Treponema pallidum - Treponema pallidum

Treponema pallidum
Treponema pallidum.jpg
Vědecká klasifikace Upravit
Doména:Bakterie
Kmen:Spirochety
Objednat:Spirochaetales
Rodina:Spirochaetaceae
Rod:Treponema
Druh:
T. pallidum
Binomické jméno
Treponema pallidum

Treponema pallidum je spirochaete bakterie s různými poddruhy, které způsobují onemocnění syfilis, bejel, a zatočí. Přenáší se pouze mezi lidmi.[1] Je to spirálovitě stočený mikroorganismus, obvykle 6–15 μm dlouhý a 0,1–0,2 μm široký.[2] T. pallidumnedostatek metabolických cest (cyklus trikarboxylové kyseliny, oxidační fosforylace ) vede k minimální metabolické aktivitě.[3] Treponémy mají cytoplazmatickou a vnější membránu. Použitím světelná mikroskopie, treponémy jsou viditelné pouze pomocí osvětlení tmavého pole. Treponema pallidum skládá se ze 3 poddruhů, T. p. pallidum, T. p. endemikum, aT. p. pertenue, každý z těchto poddruhů má s nimi spojenou odlišnou chorobu.[4]

Poddruh

Tři poddruh z T. pallidum jsou známy:[5]

  • Treponema pallidum pallidum, který způsobuje syfilis
  • T. p. endemikum, který způsobuje bejel nebo endemický syfilis
  • T. p. pertenue, což způsobuje zatáčení

Tyto tři poddruhy způsobují zatočí, bejel, a syfilis jsou morfologicky a sérologicky nerozeznatelný.[2] Tyto bakterie byly původně klasifikovány jako členové samostatných druhů, ale analýza hybridizace DNA naznačuje, že jsou členy stejného druhu. Treponema carateum, příčina pinty, zůstává samostatným druhem, protože pro analýzu DNA není k dispozici žádný izolát.[6] Poddruh T. p. endemikum a T. p. pertenue, propustnost nemoci je považována za nevenerickou.[7] T. p. pallidum je nejinvazivnější patogenní poddruh, zatímco T. p. karateum je nejméně invazivní z poddruhu. T. p. endemikum a T. p. pertenue jsou středně invazivní.[8]

Mikrobiologie

Ultrastruktura

Treponema pallidum je spirálovitě tvarovaná bakterie skládající se z vnější membrány, vrstvy peptidoglykanu, vnitřní membrány, protoplazmatického válce a periplazmatického prostoru.[Citace je zapotřebí ] To je často popisováno jako Gram negativní, ale jeho vnější membrána chybí lipopolysacharid, který se nachází ve vnější membráně jiných gramnegativních bakterií.[9] Má endoflagella (periplazmatické bičíky) skládající se ze čtyř hlavních polypeptidů, struktury jádra a pláště.[Citace je zapotřebí ] Bičíky jsou umístěny v periplazmatickém prostoru a obklopují protoplazmatický válec. T. pallidumVnější membrána má největší kontakt s hostitelskými buňkami a obsahuje několik transmembránových proteinů, což omezuje antigenicita zatímco jeho cytoplazmatická membrána je pokryta lipoproteiny.[3][10] Hlavní funkcí treponemálních ligandů vnější membrány je připojení k hostitelským buňkám s funkční a antigenní příbuzností mezi ligandy.[11] Rod Treponema má pásky cytoskeletálních cytoplazmatických vláken, které probíhají po délce buňky těsně pod cytoplazmatickou membránou. Skládají se z střední vlákno podobný proteinu CfpA (protein A z cytoplazmatického vlákna). I když mohou být vlákna zapojena do struktury a segregace chromozomů nebo buněčného dělení, jejich přesná funkce není známa.[12][10]

Kultura

Úspěšné dlouhodobé pěstování T. pallidum poddruh pallidum v systému tkáňových kultur bylo hlášeno v roce 2018.[13]

Genom

Chromozomy T. pallidum poddruh je malý, asi 1,14 Mbp. Jejich sekvence DNA jsou více než 99,7% identické.[14] T. pallidum poddruh pallidum byl sekvenován v roce 1998.[15] Toto řazení je významné kvůli T. pallidum není schopen růst v čisté kultuře, což znamená, že toto sekvenování hrálo důležitou roli v porozumění funkcím mikrobů. Odhalilo to T. pallidum spoléhá na svého hostitele pro mnoho molekul poskytovaných biosyntetickými cestami, stejně jako chybí geny odpovědné za kódování klíčových enzymů při oxidační fosforylaci a cyklu trikarboxylové kyseliny. Bylo zjištěno, že je to kvůli 5% T. pallidumgeny kódují transportní geny.[16] Nedávné sekvenování genomů několika spirochet umožňuje důkladnou analýzu podobností a rozdílů v rámci tohoto bakteriálního kmene a druhu.[17][18][19] T. p. pallidum má jeden z nejmenších bakteriálních genomů na 1,14 milionu párů bází a má omezené metabolické schopnosti, což odráží jeho adaptaci redukcí genomu na bohaté prostředí savčí tkáně. Tvar T. pallidum je plochá a zvlněná.[20] Aby se zabránilo útoku protilátek, má buňka na plášti vnější membrány vystaveno několik proteinů.[21] Jeho chromozom o hmotnosti asi 1000 kilogramů párů bází je kruhový s průměrem 52,8% G + C.[22] Sekvenování odhalilo svazek 12 proteinů a některé domnělé hemolysiny jsou potenciálními faktory virulence T. pallidum.[23] Bylo stanoveno 92,9% DNA ORF, 55% z nich předpovědělo biologické funkce.[3]

Klinický význam

Klinické příznaky syfilisu, zatáčení a bejelu se vyskytují v několika stadiích, které ovlivňují pokožku. Kožní léze pozorované v rané fázi trvají týdny nebo měsíce. Kožní léze jsou vysoce infekční a spirochety v lézích jsou přenášeny přímým kontaktem. Léze ustupují s vývojem imunitní odpovědi T. pallidum. Latentní fáze, která vede, vydrží v mnoha případech celý život. V menšině případů onemocnění opouští latenci a vstupuje do terciární fáze, ve které následují destruktivní léze kůže, kostí a chrupavek. Na rozdíl od zatáčení a bejelů syfilis ve svém terciárním stadiu často postihuje také srdce, oči a nervový systém.[6]

Syfilis

Hlavní článek: Syfilis

T. p. pallidum je pohyblivý spirochaete, který se obecně získává zblízka sexuální kontakt, vstupující do hostitele prostřednictvím porušení v dlaždicovém nebo sloupcovém tvaru epitel. Organismus může být také přenesen na plod pomocí transplacentární průchod v pozdějších stádiích těhotenství, což vede k vrozenému syfilisu. Spirálová struktura T. p. pallidum umožňuje pohyb vývrtky přes sliznice nebo vstup do nepatrných zlomů v kůži. U žen je počáteční léze obvykle na stydkých pyskech, stěnách pochvy nebo děložním čípku; u mužů je to na hřídeli nebo žaludu penisu.[2] Prostřednictvím tkáně a sliznic získává přístup do krevního a lymfatického systému hostitele. V závažnějších případech může získat přístup k hostiteli infikováním kosterních kostí a centrálního nervového systému těla.[2]

Inkubační doba pro a T. p. pallidum infekce je obvykle kolem 21 dnů, ale může se pohybovat od 10 do 90 dnů.[24]

Laboratorní identifikace

Mikrograf zobrazeno T. pallidum (černý a tenký) - Dieterleova skvrna

T. pallidum byl poprvé mikroskopicky identifikován v syfilitických kanálech pomocí Fritz Schaudinn a Erich Hoffmann na Charité v Berlíně v roce 1905.[25] Tuto bakterii lze detekovat speciálními skvrnami, například Dieterleova skvrna. T. pallidum je také detekována pomocí sérologie, počítaje v to nereflexní VDRL, rychlý plazmový reagin, testy na treponemální protilátky (FTA-ABS ), T. pallidum imobilizační reakce a test TPHA na syfilis.[26]

Léčba

Na počátku 40. let 20. století králičí modely v kombinaci s touto drogou penicilin povoleno pro dlouhodobou léčbu drogami. Tyto experimenty zakládají základy, které moderní vědci používají pro terapii syfilisem. Penicilin může inhibovat T. pallidum za 6–8 hodin však buňky stále zůstávají v lymfatických uzlinách a regenerují se. Ačkoli penicilin není jediným lékem, který lze použít k inhibici T. pallidum, bylo také zjištěno, že jakýkoli β-laktam antibiotika nebo makrolidy lze také použít.[27] The T. pallidum kmen 14 si vybudoval odolnost vůči některým makrolidům, včetně erythromycin a azithromycin. Odolnost vůči makrolidům v T. Pallidum Předpokládá se, že kmen 14 je odvozen z jednobodové mutace, která zvyšuje živost organismu.[28] Mnoho z léčby syfilisem vede pouze k bakteriostatický výsledky, pokud se nepoužívají vyšší koncentrace penicilinu baktericidní účinky.[27][28] Penicilin je celkově nejvíce doporučovaným antibiotikem CDC, protože vykazuje nejlepší výsledky při dlouhodobém užívání, může inhibovat a dokonce usmrcovat T. Pallidum při nízkých až vysokých dávkách, přičemž každé zvýšení koncentrace je účinnější.[28]

Vakcína

Ne vakcína pro syfilis je k dispozici od roku 2017. Vnější membrána z T. pallidum má příliš málo povrchových proteinů na protilátka být efektivní. Snahám o vývoj bezpečné a účinné vakcíny proti syfilisu brání nejistota ohledně relativního významu humorálních a buněčných mechanismů pro ochranu imunity,[29] a protože T. pallidum proteiny vnější membrány nebyly jednoznačně identifikovány.[30][31] Naproti tomu některé ze známých antigenů jsou intracelulární a protilátky jsou proti nim neúčinné při odstraňování infekce.[32][33][34]

Reference

  1. ^ Radolf, Justin D. (1996). "Treponema". Kapitola 36 Treponema. ncbi.nlm.nih.gov. Lékařská pobočka University of Texas v Galvestonu. ISBN  9780963117212. Citováno 13. února 2019.
  2. ^ A b C d Radolf JD (1996). "Treponema". V Baron S (ed.). Lékařská mikrobiologie (4. vydání). Galveston (TX): Lékařská pobočka University of Texas v Galvestonu. ISBN  978-0963117212. PMID  21413263.
  3. ^ A b C Norris, Cox, Weinstock, Steven J., David L., George M. (2001). „Biology of Treponema pallidum: Correlation of Functional Activities with Genome Sequence Data“ (PDF). Recenze JMMB. 3 (1): 37–62. PMID  11200228 - přes https://www.caister.com/backlist/jmmb/v/v3/v3n1/03.pdf.CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz)
  4. ^ Centurion-Lara, Arturo; Molini, Barbara J .; Godornes, Charmie; Slunce, Eileen; Hevner, Karin; Voorhis, Wesley C. Van; Lukehart, Sheila A. (1. září 2006). "Molekulární diferenciace poddruhu Treponema pallidum". Journal of Clinical Microbiology. 44 (9): 3377–3380. doi:10.1128 / JCM.00784-06. ISSN  0095-1137. PMC  1594706. PMID  16954278.
  5. ^ Marks M, Solomon AW, Mabey DC (říjen 2014). „Endemické treponemální nemoci“. Transakce Královské společnosti pro tropickou medicínu a hygienu. 108 (10): 601–7. doi:10.1093 / trstmh / tru128. PMC  4162659. PMID  25157125.
  6. ^ A b Giacani L, Lukehart SA (leden 2014). „Endemické treponematózy“. Recenze klinické mikrobiologie. 27 (1): 89–115. doi:10.1128 / CMR.00070-13. PMC  3910905. PMID  24396138.
  7. ^ "Další infekce Treponema pallidum | Zdraví přistěhovalců a uprchlíků | CDC". www.cdc.gov. 26. února 2019. Citováno 12. listopadu 2019.
  8. ^ Radolf, Justin D. (1996), Baron, Samuel (ed.), "Treponema", Lékařská mikrobiologie (4. vydání), University of Texas Medical Branch v Galvestonu, ISBN  9780963117212, PMID  21413263, vyvoláno 12. listopadu 2019
  9. ^ Peeling RW, Mabey D, Kamb ML, Chen XS, Radolf JD, Benzaken AS (říjen 2017). "Syfilis". Recenze přírody. Primery nemoci. 3: 17073. doi:10.1038 / nrdp.2017.73. PMC  5809176. PMID  29022569.
  10. ^ A b Liu J, Howell JK, Bradley SD, Zheng Y, Zhou ZH, Norris SJ (listopad 2010). „Buněčná architektura Treponema pallidum: nové bičík, periplazmatický kužel a obal buňky, jak odhalila kryoelektronová tomografie“. Journal of Molecular Biology. 403 (4): 546–61. doi:10.1016 / j.jmb.2010.09.020. PMC  2957517. PMID  20850455.
  11. ^ Alderete, John F .; Baseman, Joel B. (1. prosince 1980). "Povrchová charakterizace virulentní Treponema pallidum". Infekce a imunita. 30 (3): 814–823. ISSN  0019-9567. PMC  551388. PMID  7014451.
  12. ^ Izard J (2006). „Stuha cytoskeletálního cytoplazmatického vlákna Treponema: člen rodiny proteinů s vlákny podobným středním vláknům“. Journal of Molecular Microbiology and Biotechnology. 11 (3–5): 159–66. doi:10.1159/000094052. PMID  16983193. S2CID  40913042.
  13. ^ Edmondson DG, Hu B, Norris SJ (červen 2018). „Long-Term in Vitro Culture of the Syphilis Spirochete Treponema pallidum subsp. Pallidum“. mBio. 9 (3). doi:10,1 128 / mBio.01153-18. PMC  6020297. PMID  29946052.
  14. ^ Šmajs D, Strouhal M, Knauf S (červenec 2018). "Genetika lidských a zvířecích nekultivovatelných treponemálních patogenů". Infekce, genetika a evoluce. 61: 92–107. doi:10.1016 / j.meegid.2018.03.015. PMID  29578082.
  15. ^ Fraser CM, Norris SJ, Weinstock GM, White O, Sutton GG, Dodson R a kol. (Červenec 1998). "Kompletní genomová sekvence Treponema pallidum, syfilis spirochete". Věda. 281 (5375): 375–88. Bibcode:1998Sci ... 281..375F. doi:10.1126 / science.281.5375.375. PMID  9665876. S2CID  8641048.
  16. ^ Willey, Joanne M. (2020). Prescottova mikrobiologie, jedenácté vydání. 2 Penn Plaza, New York, NY 10121: McGraw-Hill Education. p. 436. ISBN  978-1-260-21188-7.CS1 maint: umístění (odkaz)
  17. ^ Zobaníková M, Mikolka P, Cejková D, Pospíšilová P, Chen L, Strouhal M, Qin X, Weinstock GM, Smajs D (říjen 2012). "Kompletní genomová sekvence kmene Treponema pallidum DAL-1". Standardy v genomických vědách. 7 (1): 12–21. doi:10,4056 / sigs. 2615838. PMC  3570794. PMID  23449808.
  18. ^ Tong ML, Zhao Q, Liu LL, Zhu XZ, Gao K, Zhang HL, Lin LR, Niu JJ, Ji ZL, Yang TC (2017). „Celá genomová sekvence kmene Treponema pallidum subsp. Pallidum Amoy: Asijský izolát velmi podobný SS14“. PLOS ONE. 12 (8): e0182768. Bibcode:2017PLoSO..1282768T. doi:10.1371 / journal.pone.0182768. PMC  5546693. PMID  28787460.
  19. ^ Seshadri R, Myers GS, Tettelin H, Eisen JA, Heidelberg JF, Dodson RJ a kol. (Duben 2004). "Srovnání genomu orálního patogenu Treponema denticola s jinými spirochetovými genomy". Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 101 (15): 5646–51. Bibcode:2004PNAS..101,5646S. doi:10.1073 / pnas.0307639101. PMC  397461. PMID  15064399.
  20. ^ Clark DP, Dunlap PV, Madigan JT, Martinko JM (2009). Brockova biologie mikroorganismů. San Francisco: Pearson. p. 79.
  21. ^ Willey, Joanne M. (2020). Prescottova mikrobiologie (11. vydání). 2 Penn Plaza, New York, NY 10121: McGraw-Hill Education. p. 499. ISBN  978-1-260-21188-7.CS1 maint: umístění (odkaz)
  22. ^ Fraser, Claire M .; Norris, Steven J .; Weinstock, George M .; White, Owen; Sutton, Granger G .; Dodson, Robert; Gwinn, Michelle; Hickey, Erin K .; Clayton, Rebecca; Ketchum, Karen A .; Sodergren, Erica (17. července 1998). „Complete Genome Sequence of Treponema pallidum, the Syphilis Spirochete“. Věda. 281 (5375): 375–388. Bibcode:1998Sci ... 281..375F. doi:10.1126 / science.281.5375.375. ISSN  0036-8075. PMID  9665876. S2CID  8641048.
  23. ^ Weinstock, George M .; Hardham, John M .; McLeod, Michael P .; Sodergren, Erica J .; Norris, Steven J. (1. října 1998). „Genom Treponema pallidum: nové světlo na původce syfilisu“. Recenze mikrobiologie FEMS. 22 (4): 323–332. doi:10.1111 / j.1574-6976.1998.tb00373.x. ISSN  0168-6445. PMID  9862125.
  24. ^ „Fakta STD - syfilis (podrobně)“. Centra pro kontrolu nemocí (CDC). Citováno 19. dubna 2017.
  25. ^ Schaudinn FR, Hoffmann E (1905). „Vorläufiger Bericht über das Vorkommen von Spirochaeten in syphilitischen Krankheitsprodukten und bei Papillomen“ [Předběžná zpráva o výskytu Spirochaetes v syfilitických kanálech a papilomech]. Arbeiten aus dem Kaiserlichen Gesundheitsamte. 22: 527–534.
  26. ^ Fisher B, Harvey RP, Champe PC (2007). Lippincott's Illustrated Reviews: Microbiology (Lippincott's Illustrated Reviews Series). Hagerstown, MD: Lippincott Williams & Wilkins. ISBN  978-0-7817-8215-9.
  27. ^ A b Fantry, Lori E; Tramont, Edmund C. „Treponema Pallidum (Syfilis) - infekční nemoc a antimikrobiální látky“. www.antimicrobe.org. Citováno 12. listopadu 2019.
  28. ^ A b C Stamm, Lola V. (1. února 2010). „Globální výzva k antibiotikům rezistentní Treponema pallidum“. Antimikrobiální látky a chemoterapie. 54 (2): 583–589. doi:10.1128 / AAC.01095-09. ISSN  0066-4804. PMC  2812177. PMID  19805553.
  29. ^ Bishop NH, Miller JN (červenec 1976). „Humorální imunita u experimentálního syfilisu. I. Prokázání rezistence vyvolané pasivní imunizací“. Journal of Immunology. 117 (1): 191–6. PMID  778261.
  30. ^ Tomson FL, Conley PG, Norgard MV, Hagman KE (září 2007). „Hodnocení expozice povrchu buněk a vakcinogenních potenciálů kandidátů proteinů vnější membrány Treponema pallidum“. Mikroby a infekce. 9 (11): 1267–75. doi:10.1016 / j.micinf.2007.05.018. PMC  2112743. PMID  17890130.
  31. ^ Cameron CE, Lukehart SA (březen 2014). „Současný stav vývoje vakcíny proti syfilisu: potřeba, výzvy, vyhlídky“. Vakcína. 32 (14): 1602–9. doi:10.1016 / j.vakcina.2013.09.053. PMC  3951677. PMID  24135571.
  32. ^ Penn CW, Bailey MJ, Cockayne A (duben 1985). „Antigen axiálního vlákna Treponema pallidum“. Imunologie. 54 (4): 635–41. PMC  1453562. PMID  3884491.
  33. ^ Norris SJ (září 1993). „Polypeptidy Treponema pallidum: pokrok směrem k pochopení jejich strukturálních, funkčních a imunologických rolí. Treponema Pallidum Polypeptide Research Group“. Mikrobiologické recenze. 57 (3): 750–79. doi:10.1128 / MMBR.57.3.750-779.1993. PMC  372934. PMID  8246847.
  34. ^ Izard J, Renken C, Hsieh CE, Desrosiers DC, Dunham-Ems S, La Vake C, Gebhardt LL, Limberger RJ, Cox DL, Marko M, Radolf JD (prosinec 2009). „Kryoelektronová tomografie objasňuje molekulární architekturu Treponema pallidum, spirochety syfilisu“. Journal of Bacteriology. 191 (24): 7566–80. doi:10.1128 / JB.01031-09. PMC  2786590. PMID  19820083.

Další čtení

externí odkazy