Shigella flexneri — это вид грамотрицательных бактерий рода Shigella , которые могут вызывать диарею у людей.Описано несколько различных серогрупп Shigella ; S. flexneri относится к группе B. Инфекции S. flexneri обычно можно лечить антибиотиками, хотя некоторые штаммы стали устойчивыми . Менее тяжелые случаи обычно не лечатся, посколькуони становятся более устойчивыми в будущем. [1] Shigella тесно связаны с Escherichia coli , но их можно отличить от E.coli на основе патогенности, физиологии (неспособность ферментировать лактозу или декарбоксилировать лизин) и серологии. [2]
Вид был назван в честь американского врача Саймона Флекснера ; род Shigella назван в честь японского врача Киёси Сиги , который исследовал причину дизентерии. Сига поступил в Медицинскую школу Токийского императорского университета в 1892 году, во время которой он посетил лекцию доктора Сибасабуро Китасато. Сига был впечатлен интеллектом и уверенностью доктора Китасато, поэтому после окончания университета он пошел работать к нему в качестве научного сотрудника в Институт инфекционных заболеваний. В 1897 году Сига сосредоточил свои усилия на том, что японцы называли вспышкой «Секири» (дизентерии). Эти эпидемии были губительны для японского народа и часто случались в конце 19 века. Эпидемия секири 1897 года затронула >91 000 человек, а уровень смертности составил >20%. [3] Сига изучил 32 пациента с дизентерией и использовал постулаты Коха , чтобы успешно изолировать и идентифицировать бактерию, вызывающую заболевание. Он продолжал изучать и характеризовать бактерию, выявляя методы выработки ею токсина, например, токсина Шига , и неустанно работал над созданием вакцины от этой болезни.
Shigella flexneri — палочковидная, нежгутиковая бактерия, которая использует актиновую подвижность. Она быстро и непрерывно производит белок актин, чтобы продвигаться вперед внутри и между клетками хозяина. [4] Эта бактерия — грамотрицательная, не образующая спор шигелла из серогруппы B. В этой серогруппе существует 6 серотипов. [2]
Shigella flexneri относится к группе B (т.е. агглютинирует с антисывороткой B), которая далее подразделяется на шесть типоспецифических и четыре группоспецифических антисыворотки. До настоящего времени было идентифицировано и описано не менее 23 различных подсеротипов. [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]
Shigella flexneri — это внутриклеточная бактерия, которая инфицирует эпителиальную выстилку кишечного тракта млекопитающих. Эта бактерия устойчива к кислоте и может выживать в условиях pH 2. Таким образом, она способна проникать в ротовую полость своего хозяина и выживать при прохождении через желудок в толстую кишку. [7] Попав в толстую кишку, S. flexneri может проникать в эпителий тремя способами: 1) Бактерия может изменять плотные соединения между эпителиальными клетками, что позволяет ей проникать в подслизистую оболочку. 2) Она может проникать в высокоэндоцитарные М-клетки , которые рассеяны в эпителиальном слое, и проникать в подслизистую оболочку. 3) После достижения подслизистой оболочки бактерии могут быть фагоцитированы макрофагами и вызвать апоптоз, гибель клеток. Это высвобождает цитокины , которые привлекают полиморфноядерные клетки (ПМН) в подслизистую оболочку. S. flexneri, все еще находящиеся в просвете толстой кишки, пересекают эпителиальную выстилку, когда ПМН проникают в инфицированную область. Приток клеток ПМН через эпителиальный слой в ответ на шигеллу нарушает целостность эпителия, позволяя бактериям из просвета проникать в подслизистую оболочку в механизме, независимом от М-клеток. [8] S. flexneri использует эти три метода, чтобы достичь подслизистой оболочки и проникнуть в эпителиальные клетки с базолатеральной стороны. У бактерии есть четыре известных антигена плазмиды вторжения: 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 переходить в соседние эпителиальные клетки, используя свой собственный белок внешней мембраны IcsA, чтобы активировать механизм сборки актина хозяина. Белок IcsA сначала локализуется на одном полюсе бактерии, где он затем связывается с белком хозяина, белком синдрома Вискотта-Олдрича (N-WASP) . Затем этот комплекс IcsA/N-WASP активирует комплекс актин-связанного белка (Arp) 2/3 . Комплекс Arp 2/3 — это белок, отвечающий за быструю инициацию полимеризации актина и продвижение бактерий вперед. [8] [2] [9] Когда S. flexneri достигает прилегающей мембраны, он создает выступ в цитоплазму соседней клетки. Бактерия окружается 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. flexneriдля выхода из выступа. Его точная функция все еще изучается, но известно, что без него межклеточное распространение значительно ухудшается. [8] [10] Бактериальная репликация внутри эпителиальной клетки губительна для клетки, но предполагается, что гибель эпителиальной клетки в значительной степени обусловлена собственной воспалительной реакцией хозяина. [8]
Геномы S. flexneri и Escherichia coli практически неразличимы на уровне видов. У S. flexneri кольцевая хромосома с 4 599 354 парами оснований. Она меньше, чем у E. coli , но гены похожи. У S. flexneri в геноме около 4 084 известных генов. Предполагается, что обширное сходство между E. coli и S. flexneri обусловлено горизонтальным переносом . Все гены, необходимые для проникновения S. flexneri в эпителиальную оболочку толстой кишки, находятся на плазмиде вирулентности , называемой pINV. Геном pINV высококонсервативен между подвидами S. flexneri . У S. flexneri также есть две другие небольшие многокопийные плазмиды, но некоторые штаммы S. flexneri имеют больше плазмид, которые, как предполагается, обеспечивают 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]
Shigella flexneri является гетеротрофом . Она использует пути Эмбдена-Мейерхофа-Парнаса (ЭМП) , Энтнера-Дудорова (ЭД) или пентозофосфатный путь (ПФП) для метаболизма сахаров. Продукты этих путей затем поступают в цикл лимонной кислоты (ЦТК) . S. flexneri может метаболизировать глюкозу и пируват. Дополнительный пируват обеспечивает наибольший рост и считается предпочтительным источником углерода. Пируват может поставляться собственным метаболизмом клетки или извлекаться из клетки-хозяина. S. flexneri является факультативным анаэробом , способным выполнять смешанно-кислотную ферментацию пирувата. [14] [2] S. flexneri не может ферментировать лактозу. [2] Эта бактерия оптимально растет при 37 °C, но может расти при температурах до 30 °C. [13]
Бактериальные малые РНК играют важную роль во многих клеточных процессах. RnaG и RyhB sRNAs были хорошо изучены у S. flexneri . [15] Ssr1 sRNA, которая может играть роль в устойчивости к кислотному стрессу и регуляции вирулентности, как было показано, существует только у Shigella . [16]
Shigella flexneri содержит плазмиду вирулентности, которая кодирует три фактора вирулентности: систему секреции типа 3 (T3SS), белки антигена плазмиды вторжения (белки IPA) и IcsA (используется для распространения от клетки к клетке). [17]
При инфицировании S. flexneri вводит в цитоплазму клетки-хозяина белки ipa, используя T3SS — аппарат, похожий на иглу и шприц, распространенный среди многих грамотрицательных патогенов. Эти белки ipa вызывают «мембранное взъерошивание» клетки-хозяина. Мембранное взъерошивание создает мембранные карманы, которые захватывают и поглощают бактерии. Оказавшись внутри, S. flexneri использует актин клетки-хозяина для движения, чтобы напрямую перемещаться от клетки к клетке, используя клеточный механизм, известный как парацитофагия , [18] [19] аналогично бактериальному патогену Listeria monocytogenes .
Shigella flexneri способна подавлять острую воспалительную реакцию на начальной стадии инфекции [20] с помощью эффекторного белка OspI, который кодируется ORF169b на большой плазмиде Shigella и секретируется системой секреции типа III. Он подавляет воспалительную реакцию во время бактериальной инвазии, подавляя сигнальный путь, опосредованный фактором 6, ассоциированным с рецептором TNF-α ( TRAF6 ). [20] OspI обладает активностью глутаминдеамидазы и способен избирательно дезаминировать глутамин в положении 100 в UBC13 до глутамата , и это приводит к сбою конъюгирующей активности убиквитина E2, которая необходима для активации TRAF6. [20]
нора https://microbenotes.com/biochemical-test-of-shigella-flexneri/