Бледная трепонема - Treponema pallidum

Бледная трепонема
Treponema pallidum.jpg
Научная классификация редактировать
Домен:Бактерии
Тип:Спирохеты
Порядок:Спирохеталес
Семья:Спирохетовые
Род:Трепонема
Виды:
Т. паллидум
Биномиальное имя
Бледная трепонема

Бледная трепонема это спирохета бактерия с различными подвидами, вызывающими заболевания сифилис, Bejel, и фрамбезия. Передается только среди людей.[1] Это спирально свернутый микроорганизм, как правило, длиной 6–15 мкм и шириной 0,1–0,2 мкм.[2] Т. паллидумотсутствие метаболических путей (цикл трикарбоновых кислот, окислительного фосфорилирования ) приводит к минимальной метаболической активности.[3] Трепонемы имеют цитоплазматическую и внешнюю мембраны. С помощью световая микроскопия, трепонемы видны только при использовании освещение темного поля. Бледная трепонема состоит из 3-х подвидов, Т. П. pallidum, T. p. эндемикум, иТ. П. pertenue, с каждым из этих подвидов связано определенное заболевание.[4]

Подвиды

Три подвид из Т. паллидум известны:[5]

  • Treponema pallidum pallidum, вызывающий сифилис
  • Т. П. эндемикум, который вызывает беджель или эндемический сифилис
  • Т. П. право, что вызывает фрамбезию

Три подвида, вызывающие фрамбезия, Bejel, и сифилис находятся морфологически и серологически неразличимы.[2] Эти бактерии изначально были классифицированы как представители разных видов, но анализ гибридизации ДНК показывает, что они принадлежат к одному виду. Treponema carateum, вызывающая пинту, остается отдельным видом, потому что изолят не доступен для анализа ДНК.[6] Подвиды Т. П. эндемикум и Т. П. pertenue, Передача болезни считается невенерической.[7] Т. П. паллидум является наиболее инвазивным патогенным подвидом, в то время как Т. П. каратэ наименее инвазивный из подвидов. Т. П. эндемикум и Т. П. право являются промежуточно инвазивными.[8]

Микробиология

Ультраструктура

Бледная трепонема представляет собой бактерии спиральной формы, состоящие из внешней мембраны, пептидогликанового слоя, внутренней мембраны, протоплазматического цилиндра и периплазматического пространства.[нужна цитата ] Его часто описывают как Грамотрицательный, но на его внешней мембране отсутствует липополисахарид, который находится в наружной мембране других грамотрицательных бактерий.[9] Он имеет эндофлагеллы (периплазматические жгутики), состоящие из четырех основных полипептидов, центральной структуры и оболочки.[нужна цитата ] Жгутики расположены в периплазматическом пространстве и обвивают протоплазматический цилиндр. Т. паллидумвнешняя мембрана имеет наибольший контакт с клетками-хозяевами и содержит мало трансмембранных белков, что ограничивает антигенность в то время как его цитоплазматическая мембрана покрыта липопротеинами.[3][10] Основная функция трепонемных лигандов внешней мембраны - прикрепление к клеткам-хозяевам с функциональным и антигенным родством между лигандами.[11] Род Трепонема имеет ленты цитоскелетных цитоплазматических филаментов, которые проходят по длине клетки прямо под цитоплазматической мембраной. Они состоят из промежуточная нить -подобный белок CfpA (белок А цитоплазматического филамента). Хотя филаменты могут участвовать в структуре хромосом и сегрегации или делении клеток, их точная функция неизвестна.[12][10]

Культура

Успешное многолетнее выращивание Т. паллидум подвид паллидум в системе культуры ткани было зарегистрировано в 2018 году.[13]

Геном

Хромосомы Т. паллидум подвиды небольшие, около 1,14 Мбит / с. Их последовательности ДНК идентичны более чем на 99,7%.[14] Т. паллидум подвид паллидум была секвенирована в 1998 году.[15] Эта последовательность важна из-за Т. паллидум неспособность расти в чистой культуре, а это означает, что это секвенирование сыграло важную роль в понимании функций микроба. Выяснилось, что Т. паллидум полагается на своего хозяина для многих молекул, обеспечиваемых путями биосинтеза, а также у него отсутствуют гены, ответственные за кодирование ключевых ферментов окислительного фосфорилирования и цикла трикарбоновых кислот. Выяснилось, что это связано с 5% Т. паллидумГены кодируют транспортные гены.[16] Недавнее секвенирование геномов нескольких спирохет позволяет провести тщательный анализ сходства и различий внутри этого бактериального типа и внутри вида.[17][18][19] Т. П. паллидум имеет один из самых маленьких бактериальных геномов на 1,14 миллиона пар оснований и имеет ограниченные метаболические возможности, что отражает его адаптацию через сокращение генома к богатой среде ткани млекопитающих. Форма Т. паллидум плоский и волнистый.[20] Чтобы избежать атаки антител, клетка имеет немного белков, находящихся на внешней оболочке мембраны.[21] Его хромосома, состоящая из 1000 килограмм пар оснований, является круговой со средним показателем G + C 52,8%.[22] Секвенирование выявило связку из 12 белков, и некоторые предполагаемые гемолизины являются потенциальными факторами вирулентности T. pallidum.[23] 92,9% ДНК были определены как ORF 's, 55% из которых предсказывали биологические функции.[3]

Клиническое значение

Клинические признаки сифилиса, фрамбезии и беджеля проявляются в несколько стадий и влияют на кожу. Поражения кожи, наблюдаемые на ранней стадии, сохраняются в течение недель или месяцев. Поражения кожи очень заразны, и спирохеты в них передаются при прямом контакте. Поражения регрессируют по мере развития иммунного ответа против Т. паллидум. Возникающая в результате скрытая стадия во многих случаях длится всю жизнь. В меньшинстве случаев заболевание выходит из латентного периода и переходит в третичную фазу, в которой возникают деструктивные поражения кожи, костей и хрящей. В отличие от фрамбезии и фрамбезии, сифилис в третичной стадии часто поражает также сердце, глаза и нервную систему.[6]

Сифилис

Основная статья: Сифилис

Т. П. паллидум подвижная спирохета, которая обычно приобретается близким половой контакт, проникая в хозяин через бреши в плоскоклеточном или столбчатом эпителий. Организм также может передаваться плоду через трансплацентарный переход на поздних сроках беременности, приводящий к врожденному сифилису. Винтовая структура Т. П. паллидум позволяет ему перемещаться штопорным движением через слизистые оболочки или проникать в крошечные разрывы на коже. У женщин первичное поражение обычно находится на половых губах, стенках влагалища или шейке матки; у мужчин он находится на стержне или головке полового члена.[2] Он получает доступ к крови и лимфатической системе хозяина через ткани и слизистые оболочки. В более тяжелых случаях он может получить доступ к хозяину, заразив кости скелета и центральную нервную систему тела.[2]

Инкубационный период у Т. П. паллидум заражение обычно длится около 21 дня, но может колебаться от 10 до 90 дней.[24]

Лабораторная идентификация

Микрофотография показывая Т. паллидум (черный и тонкий) - Пятно Дитерле

Т. паллидум был впервые обнаружен под микроскопом в сифилитических каналах Фриц Шаудинн и Эрих Хоффманн на Шарите в Берлине в 1905 году.[25] Эту бактерию можно обнаружить с помощью специальных пятен, таких как Пятно Дитерле. Т. паллидум также обнаруживается серология, в том числе нетрепонемный VDRL, быстрый плазменный реагин, тесты на трепонемные антитела (FTA-ABS ), Т. паллидум иммобилизационная реакция, и тест на сифилис TPHA.[26]

лечение

В начале 1940-х годов модели кроликов в сочетании с препаратом пенициллин допускается длительное медикаментозное лечение. Эти эксперименты создают основу, которую современные ученые используют для лечения сифилиса. Пенициллин может подавлять Т. паллидум через 6–8 часов, хотя клетки все еще остаются в лимфатических узлах и регенерируют. Хотя пенициллин - не единственный препарат, который можно использовать для подавления Т. паллидум, также было обнаружено, что любой β-лактам антибиотики или макролиды также можно использовать.[27] В Т. паллидум штамм 14 приобрел устойчивость к некоторым макролидам, включая эритромицин и азитромицин. Устойчивость к макролидам в Т. Паллидум Считается, что штамм 14 является производным от одноточечной мутации, которая повысила жизнеспособность организма.[28] Многие методы лечения сифилиса приводят только к бактериостатический результаты, если не используются более высокие концентрации пенициллина для бактерицидный эффекты.[27][28] Пенициллин в целом является наиболее рекомендуемым антибиотиком CDC, поскольку он показывает лучшие результаты при длительном применении, он может подавлять и даже убивать Т. Паллидум от низких до высоких доз, причем каждое увеличение концентрации более эффективно.[28]

Вакцина

Нет вакцина на сифилис доступен с 2017 года. Наружная мембрана Т. паллидум имеет слишком мало поверхностных белков для антитело чтобы быть эффективной. Усилия по разработке безопасной и эффективной вакцины от сифилиса сдерживались неопределенностью относительно относительной важности гуморальных и клеточных механизмов для защитного иммунитета.[29] и потому что Т. паллидум белки внешней мембраны однозначно не идентифицированы.[30][31] Напротив, некоторые из известных антигенов являются внутриклеточными, и антитела неэффективны против них для устранения инфекции.[32][33][34]

использованная литература

  1. ^ Радольф, Джастин Д. (1996). «Трепонема». Глава 36.. ncbi.nlm.nih.gov. Медицинский филиал Техасского университета в Галвестоне. ISBN  9780963117212. Получено 13 февраля 2019.
  2. ^ а б c d Радольф Дж. Д. (1996). «Трепонема». В Бароне S (ред.). Медицинская микробиология (4-е изд.). Галвестон (Техас): Медицинский филиал Техасского университета в Галвестоне. ISBN  978-0963117212. PMID  21413263.
  3. ^ а б c Норрис, Кокс, Вайнсток, Стивен Дж., Дэвид Л., Джордж М. (2001). «Биология Treponema pallidum: корреляция функциональной активности с данными о последовательности генома» (PDF). JMMB Обзор. 3 (1): 37–62. PMID  11200228 - через https://www.caister.com/backlist/jmmb/v/v3/v3n1/03.pdf.CS1 maint: несколько имен: список авторов (ссылка на сайт)
  4. ^ Центурион-Лара, Артуро; Молини, Барбара Дж .; Годорн, Чарми; Солнце, Эйлин; Хевнер, Карин; Вурхис, Уэсли К. Ван; Люкхарт, Шейла А. (1 сентября 2006 г.). «Молекулярная дифференциация подвидов Treponema pallidum». Журнал клинической микробиологии. 44 (9): 3377–3380. Дои:10.1128 / JCM.00784-06. ISSN  0095-1137. ЧВК  1594706. PMID  16954278.
  5. ^ Маркс М., Соломон А.В., Мабей, округ Колумбия (октябрь 2014 г.). «Эндемические трепонемные болезни». Труды Королевского общества тропической медицины и гигиены. 108 (10): 601–7. Дои:10.1093 / trstmh / tru128. ЧВК  4162659. PMID  25157125.
  6. ^ а б Джакани Л., Люкхарт С.А. (январь 2014 г.). «Эндемические трепонематозы». Обзоры клинической микробиологии. 27 (1): 89–115. Дои:10.1128 / CMR.00070-13. ЧВК  3910905. PMID  24396138.
  7. ^ «Другие инфекции Treponema pallidum | Здоровье иммигрантов и беженцев | CDC». www.cdc.gov. 26 февраля 2019 г.. Получено 12 ноября 2019.
  8. ^ Радольф, Джастин Д. (1996), Барон, Самуэль (ред.), «Трепонема», Медицинская микробиология (4-е изд.), Медицинский филиал Техасского университета в Галвестоне, ISBN  9780963117212, PMID  21413263, получено 12 ноября 2019
  9. ^ Peeling RW, Mabey D, Kamb ML, Chen XS, Radolf JD, Benzaken AS (октябрь 2017 г.). «Сифилис». Обзоры природы. Праймеры для болезней. 3: 17073. Дои:10.1038 / nrdp.2017.73. ЧВК  5809176. PMID  29022569.
  10. ^ а б Лю Дж., Хауэлл Дж. К., Брэдли С. Д., Чжэн Ю., Чжоу Ч., Норрис С. Дж. (Ноябрь 2010 г.). «Клеточная архитектура Treponema pallidum: новый жгутик, периплазматический конус и клеточная оболочка, выявленные с помощью криоэлектронной томографии». Журнал молекулярной биологии. 403 (4): 546–61. Дои:10.1016 / j.jmb.2010.09.020. ЧВК  2957517. PMID  20850455.
  11. ^ Alderete, John F .; Бейсмен, Джоэл Б. (1 декабря 1980 г.). «Характеристика поверхности вирулентной Treponema pallidum». Инфекция и иммунитет. 30 (3): 814–823. ISSN  0019-9567. ЧВК  551388. PMID  7014451.
  12. ^ Изард Дж (2006). «Цитоскелетная цитоплазматическая филаментная лента Treponema: член семейства промежуточных филаментных белков». Журнал молекулярной микробиологии и биотехнологии. 11 (3–5): 159–66. Дои:10.1159/000094052. PMID  16983193. S2CID  40913042.
  13. ^ Эдмондсон Д.Г., Ху Б., Норрис С.Дж. (июнь 2018 г.). «Долгосрочная культура in vitro сифилисной спирохеты Treponema pallidum subsp. Pallidum». мБио. 9 (3). Дои:10,1128 / мБио.01153-18. ЧВК  6020297. PMID  29946052.
  14. ^ Шмайс Д., Струхал М., Кнауф С (июль 2018 г.). «Генетика некультивируемых трепонемных патогенов человека и животных». Инфекция, генетика и эволюция. 61: 92–107. Дои:10.1016 / j.meegid.2018.03.015. PMID  29578082.
  15. ^ Фрейзер С.М., Норрис С.Дж., Вайншток Г.М., Уайт О., Саттон Г.Г., Додсон Р. и др. (Июль 1998 г.). «Полная последовательность генома Treponema pallidum, спирохеты сифилиса». Наука. 281 (5375): 375–88. Bibcode:1998Sci ... 281..375F. Дои:10.1126 / science.281.5375.375. PMID  9665876. S2CID  8641048.
  16. ^ Уилли, Джоан М. (2020). Микробиология Прескотта, одиннадцатое издание. 2 Penn Plaza, New York, NY 10121: McGraw-Hill Education. п. 436. ISBN  978-1-260-21188-7.CS1 maint: location (ссылка на сайт)
  17. ^ Зобаникова М., Миколка П., Цейкова Д., Поспишилова П., Чен Л., Струхал М., Цинь Х, Вайншток Г.М., Смайс Д. (октябрь 2012 г.). «Полная последовательность генома штамма Treponema pallidum DAL-1». Стандарты геномных наук. 7 (1): 12–21. Дои:10.4056 / sigs.2615838. ЧВК  3570794. PMID  23449808.
  18. ^ Тонг М.Л., Чжао Ц., Лю Л.Л., Чжу XZ, Гао К., Чжан Х.Л., Линь Л.Р., Ню Дж.Дж., Цзи З.Л., Ян Т.С. (2017). «Последовательность полного генома штамма Treponema pallidum subsp. Pallidum Amoy: азиатский изолят, очень похожий на SS14». PLOS ONE. 12 (8): e0182768. Bibcode:2017PLoSO..1282768T. Дои:10.1371 / journal.pone.0182768. ЧВК  5546693. PMID  28787460.
  19. ^ Seshadri R, Myers GS, Tettelin H, Eisen JA, Heidelberg JF, Dodson RJ, et al. (Апрель 2004 г.). «Сравнение генома орального возбудителя Treponema denticola с геномами других спирохет». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 101 (15): 5646–51. Bibcode:2004ПНАС..101.5646С. Дои:10.1073 / pnas.0307639101. ЧВК  397461. PMID  15064399.
  20. ^ Кларк Д.П., Данлэп П.В., Мэдиган Дж. Т., Мартинко Дж. М. (2009). Биология микроорганизмов Брока. Сан-Франциско: Пирсон. п. 79.
  21. ^ Уилли, Джоан М. (2020). Микробиология Прескотта (11-е изд.). 2 Penn Plaza, New York, NY 10121: McGraw-Hill Education. п. 499. ISBN  978-1-260-21188-7.CS1 maint: location (ссылка на сайт)
  22. ^ Фрейзер, Клэр М .; Норрис, Стивен Дж .; Weinstock, George M .; Белый, Оуэн; Sutton, Granger G .; Додсон, Роберт; Гвинн, Мишель; Хики, Эрин К .; Клейтон, Ребекка; Ketchum, Karen A .; Содергрен, Эрика (17 июля 1998 г.). «Полная последовательность генома Treponema pallidum, сифилисной спирохеты». Наука. 281 (5375): 375–388. Bibcode:1998Sci ... 281..375F. Дои:10.1126 / science.281.5375.375. ISSN  0036-8075. PMID  9665876. S2CID  8641048.
  23. ^ Weinstock, George M .; Hardham, John M .; Маклеод, Майкл П .; Содергрен, Эрика Дж .; Норрис, Стивен Дж. (1 октября 1998 г.). «Геном Treponema pallidum: новый взгляд на возбудителя сифилиса». Обзор микробиологии FEMS. 22 (4): 323–332. Дои:10.1111 / j.1574-6976.1998.tb00373.x. ISSN  0168-6445. PMID  9862125.
  24. ^ «Факты о ЗППП - сифилис (подробный)». Центры по контролю за заболеваниями (CDC). Получено 19 апреля 2017.
  25. ^ Schaudinn FR, Hoffmann E (1905). "Vorläufiger Bericht über das Vorkommen von Spirochaeten in syphilitischen Krankheitsprodukten und bei Papillomen" [Предварительный отчет о встречаемости спирохет в сифилитических шанкрах и папилломах]. Arbeiten aus dem Kaiserlichen Gesundheitsamte. 22: 527–534.
  26. ^ Фишер Б., Харви Р.П., Champe PC (2007). Иллюстрированные обзоры Липпинкотта: микробиология (серия иллюстрированных обзоров Липпинкотта). Хагерстаун, Мэриленд: Липпинкотт Уильямс и Уилкинс. ISBN  978-0-7817-8215-9.
  27. ^ а б Фэнтри, Лори Э; Трамонт, Эдмунд С. «Treponema Pallidum (Сифилис) - инфекционное заболевание и противомикробные средства». www.antimicrobe.org. Получено 12 ноября 2019.
  28. ^ а б c Штамм, Лола В. (1 февраля 2010 г.). «Глобальная проблема устойчивой к антибиотикам Treponema pallidum». Противомикробные препараты и химиотерапия. 54 (2): 583–589. Дои:10.1128 / AAC.01095-09. ISSN  0066-4804. ЧВК  2812177. PMID  19805553.
  29. ^ Епископ Н.Х., Миллер Дж. Н. (июль 1976 г.). «Гуморальный иммунитет при экспериментальном сифилисе. I. Демонстрация устойчивости при пассивной иммунизации». Журнал иммунологии. 117 (1): 191–6. PMID  778261.
  30. ^ Томсон Ф.Л., Конли П.Г., Норгард М.В., Хагман К.Э. (сентябрь 2007 г.). «Оценка воздействия на клеточную поверхность и вакциногенных потенциалов кандидатных белков внешней мембраны Treponema pallidum». Микробы и инфекции. 9 (11): 1267–75. Дои:10.1016 / j.micinf.2007.05.018. ЧВК  2112743. PMID  17890130.
  31. ^ Кэмерон CE, Lukehart SA (март 2014 г.). «Текущее состояние разработки вакцины от сифилиса: необходимость, проблемы, перспективы». Вакцина. 32 (14): 1602–9. Дои:10.1016 / j.vaccine.2013.09.053. ЧВК  3951677. PMID  24135571.
  32. ^ Пенн К.В., Бейли М.Дж., Кокейн А. (апрель 1985 г.). «Антиген аксиальных нитей Treponema pallidum». Иммунология. 54 (4): 635–41. ЧВК  1453562. PMID  3884491.
  33. ^ Норрис SJ (сентябрь 1993 г.). «Полипептиды Treponema pallidum: прогресс в понимании их структурной, функциональной и иммунологической роли. Исследовательская группа по полипептидам Treponema Pallidum». Микробиологические обзоры. 57 (3): 750–79. Дои:10.1128 / MMBR.57.3.750-779.1993. ЧВК  372934. PMID  8246847.
  34. ^ Изард Дж., Ренкен С., Се CE, Дерозье, округ Колумбия, Данхэм-Эмс, С., Ла Ваке, Гебхардт Л.Л., Лимбергер Р.Дж., Кокс Д.Л., Марко М., Радольф, Д.Д. (декабрь 2009 г.). «Криоэлектронная томография проясняет молекулярную архитектуру Treponema pallidum, спирохеты сифилиса». Журнал бактериологии. 191 (24): 7566–80. Дои:10.1128 / JB.01031-09. ЧВК  2786590. PMID  19820083.

дальнейшее чтение

внешние ссылки