Borrelia burgdorferi -Borrelia burgdorferi

Borrelia burgdorferi
Borrelia burgdorferi (CDC-PHIL -6631) lores.jpg
Borrelia burgdorferi
Klasyfikacja naukowa edytować
Domena: Bakteria
Gromada: Spirochaetes
Zamówienie: Spirochaetale
Rodzina: Spirochaetaceae
Rodzaj: Borrelia
Gatunek:
B. burgdorferi
Nazwa dwumianowa
Borrelia burgdorferi
Johnson i in. 1984 poprawka. Barantona i in. 1992

Borrelia burgdorferi sensu stricto jest gatunkiem bakterii zklasy krętków z rodzaju Borrelia i jest jednym z czynników wywołujących boreliozę u ludzi. Wraz z kilkoma podobnymi genomowy, a niektóre z nich również przyczyną choroby z Lyme, to ma się na gatunki, złożone z Borrelia burgdorferi sensu lato . Obecnie kompleks składa się z 20 zaakceptowanych i 3 proponowanych genogatunków. B. burgdorferi sensu stricto występuje w Ameryce Północnej i Eurazji i do 2016 roku była jedyną znaną przyczyną boreliozy w Ameryce Północnej. Gatunki Borrelia Gram-ujemne .

Mikrobiologia

Nazwa Borrelia burgdorferi pochodzi od badacza Willy'ego Burgdorfera , który jako pierwszy wyizolował bakterię w 1982 roku.

Morfologia

B. burgdorferi przypomina inne krętki tym, że ma zewnętrzną i wewnętrzną błonę z cienką warstwą peptydoglikanu pomiędzy nimi. Jednak w błonie zewnętrznej brakuje lipopolisacharydu . Jego kształt to płaska fala. Ma około 0,3 μm szerokości i 5 do 20 μm długości.

B. burgdorferi jest mikroaerobowym , ruchliwym krętkiem z siedmioma do 11 wiązkami peryplazmatycznych wici osadzonych na każdym końcu, które umożliwiają bakteriom poruszanie się zarówno w pożywkach o niskiej, jak i wysokiej lepkości, co jest związane z jej wysokim czynnikiem zjadliwości.

Metabolizm

B. burgdorferi jest wolno rosnącym krętkiem mikroaerofilnym, którego czas podwajania wynosi od 24 do 48 godzin.

Koło życia

B. burgdorferi krąży pomiędzy kleszczami Ixodes a żywicielem kręgowcem w cyklu enzootycznym . B. burgdorferi żyjąca w kleszczu jest pozyskiwana głównie poprzez posiłki z krwi od zakażonego, kompetentnego żywiciela kręgowca, ale istnieją rzadkie przypadki transmisji przezowarycznej. Zakażony kleszcz przenosi B. burgdorferi , żywiąc się innym kręgowcem, aby zakończyć cykl. Kleszcze mogą przenosić B. burgdorferi na ludzi, ale ludzie są żywicielami ślepej uliczki i prawdopodobnie nie będą kontynuować cyklu życiowego krętka. Nimfy przemieniają się w dorosłe kleszcze, które zwykle żywią się większymi ssakami, które nie są w stanie zapewnić przetrwania B. burgdorferi .

Choroba

Choroba z Lyme jest chorobotwórczych , nosicieli choroby przenoszone przez Ixodes kleszczy (również wektor do Babesia i Anaplasma ). Zakażony kleszcz nimfowy przenosi B. burgdorferi poprzez ślinę na człowieka podczas posiłku z krwi.

Objawy kliniczne boreliozy z Lyme są najlepiej znane z charakterystycznej wysypki ocznej (znanej również jako rumień przewlekły wędrujący ), ale mogą również obejmować zapalenie mięśnia sercowego , kardiomiopatię , arytmię , zapalenie stawów , bóle stawów , zapalenie opon mózgowych , neuropatie i porażenie nerwu twarzowego, w zależności od stadium infekcja.

Charakterystyczna wysypka typu „bycze oko” (rumień przewlekły migrans) w stadium 1 Borelioza

Zakażenia B. burgdorferi zostały znalezione w możliwym związku z pierwotnymi skórnymi chłoniakami B-komórkowymi (PCBCLs), gdzie przegląd literatury pierwotnej, począwszy od 2010 r., odnotował, że większość zbadanych PCBCLs „nie odpowiadała” na antybiotyki; stąd, tak jak w przypadku związku Chlamydophila psittaci z chłoniakiem tkanki limfoidalnej związanej z przydatkami śluzówki oka (MALT), wniosek roboczy był taki, że „jeśli B. burgdorferi jest rzeczywiście związany z PCBCL, to istnieje duża zmienność geograficzna i prawdopodobnie inne czynniki są zaangażowany".

Progresja choroby przebiega w 3 etapach.

Scena 1

Etap 1 jest znany jako etap wczesnej lokalizacji i występuje około 3 dni - 1 miesiąc po zaszczepieniu. Wpływa na obszar wokół zgryzu i charakteryzuje się miejscowym obrzękiem i/lub czerwoną wysypką typu „bycze oko” (znaną również jako rumień przewlekły wędrujący ) widzianą jako rumieniowy krąg otaczający określony środek, który rozszerza się na zewnątrz. Może osiągnąć nawet 15 cm średnicy. Gdy wysypka zacznie ustępować, pierwsze objawy mogą objawiać się jako objawy grypopodobne. Na tym etapie antybiotyki są najskuteczniejsze w zapobieganiu dalszemu wzrostowi i objawom choroby, zanim pojawią się główne objawy.

Etap 2

Etap 2 jest znany jako etap wczesnego rozsiewu i występuje kilka tygodni lub miesięcy po zakażeniu, jeśli nie jest leczony. Bakterie rozprzestrzeniają się przez krew w organizmie, wpływając na narządy. Często objawia się ogólnymi objawami, takimi jak gorączka, dreszcze, zmęczenie i powiększenie węzłów chłonnych, a także objawy narządowe. Może wpływać na serce, powodując zapalenie mięśnia sercowego i arytmie, takie jak bloki przedsionkowo-komorowe (które, jeśli są wystarczająco duże, mogą wymagać wstawienia rozrusznika serca). Może wpływać na układ mięśniowo- szkieletowy powodując niezapalne przemijające zapalenie stawów i ( lub ) bóle stawów . Może wpływać na układ nerwowy objawiając się paraliżem twarzy ( porażenie Bella , klasycznie obustronne), zmęczeniem i utratą pamięci.

Etap 3

Etap 3 jest znany jako późny etap rozsiewu i występuje miesiące - lata po początkowym zakażeniu. Skutki III stadium obejmują zapalenie mózgu lub opon mózgowo-rdzeniowych, a także artropatie migracyjne (najczęściej stawu kolanowego).


Anaplazmoza i babeszjoza są również powszechnymi patogenami przenoszonymi przez kleszcze przenoszonymi przez kleszcza Ixodes, które zarażają ludzi podobnie jak Borrelia burgdorferi . W konsekwencji możliwe jest, że kleszcz Ixodes zakaże gospodarza dwiema lub wszystkimi innymi chorobami. Kiedy gospodarz jest koinfekowany, połączone efekty chorób działają synergistycznie, często okazując się powodować gorsze objawy niż pojedyncza infekcja. Współzakażeni ludzie mają tendencję do wykazywania cięższych objawów boreliozy. Ponadto mają tendencję do nabywania szerszego zakresu objawów wtórnych, takich jak objawy grypopodobne. Należy przeprowadzić więcej badań i badań, aby określić synergiczny efekt koinfekcji i jej wpływ na organizm ludzki.

Odmiana nasilenia

Jak dotąd istnieją trzy czynniki, które mogą przyczynić się do nasilenia klinicznej manifestacji choroby z Lyme. Obecność przerywników rybosomalnych, plazmidów i białka powierzchni zewnętrznej C (OspC) są wskaźnikami ciężkości infekcji. Ponadto sami ludzie różnią się pod względem reakcji na infekcję. Różnice w odpowiedzi prowadzą do różnych objawów klinicznych i różnych infekcji różnych narządów.

Dodatkowe informacje o boreliozie i jej przyczynach

Terapia antybiotykami usuwa objawy kliniczne w większości przypadków we wczesnych stadiach infekcji. Trwałe lub nawracające objawy mogą później rozwinąć się w podgrupie pacjentów. Mechanizmy leżące u podstaw, patogeneza i leczenie PTLDS pozostają nieznane. Dlatego bardzo ważne jest opracowanie szczepionki, która zapobiegnie występowaniu poważnych infekcji odkleszczowych, takich jak borelioza z Lyme. Większość wysiłków badawczych koncentruje się na identyfikacji antygenów B. burgdorferi lub białek kleszczowych, które są wymagane do przeżycia krętków w kleszczach, próbując zakłócać przenoszenie patogenów przez kleszcze lub zakaźność u gospodarzy, zapobiegając w ten sposób chorobie z Lyme.

Patogeneza molekularna

Po przeniesieniu patogen zaaklimatyzuje się do warunków ssaków. Borrelia burgdorferi zmieni swoje glikoproteiny i proteazy na swojej błonie komórkowej, aby ułatwić jej rozprzestrzenianie się we krwi. Podczas infekcji B. burgdorferi wytwarza białka, które będą oddziaływać z komórkami śródbłonka , płytkami krwi , chondrocytami i macierzą zewnątrzkomórkową . Ta interakcja hamuje prawidłowe funkcjonowanie zakażonych obszarów, prowadząc do patologicznych objawów boreliozy. W odpowiedzi gospodarz zainicjuje odpowiedź zapalną, aby spróbować usunąć infekcję.

Borrelia burgdorferi również wyraża co najmniej siedem białek wiążących plazminogen w celu interferencji czynnika H na poziomie aktywacji. Jest to część strategii omijania układu dopełniacza, która prowadzi do dalszego blokowania odpowiedzi immunologicznej.

Ponadto Borrelia burgdorferi ma strategię bezpośredniego hamowania klasycznego szlaku układu dopełniacza. Borrelia lipoproteina BBK32, ulegająca ekspresji na powierzchni Borrelia burgdorferi , wiąże inicjujący kompleks proteazy C1 szlaku klasycznego. Dokładniej, BBK32 oddziałuje z podjednostką C1r C1. Domena C-końcowa białka BBK32 pośredniczy w wiązaniu. W rezultacie C1 zostaje uwięziony w nieaktywnej formie.

Genetyka

B. burgdorferi (szczep B31) był trzecim genomem drobnoustrojów, jaki kiedykolwiek zsekwencjonowano , po zsekwencjonowaniu Haemophilus influenzae i Mycoplasma genitalium w 1995 roku. Jego liniowy chromosom zawiera 910 725 par zasad i 853 geny . Zastosowaną metodą sekwencjonowania była strzelba całego genomu . Projekt sekwencjonowania, opublikowany w Nature w 1997 i Molecular Microbiology w 2000, był prowadzony w Instytucie Badań Genomicznych . Ogólnie rzecz biorąc, genom B. burgdorferi składa się dziwnie z jednego chromosomu o megazasadach i różnych kolistych i liniowych plazmidów o wielkości od 9 do 62 kilozasad. Chromosom megazasadowy, w przeciwieństwie do wielu innych eubakterii, nie ma związku ani ze zjadliwością bakterii, ani z interakcją gospodarz-pasożyt. Niektóre plazmidy są niezbędne do cyklu życiowego B. burgdorferi , ale nie do namnażania bakterii w kulturze.

Odmiany genomowe B. burgdorferi przyczyniają się do różnego stopnia infekcji i rozprzestrzeniania się. Każda grupa genomowa ma różne antygeny na swoim receptorze błonowym, które są specyficzne dla infekcji gospodarza. Jednym z takich receptorów błonowych jest białko powierzchniowe OspC. Wykazano, że białko powierzchniowe OspC jest silnym wskaźnikiem identyfikacji klasyfikacji genomowej i stopnia rozpowszechnienia. Zmienna liczba loci OspC jest wskazaniem i wyznacznikiem zmienności B. burgdorferi . Białko powierzchniowe znajduje się również w czołówce aktualnych badań nad szczepionkami na boreliozę przez Borrelię .

Ewolucja

Genetycznie zróżnicowane szczepy B. burgdorferi , określone przez sekwencję ospC , są utrzymywane w północno-wschodnich Stanach Zjednoczonych. Selekcja równoważąca może oddziaływać na OspC lub pobliską sekwencję w celu utrzymania różnorodności genetycznej B. burgdorferi . Selekcja równoważąca to proces, w którym wiele wersji genu jest utrzymywanych w puli genów z nieoczekiwanie wysokimi częstotliwościami. Dwa główne modele kontrolujące równowagę selekcji B.burgdorferi to ujemna selekcja zależna od częstotliwości i polimorfizm wieloniszowy . Modele te mogą wyjaśniać, w jaki sposób B. burgdorferi zróżnicowało się i jak selekcja mogła wpłynąć na rozmieszczenie wariantów B. burgdorferi lub zmienność określonych cech gatunku w określonych środowiskach.

Wybór zależny od częstotliwości ujemnej

W negatywnej selekcji zależnej od częstotliwości rzadkie i rzadkie warianty będą miały selektywną przewagę nad wariantami, które są bardzo powszechne w środowisku. W przypadku B. burgdorferi warianty o niskiej częstotliwości będą korzystne, ponieważ potencjalni gospodarze będą mieli mniejsze prawdopodobieństwo uzyskania odpowiedzi immunologicznej na specyficzne dla wariantu białko zewnętrzne OspC.

Polimorfizm wielu nisz

Nisze ekologiczne to wszystkie zmienne w środowisku, takie jak zasoby, konkurenci i reakcje, które przyczyniają się do sprawności organizmu. Polimorfizm wielu nisz wskazuje, że różnorodność jest utrzymywana w populacji ze względu na różną ilość możliwych nisz i środowisk. Dlatego im więcej różnorodnych nisz, tym większe prawdopodobieństwo polimofryzmu i różnorodności. W przypadku B. burgdorferi różne nisze kręgów, takie jak jelenie i myszy, mogą wpływać na ogólną selekcję równoważącą warianty.

Zobacz też

Bibliografia

Dalsza lektura

Zewnętrzne linki