока пациенты выздоравливали, врачи, ухаживавшие за солдатом, были озадачены патогеном после дифференциальной диагностики. [14] По просьбе врачей армия США обратилась к главному хирургу с просьбой направить других для помощи в исследовании неопознанного патогена. [14]
Доктор Норман Х. Топпинг, майор Корнелиус Б. Филлипс и доктор Джон Р. Пол были отправлены для исследования патогена. [14] Они пришли к выводу, что патоген передается через воду и не передается никакими насекомыми . [14] В 1944 году капитан Хью Тэтлок наконец завершил передачу патогена млекопитающему , что заставило их понять, что патоген передается только между млекопитающими. [14] В 1945 году капитан Тэтлок наконец решил, что он классифицирует патоген как вирус . [14] Позже, в 1951 году, когда стали доступны необходимые технологии для проведения тестов агглютинации и тестов перекрестной агглютинации, они обнаружили, что это был вид рода Leptospira . [14] В то время считалось, что патоген называется Leptospira Autumnalis , но при дальнейшем изучении всего генома он был позже переклассифицирован как серовар Leptospira noguchii . [1] [14] Этот лептоспироз стал известен как « лихорадка Форт-Брэгга ». [4]
Штамм Bonito L. noguchii был выделен от 34-летнего мужчины в Бразилии, который страдал от лептоспироза. [4] Предполагается, что мужчина заразился этой болезнью через взаимодействие с крысами, собаками и другими сельскохозяйственными животными. [4] Мужчина был доставлен в больницу Santa Casa de Misericórdia, Pelotas, и результаты его лабораторных анализов показали повышенный уровень билирубина . [4] Этот штамм удалось выделить из культуры крови в больнице. [4]
Первоначально этот штамм был получен от 16-летнего мальчика в Бразилии посредством посева крови. [4] Этот пациент также сообщил, что находился рядом с крысами и собаками; однако он не был госпитализирован из-за своей болезни. [4]
Этот штамм был выделен от собаки, найденной в Бразилии, которая, по-видимому, страдала анорексией . [4] Собака умерла от этого штамма L. noguchii , а имеющиеся симптомы немного отличались от тех, которые наблюдались при заражении людей. [4] У собаки наблюдались дезориентация , диарея, рвота, анорексия и летаргия . [4] Штамм Hook был выделен из почечной ткани, поскольку именно там L. noguchii обычно находится у своего хозяина. [4]
Leptospira noguchii — еще одна патогенная бактерия, вызывающая лептоспироз . Лептоспироз может передаваться множеством способов. Лептоспироз может передаваться от животных к человеку ( зооноз ), от человека к человеку или от животного к животному через загрязненные жидкости организма, такие как моча и кровь. [7] Болезнь обычно всасывается через слизистые оболочки другого животного или человека и выводится из организма с мочой. [7] Инфицированный человек может быть бессимптомным или иметь очень тяжелые симптомы. [7] В серьезных случаях у людей наблюдались почечная или печеночная недостаточность , асептический менингит и смертельные легочные кровотечения . [7]
Проникая через слизистые оболочки или ссадины на коже, он перемещается по кровотоку в почечные протоки почек , где остается и вступает в инкубационный период . [1] Уникальной адаптацией Leptospira noguchii является то, что она может совершать поступательные движения в густых жидкостях, что дает ей возможность проникать в глубокие ткани. [1]
Leptospira noguchii прикрепляется к мочевыводящим путям с помощью иммуноглобулин -подобных белков LigA и LigB , эндостаин -подобных белков и мембранного белка LipL32. [1]
Патогенные Leptospira spp. обладают признаками как грамположительных, так и грамотрицательных патогенов. [15] Характерными признаками грамотрицательных патогенов являются наличие липополисахаридов (ЛПС), но близость цитоплазматической мембраны к клеточной стенке указывает скорее на грамположительные признаки. [15] Кроме того, считается, что факторы вирулентности на жгутиках патогенных лептоспир участвуют в общей инфекции . [15] Leptospira noguchii специально создает среднюю летальную дозу (LD50 ) от трех до 100 лептоспир. [15] L. noguchii также использует белок Lsa24, чтобы избегать иммунной системы хозяина и антибактериальных препаратов , связываясь с фактором H. [1] Хотя наиболее важный фактор вирулентности еще не идентифицирован, некоторые из других белков, которые считаются факторами, способствующими основной вирулентности, — это гемолизины , а именно фосфолипаза С , сфингомилиназоподобные белки и порообразующие белки . [1]
Заболевание обычно начинается с лихорадки, а затем появляются другие симптомы. [16]
Симптомы у людей включают: высокую температуру (102 °F-104 °F), головную боль, озноб, мышечные боли, рвоту, желтуху , конъюнктивит , боль в животе, диарею и претибиальную сыпь. [16] Некоторые осложнения включают синдром Вейля , который является мультисистемным органным осложнением, вызывающим желтуху, менингит , легочное кровотечение , печеночную и почечную дисфункцию и сердечно-сосудистый коллапс . [15]
Leptospira noguchii очень чувствительна к большому количеству антибиотиков . Наиболее часто используемые антибиотики: бета-лактамы ( пенициллин , ампициллин и амоксициллин ), рифампицин , тетрациклин , доксициклин , цефалоспорины , аминогликозиды , макролиды ( эритромицин и азитромицин ) и фторхинолоны . [1]