Vibrio vulnificus — это вид грамотрицательных , подвижных, изогнутых палочковидных (вибрионов), патогенных бактерий рода Vibrio . Присутствующий в морской среде, такой как эстуарии , солоноватые пруды или прибрежные районы, V. vulnificus связан с V. cholerae , возбудителем холеры . [3] По крайней мере один штамм V. vulnificus является биолюминесцентным . [4] Повышение сезонной температуры океана и низкосоленая морская среда, такая как эстуарии, способствуют большей концентрации Vibrio в моллюсках-фильтраторах; инфекции V. vulnificus в восточной части Соединенных Штатов увеличились в восемь раз с 1988 по 2018 год.
Инфицирование V. vulnificus приводит к быстрому распространению кожных инфекций, проникая в рану, вызывая целлюлит или даже сепсис . [5] : 279 V. vulnificus также является источником пищевых заболеваний. Впервые он был выделен как источник заболевания в 1976 году. [6]
Vibrio vulnificus — это вид грамотрицательных , подвижных, изогнутых палочковидных (бацилл), патогенных бактерий рода Vibrio . Присутствуя в морской среде, такой как эстуарии , солоноватые пруды или прибрежные районы, V. vulnificus связан с V. cholerae , возбудителем холеры . [7] Наиболее вредные штаммы V. vulnificus были задокументированы в трех различных формах. Первая — в антифагоцитарной полисахаридной капсуле, которая защищает бактерии. При инкапсуляции бактерий фагоцитоз и опсонизация не могут происходить, что позволяет бактериям продолжать свое существование по всему организму, в котором они находятся. Второй способ, которым V. vulnificus был наиболее вреден, — это некоторые из токсинов, которые он создает. Эти токсины не являются частью инфекции, которую вызывает V. vulnificus , но вместо этого они являются частью вторичной инфекции в желудочно-кишечном тракте, которая, скорее всего, приведет к системной инфекции. Наконец, было замечено, что V. vulnificus наносит больше вреда пациентам с более высоким уровнем железа. [8]
Размер генома V. vulnificus составляет приблизительно 5,3 Мбн . Геном организован в два кольцевых репликона, подобно V. cholerae , который также имеет большую и малую хромосому. Однако геном V. vulnificus по крайней мере на одну мегабазу больше. [9] [10] [11] [12]
Естественная трансформация — это бактериальная адаптация для переноса ДНК между отдельными клетками. Было обнаружено, что V. vulnificus становится естественным образом трансформируемым во время роста на хитине в форме панцирей крабов. [13] Возможность проводить эксперименты по трансформации в лабораторных условиях должна облегчить молекулярно-генетический анализ этого условно-патогенного микроорганизма . [ требуется ссылка ]
Vibrio vulnificus — чрезвычайно опасная бактерия, которая может вызывать три типа инфекций:
У здоровых людей прием V. vulnificus может вызвать рвоту, диарею и боли в животе. У человека с ослабленной иммунной системой, особенно с хроническим заболеванием печени , он может инфицировать кровоток, вызывая тяжелое и опасное для жизни заболевание, характеризующееся лихорадкой и ознобом, снижением артериального давления (септический шок) и волдырями на коже. Хотя было показано, что мужчины более подвержены риску этой инфекции, чем женщины, сопутствующие заболевания, такие как алкогольный цирроз и заболевания, поражающие эндокринную систему (диабет, ревматоидный артрит и т. д.), подвергают человека гораздо большему риску развития инфекции от V. vulnificus. [8]
Капсула : V. vulnificus имеет капсулу , состоящую из полисахаридов, и, как полагают, защищает от фагоцитоза . [17] Капсула также помогает бактериям избегать опсонизации. [18] Различные штаммы бактерий способны переходить из неинкапсулированной в инкапсулированную форму. Мышиные модели показали, что неинкапсулированные формы являются авирулентными. Однако показано, что эти же штаммы имеют более высокую предрасположенность к переходу в вирулентную инкапсулированную форму при попадании в устрицы. [19]
Эндотоксин : Как и все грамотрицательные бактерии, V. vulnificus имеет ЛПС ( липополисахарид в качестве основного компонента внешней мембраны). Однако ЛПС, который вырабатывают бактерии, не так эффективен в запуске высвобождения иммунной системой фактора некроза опухоли (ФНО) альфа и других цитокинов, которые вызывают шоковые синдромы. Однако капсульные белки, которые экспрессируют бактерии, способны вызывать иммунный ответ, способствующий шоковому синдрому. [20]
Экзотоксин : V. vulnificus производит ряд внеклеточных токсинов, таких как металлопротеаза VvpE, цитолизин / гемолизин VvhA и токсин многофункциональных аутопроцессирующих повторов-в-токсинах (MARTX). В то время как токсины VvhA и MARTX являются факторами вирулентности бактерий, исследования in vivo на мышах показывают, что токсин MARTX в большей степени отвечает за бактериальную диссеминацию из кишечника, вызывая сепсис. [21] [22]
Железо : Рост V. vulnificus зависит от количества железа, доступного бактериям. [23] [24] [25] [26] Наблюдаемая связь инфекции с заболеванием печени (связанная с повышенным содержанием сывороточного железа) может быть обусловлена способностью более вирулентных штаммов захватывать железо, связанное с трансферрином . [17]
Тип IV пилуса : V. vulnificus имеет гены, которые кодируют биосинтез пилуса типа IV. Эти гены были расположены на большой хромосоме и могут помочь V. vulnificus прилипать к клеткам хозяина и иметь подвижность. [9]
Уровень смертности при раневых инфекциях Vibrio vulnificus составляет около 25%. У людей, у которых инфекция ухудшается до сепсиса, как правило, после приема пищи, уровень смертности возрастает до 50%. Большинство из этих людей умирают в течение первых 48 часов после заражения. Оптимальное лечение неизвестно, но в одном ретроспективном исследовании 93 человек на Тайване использование цефалоспорина третьего поколения и тетрациклина (например, цефтриаксона и доксициклина соответственно) было связано с улучшением результата. [27] Для подтверждения этого вывода необходимы перспективные клинические испытания, но данные in vitro подтверждают предположение о том, что эта комбинация является синергической против V. vulnificus . Аналогичным образом Американская медицинская ассоциация и Центры по контролю и профилактике заболеваний (CDC) рекомендуют лечить человека хинолоном или внутривенным доксициклином с цефтазидимом . Первое успешное задокументированное лечение молниеносного сепсиса , вызванного V. vulnificus, было в 1995 году. Лечение проводилось с помощью цефтазидима и внутривенного (IV) ципрофлоксацина и внутривенного доксициклина, что оказалось успешным. Профилактика вторичных инфекций от дыхательной недостаточности и острой почечной недостаточности имеет решающее значение. Ключом к диагностике и лечению стали раннее распознавание булл у иммунокомпрометированного человека с циррозом печени и употреблением устриц в течение предыдущих 48 часов, а также запрос врача на окрашивание по Граму STAT и посев крови на V. vulnificus . [28] Может потребоваться ампутация конечностей. [29] Vibrio vulnificus часто вызывает большие, обезображивающие язвы , которые требуют обширной хирургической обработки или даже ампутации. [ необходима цитата ]
Vibrio vulnificus является наиболее распространенной причиной смерти из-за морепродуктов в Соединенных Штатах, вызывая более 95% смертей, которые, как известно, произошли из-за употребления морепродуктов. Если лечение тетрациклином или другими цефалоспориновыми антибиотиками начинается при появлении симптомов и проводится полный курс, пациенты, как правило, не испытывают долгосрочных последствий. [30]
Худший прогноз у людей, поступивших в больницу в состоянии шока . Общая смертность среди пролеченных людей (при приеме внутрь и ранениях) составляет около 33%. [27]
Особенно уязвимы люди с заболеваниями печени (особенно циррозом и гепатитом ) или иммунодефицитными состояниями (некоторые виды рака , подавление костного мозга, ВИЧ , диабет и т. д.). В этих случаях V. vulnificus обычно попадает в кровоток, где может вызвать лихорадку и озноб, септический шок (с резким снижением артериального давления) и волдыри на коже. [31] Около половины тех, кто заражается кровяными инфекциями, умирают.
Потребление зараженных сырых устриц у людей с хроническим заболеванием печени вызывает первичный сепсис с уровнем смертности более 50%. Воздействие зараженной морской воды на раны или работа с зараженными морепродуктами вызывает инфекции с уровнем смертности около 25%. [9] [32] [33]
Инфекции Vibrio vulnificus также непропорционально поражают мужчин; 85% тех, у кого развивается эндотоксический шок от бактерий, являются мужчинами. Женщины, перенесшие овариэктомию, испытывали повышенные показатели смертности, поскольку экспериментально было показано, что эстроген оказывает защитное действие против V. vulnificus . [34]
Vibrio vulnificus обычно встречается в Мексиканском заливе , где с 1990 года от этой инфекции умерло более дюжины человек. [35] Большинство смертей в то время произошло из-за молниеносного сепсиса, либо в районе сбора и употребления устриц, либо среди туристов, возвращающихся домой. Отсутствие распознавания болезни, а также факторов риска, проявления и причины были и остаются основными препятствиями для хорошего исхода и выздоровления. [ необходима цитата ]
Повышение сезонных температур и снижение уровня солености , по-видимому, способствуют большей концентрации Vibrio в моллюсках-фильтраторах побережья Атлантического океана США и Мексиканского залива, особенно в устрицах ( Crassostrea virginica ). Ученые часто демонстрировали присутствие V. vulnificus в кишечнике устриц и других моллюсков, а также в кишечнике рыб, обитающих на устричных рифах. Подавляющее большинство людей, у которых развивается сепсис из-за V. vulnificus, заболели после того, как съели сырые устрицы; большинство этих случаев были мужчинами. [36]
По данным CDC, количество случаев заражения V. vulnificus в восточной части США увеличилось в восемь раз с 1988 по 2018 год, а граница распространения этих инфекций ежегодно смещалась на 48 км к северу. В июле–августе 2023 года в Коннектикуте, Нью-Йорке и Северной Каролине были зарегистрированы тяжелые и смертельные случаи заражения V. vulnificus. [37]
Хотя лечение V. vulnificus может быть таким же простым, как быстрый выбор подходящих антибиотиков, были случаи, когда гены мутировали, что делало антибиотики неэффективными. В поисках ответа на эту проблему исследователи обнаружили, что один из способов остановить распространение инфекции — снова мутировать бактерии. Эта мутация происходит на жгутике бактерий. При инъекции flgC и flgE (два гена в жгутиках, которые вызывают мутацию) жгутик больше не функционирует должным образом. Когда бактерия не может нормально двигаться, она больше не может распространять токсины по организму, тем самым снижая системное воздействие V. vulnificus на организм. [38]
Патоген был впервые выделен в 1976 году из серии образцов культуры крови, представленных в CDC в Атланте . [6] Он был описан как «лактозоположительный вибрион». [6] Первоначально ему было дано название Beneckea vulnifica , [1] а затем, наконец, название Vibrio vulnificus было дано Дж. Дж. Фармером в 1979 году . [2]
В 2005 году сотрудники здравоохранения четко определили штаммы инфекций V. vulnificus среди эвакуированных из Нового Орлеана из-за наводнения, вызванного ураганом Катрина. [39]
В 2015 году во Флориде было зарегистрировано восемь случаев заражения V. vulnificus , два из которых закончились смертью. [40]
В 2022 году после урагана «Иэн» в округе Ли, штат Флорида , наблюдался резкий рост числа случаев заражения и смерти от V. vulnificus . К 18 октября 2022 года с момента выхода урагана на сушу в конце сентября было зарегистрировано четыре смерти и 29 случаев заболевания. [41] [42]
В 2023 году сообщалось, что 40-летняя женщина из Калифорнии была инфицирована Vibrio vulnificus после употребления в пищу недоваренной рыбы ( тилапии ). Ей ампутировали четыре конечности, чтобы спасти жизнь. [43] Однако после дальнейшего расследования местные должностные лица общественного здравоохранения не сообщили никаких доказательств заражения V. vulnificus в ее случае. [44]
{{cite web}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )