Leptospira noguchii
| Leptospira noguchii | |
|---|---|
| Klasyfikacja naukowa | |
| Domena: | Bakteria |
| Gromada: | Spirochaetota |
| Klasa: | Spirochaecja |
| Zamówienie: | Leptospirale |
| Rodzina: | Leptospiraceae |
| Rodzaj: | Leptospira |
| Gatunek: |
L. noguchii
|
| Nazwa dwumianowa | |
|
Leptospira noguchii Yasuda i in., 1987
|
|
Leptospira noguchii to Gram-ujemny , patogenny organizm nazwany na cześć japońskiego bakteriologa, dr Hideyo Noguchiego , który nazwał rodzaj Leptospira . L. noguchii słynie z wywoływania choroby gorączkowej w Fort Bragg w Karolinie Północnej podczas II wojny światowej . Każdego lata od 1942 do 1944 udokumentowano 40 przypadków tej gorączki; jednakże odnotowano 0 zgonów z powodu tej epidemii. W przeciwieństwie do innych szczepów Leptospira , które powodują leptospirozę , L. noguchii charakteryzuje się wysypką przed piszczelową na ofierze. Jego specyficzny epitet rozpoznaje Hideyo Noguchi .
Tło
Odkrycie
Leptospira noguchii została pierwotnie wyhodowana w 1907 roku, ale uważano ją za Spirochaeta interrogans ze względu na kształt znaku zapytania na komórce. Jednak po dalszych badaniach nad 16s rRNA Yasuda et al. był w stanie sklasyfikować ten organizm jako Leptospira noguchii.
Filogeneza
Pierwotnie istniały tylko dwie klasyfikacje gatunków Leptospira. Zostały one sklasyfikowane jako Leptospira interrogans , gatunek patogenny i Leptospira biflexa , gatunek niepatogenny. Jednak w 1989 roku odkryto, że istnieje 21 różnych gatunków Leptospira . W obrębie tych 21 gatunków rozpoznano Leptospira noguchii . Jednak koniugacja jest bardzo powszechna wśród materiałów genetycznych, co utrudnia rozróżnienie poszczególnych gatunków.
Ekologia
Leptospira noguchii może rosnąć w stojącej wodzie i wiadomo, że optymalnie rośnie w temperaturze od 28 °C do 30 °C przy pH między 7,2 a 7,6. Wiadomo również, że L. noguchii ma pokrewieństwo pasożytnicze i rośnie w nerkach żywiciela . Można go wyizolować z moczu , krwi i płynu mózgowo-rdzeniowego .
Charakterystyka
Leptospira noguchii to Gram-ujemna bakteria w kształcie krętka , której rozmiary zazwyczaj wahają się od 0,1 μm na 6 μm do 0,1 μm do 20 μm. Leptospira noguchii również nie zawiera glikolipidów w swoim peptydoglikanie i zawiera kwas diaminopimelinowy . L. noguchii jest organizmem ruchliwym, ponieważ posiada wici amfitryczne na przeciwległych końcach. Organizmy Leptospira można hodować w podłożu Ellinghausen-McCullough-Johnson-Harris w temperaturze 30°C. Z powodu Leptospiry morfologii, naukowcy zazwyczaj używają mikroskopii ciemnego pola , w przeciwieństwie do mikroskopii jasnego pola, ponieważ wici amfitryczne wytwarzają szybkie ruchy wzdłuż mikroskopu , które są trudne do zauważenia w mikroskopie jasnego pola.
Metabolizm
Leptospira noguchii jest organizmem chemoorganotroficznym . Metabolizm L. noguchii jest niezwykły ze względu na to, że głównym źródłem energii i węgla jest beta-oksydacja długołańcuchowych kwasów tłuszczowych . Ciekawostką dotyczącą Leptospira noguchii jest to, że ma zdolność przetwarzania glukozy ; nie jest to jednak jego preferowany sposób pozyskiwania energii, chociaż zawiera niezbędne enzymy wykonać ten proces. Organizm ten jest również w stanie wykorzystywać oddechowy łańcuch transportu elektronów, ponieważ jest organizmem tlenowym , który może również przetrwać w środowiskach mikroaerofilnych . Charakterystyka bycia tlenowym pozwala temu organizmowi na przeprowadzanie fosforylacji oksydacyjnej w celu wytworzenia ATP na energię.
Genomika
Leptospira noguchii ma niską zawartość GC wynoszącą 35,63%, podczas gdy wielkość genomu wynosi 4,76 Mbp. Sekwencjonowanie genomu przeprowadzono przy użyciu BASys , który jest bakteryjnym systemem adnotacji. W genomie L. noguchii zidentyfikowano łącznie 4535 sekwencji kodujących .
Epidemia w Fort Bragg w Północnej Karolinie
Latem 1942 roku w Fort Bragg w Karolinie Północnej wybuchła epidemia choroby, która objawiała się złym samopoczuciem , ogólnymi bólami, bólami głowy i bólami po oczodołach . Z podobnymi objawami zgłosiło się 40 pacjentów. Po uzyskaniu informacji o ich ostatnich działaniach, lokalizacji i koszarach większość pacjentów powiedziała, że ostatnio pływali w jeziorach w pobliżu kompleksu wojskowego Fort Bragg. U około 95% pacjentów wystąpiło powiększenie śledziony we wczesnych stadiach, a następnie czwartego dnia u większości pacjentów pojawiła się wysypka przed piszczelami. Podczas gdy pacjenci wracali do zdrowia, lekarze opiekujący się żołnierzem byli zaskoczeni patogenem po diagnostyce różnicowej. Lekarze zwrócili się do generała chirurga, który został poproszony przez armię amerykańską o wysłanie innych do pomocy w badaniu niezidentyfikowanego patogenu.
Dr Norman H. Topping, mjr Cornelius B. Phillips i dr John R. Paul zostali wysłani w celu zbadania patogenu. Doszli do wniosku, że patogen był przenoszony przez wodę i nie był przenoszony przez żaden owad . W 1944 r. kapitan Hugh Tatlock ostatecznie zakończył przeniesienie patogenu na ssaka , co spowodowało, że doszli do wniosku, że patogen można przenosić tylko między ssakami. W 1945 r. kapitanowi Tatlockowi w końcu przyszło do głowy, że sklasyfikował patogen jako wirusa . Później, w 1951 r., kiedy stała się dostępna technologia niezbędna do przeprowadzenia aglutynacji testów krzyżowych i testów aglutynacji krzyżowej stwierdzili, że był to gatunek z rodzaju Leptospira . W tamtym czasie uważano, że patogen nazywał się Leptospira Autumnalis , ale po dalszych badaniach całego genomu został później przeklasyfikowany jako serowar Leptospira noguchii . Ta leptospiroza stała się znana jako „ gorączka Fort Bragg ”.
Izolacja głównych szczepów patogennych
| Napięcie | Serowar | Odizolowany od |
|---|---|---|
| Hak | australijski | Psi |
| Fort Bragg | jesienny | Homo sapiens |
| Bonito | jesienny | Homo sapiens |
| Cascata | Bataviae | Homo sapiens |
Szczep Bonito
Szczep Bonito L. noguchii został wyizolowany od 34-letniego mężczyzny w Brazylii, który cierpiał na leptospirozę. Podejrzewa się, że mężczyzna zaraził się tą chorobą poprzez interakcje ze szczurami, psami i innymi zwierzętami hodowlanymi. Mężczyzna został zabrany do szpitala Santa Casa de Misericórdia, Pelotas, a jego wyniki laboratoryjne wykazały podwyższony poziom bilirubiny . Szczep ten udało się wyizolować z posiewu krwi w szpitalu.
Szczep Cascata
Szczep ten został początkowo uzyskany od 16-letniego chłopca w Brazylii poprzez posiew krwi. Ten pacjent zgłosił również przebywanie w pobliżu szczurów i psów; jednak nie był hospitalizowany z powodu swojej choroby.
Odkształcenie haka
Szczep ten został wyizolowany z psa znalezionego w Brazylii, który wydawał się cierpieć na anoreksję . Pies zmarł z powodu tego szczepu L. noguchii , a obecne objawy były nieco inne niż w przypadku zarażenia ludzi. Pies miał dezorientację , biegunkę, wymioty, anoreksję i letarg . Szczep Hook został wyizolowany z tkanki nerki, ponieważ jest to miejsce, w którym L. noguchii zwykle przebywa w gospodarzu.
Patogeneza
Leptospira noguchii to kolejna patogenna bakteria, która powoduje leptospirozę . Leptospiroza może być przenoszona na wiele sposobów. Leptospiroza może przenosić się ze zwierząt na ludzi ( choroba odzwierzęca ), ludzi na ludzi lub zwierząt na zwierzęta poprzez spożycie zanieczyszczonych płynów ustrojowych, takich jak mocz i krew. Choroba normalnie wchłania się przez błony śluzowe innego zwierzęcia lub człowieka i jest wydalana z organizmu z moczem. Zakażona osoba może być bezobjawowa lub mieć bardzo poważne objawy. W poważnych przypadkach nerki lub u ludzi wystąpiła niewydolność wątroby , aseptyczne zapalenie opon mózgowych i śmiertelne krwotoki płucne .
Wejście
Wnikając przez błony śluzowe lub otarcia na skórze, przemieszcza się w krwioobiegu do przewodów nerkowych , gdzie pozostaje i wchodzi w okres inkubacji . Unikalną adaptacją Leptospira noguchii jest to, że może ona wykonać ruch translacyjny w gęstych płynach, dając jej zdolność penetracji głębokich tkanek.
Załącznik
Leptospira noguchii przyłącza się do dróg moczowych poprzez zastosowanie białek podobnych do immunoglobulin LigA i LigB , białek podobnych do endostatyny oraz białka błonowego LipL32.
Czynniki wirulencji
Patogenne Leptospira spp. ma cechy zarówno Gram-dodatniego, jak i Gram-ujemnego patogenu. Cechą patogenu Gram-ujemnego jest obecność lipopolisacharydów (LPS), ale bliskość błony cytoplazmatycznej do ściany komórkowej wykazuje bardziej cechę Gram-dodatnią. Uważa się również, że czynniki wirulencji na wici patogennych leptospirów są zaangażowane w ogólną infekcję . Leptospira noguchii w szczególności tworzy średnią dawkę śmiertelną (LD 50 ) wynoszącą od trzech do 100 leptospir. L. noguchii wykorzystuje również białko Lsa24, aby uniknąć układu odpornościowego gospodarza i środków przeciwbakteryjnych poprzez wiązanie się z czynnikiem H. Chociaż najważniejszy czynnik wirulencji nie został jeszcze zidentyfikowany, niektóre inne białka, które są uważane za czynniki przyczyniające się do głównej wirulencji, to hemolizyny , a dokładniej fosfolipaza C , białka podobne do sfingomylinazy i białka tworzące pory .
Objawy
Choroba zwykle zaczyna się od gorączki, a następnie prowadzi do innych objawów.
Objawy u ludzi obejmują: wysoką gorączkę (102 ° F-104 ° F), ból głowy, dreszcze, bóle mięśni, wymioty, żółtaczkę, zapalenie spojówek , ból brzucha, biegunkę i wysypkę przed piszczelową. Niektóre powikłania to zespół Weila , który jest wielonarządowym powikłaniem powodującym żółtaczkę, zapalenie opon mózgowych , krwotok płucny , dysfunkcję wątroby i nerek oraz zapaść sercowo-naczyniową .
Leczenie
Leptospira noguchii jest bardzo wrażliwa na dużą liczbę antybiotyków . Powszechnie stosowane antybiotyki to: beta-laktamy ( penicylina , ampicylina i amoksycylina ), ryfampicyna , tetracyklina , doksycyklina , cefalosporyny , aminoglikozydy , makrolidy ( erytromycyna i azytromycyna ) i fluorochinolony .