Haemophilus influenzae - Haemophilus influenzae

Haemophilus influenzae
Haemophilus influenzae.jpg
H. influenzae на Шоколадный агар пластина.
Научная классификация
Домен:
Королевство:
Тип:
Учебный класс:
Заказ:
Семья:
Род:
Разновидность:
H. influenzae
Биномиальное имя
Haemophilus influenzae
(Леманн и Нойман, 1896 г.)
Уинслоу и другие. 1917
Haemophilus influenzae колонии-спутники (точка) рядом Золотистый стафилококк (желтый) на пластине с кровяным агаром.

Haemophilus influenzae (ранее назывался Бацилла Пфайффера или же Bacillus influenzae) это Грамотрицательный, коккобациллярный, факультативно анаэробный капнофильный патогенная бактерия семьи Pasteurellaceae. H. influenzae был впервые описан в 1892 г. Ричард Пфайффер во время грипп пандемия.[1]

Некоторые утверждали, что бактерия является причиной грипп[2] до 1933 г., когда вирусная природа грипп был твердо установлен, и инфекции до сих пор в просторечии известны как бактериальный грипп. H. influenzae отвечает за широкий спектр локализованных и инвазивных инфекций.

Этот вид был первым свободноживущим организмом, который полностью геном последовательность.[3]

Серотипы

В 1930 году две основные категории H. influenzae были определены: неинкапсулированные штаммы и инкапсулированные штаммы. Инкапсулированные штаммы были классифицированы на основе их отдельных капсульных антигенов. Шесть общепризнанных типов инкапсулированных H. influenzae являются: a, b, c, d, e и f.[4]Генетическое разнообразие среди неинкапсулированных штаммов больше, чем внутри инкапсулированной группы. Неинкапсулированные штаммы называют нетипируемыми (NTHi), потому что у них отсутствуют капсульные серотипы; однако их можно классифицировать по мультилокусному типированию последовательностей. В патогенез из H. influenzae инфекции до конца не изучены, хотя наличие капсулы в инкапсулированном типе b (Hib), серотипе, вызывающем такие состояния, как эпиглоттит, как известно, является основным фактором вирулентности. Их капсула позволяет им сопротивляться фагоцитоз и дополнять -опосредованный лизис у неиммунного хозяина. Неинкапсулированные штаммы почти всегда менее инвазивны; однако они могут вызывать воспалительную реакцию у людей, которая может приводить ко многим симптомам. Вакцинация Конъюгированная вакцина против Hib эффективно предотвращает инфицирование Hib, но не предотвращает заражение штаммами NTHi.[5]

Болезни

Haemophilus influenzae инфекционное заболевание
СпециальностьИнфекционное заболевание

Большинство штаммов H. influenzae являются условно-патогенными микроорганизмами; то есть они обычно живут в своем хозяине, не вызывая болезни, но вызывают проблемы только тогда, когда другие факторы (такие как вирусная инфекция, снижение иммунной функции или хроническое воспаление тканей, например, из-за аллергии) создают возможность. Они заражают хозяина, прилипая к клетке-хозяину, используя адгезины тримерного автотранспорта.

Естественно приобретенное заболевание, вызванное H. influenzae кажется, происходит только у людей. У младенцев и детей младшего возраста H. influenzae тип b (Hib) причины бактериемия, пневмония, эпиглоттит и острые бактериальные менингит. Иногда это вызывает целлюлит, остеомиелит, и инфекционный артрит. Это одна из причин неонатальная инфекция.[6]

Благодаря регулярному использованию конъюгированной вакцины Hib в США с 1990 года заболеваемость инвазивной Hib-инфекцией снизилась до 1,3 на 100 000 у детей. Однако Hib остается основной причиной инфекций нижних дыхательных путей у младенцев и детей в развивающихся странах, где вакцина не используется широко. Неинкапсулированный H. influenzae штаммы не подвержены действию вакцины Hib и вызывают ушные инфекции (средний отит ), глазные инфекции (конъюнктивит ), и синусит у детей и связаны с пневмония.

Диагностика

Окраска мокроты по Граму при 1000-кратном увеличении. Мокрота от человека с пневмонией, вызванной Haemophilus influenzae, и на фоне нейтрофилов видны грамотрицательные коккобациллы.
Haemophilus influenzae требует Икс и V факторы роста. В этой культуре Гемофильный вырос только вокруг бумажного диска, пропитанного факторами X и V. Вокруг дисков, содержащих только фактор X или V., не наблюдается роста бактерий.
Рентгенограмма грудной клетки случая Haemophilus influenzae, предположительно как вторичная инфекция гриппа. На нем видны пятнистые уплотнения, преимущественно в правой верхней доле (стрелка).
Рентгенограмма грудной клетки в случае Обострение ХОБЛ где мазок из носоглотки обнаружен Haemophilus influenzae: Помутнение (на правой стороне пациента) может наблюдаться при других типах пневмония, также.

Клинические признаки могут включать начальные симптомы Инфекция верхних дыхательных путей имитирующую вирусную инфекцию, обычно связанную с лихорадкой, часто субфебрильной. Это может прогрессировать в нижние дыхательные пути в течение нескольких дней с признаками, часто напоминающими хрипный бронхит. Мокрота отхаркивается с трудом, часто бывает серого или кремового цвета. Кашель может сохраняться в течение нескольких недель без соответствующего лечения. Многие случаи диагностируются после инфекций грудной клетки, которые не реагируют на пенициллины или цефалоспорины первого поколения. А рентгенограмма грудной клетки можно определить альвеолярное уплотнение.[7]

Клинический диагноз H. influenzae обычно выполняется бактериальная культура или агглютинации латексных частиц. Диагноз считается подтвержденным, когда организм изолирован от стерильного участка тела. В этом отношении, H. influenzae посев из полости носоглотки или мокроты не указывает на H. influenzae болезнь, потому что эти участки колонизируются у здоровых людей.[8] Тем не мение, H. influenzae выделенный из спинномозговой жидкости или крови может указывать на H. influenzae инфекционное заболевание.

Культура

Бактериальная культура H. influenzae выполняется на чашках с агаром, предпочтительнее шоколадный агар, с добавлением X (гемин ) и V (никотинамид аденин динуклеотид ) факторов при 37 ° C в CO2-обогащенный инкубатор.[9] Рост кровяного агара достигается только как явление-спутник вокруг других бактерий. Колонии H. influenzae выглядят как выпуклые, гладкие, бледные, серые или прозрачные колонии.

Окрашено по Граму и микроскопическое наблюдение образца H. influenzae покажет грамотрицательные коккобациллы. Культивированный организм можно дополнительно охарактеризовать с помощью каталаза и оксидаза тесты, оба из которых должны быть положительными. Необходимо дальнейшее серологическое тестирование, чтобы отличить капсульный полисахарид и различать H. influenzae б и неинкапсулированные виды.

Несмотря на высокую специфичность, бактериальная культура H. influenzae не хватает чувствительности. Использование антибиотиков перед взятием образцов значительно снижает уровень изоляции, убивая бактерии до того, как станет возможной идентификация.[10] За этим, H. influenzae является привередливой бактерией к культивированию, и любое изменение процедур культивирования может значительно снизить уровень изоляции. Низкое качество лабораторий в развивающихся странах привело к низким показателям изоляции H. influenzae.

H. influenzae будет расти в гемолитической зоне Золотистый стафилококк на пластинах с кровяным агаром; гемолиз клеток S. aureus высвобождает фактор V, необходимый для его роста. H. influenzae не будет расти за пределами гемолитической зоны S. aureus из-за нехватки питательных веществ, таких как фактор V, в этих областях. Лучше всего изолировать агар Файлдеса. В среде Левинталя капсулированные штаммы демонстрируют характерные переливчатость.

Латексная агглютинация частиц

В тест на агглютинацию латексных частиц (LAT) - более чувствительный метод обнаружения H. influenzae чем культура.[11] Поскольку метод основан на антигене, а не на жизнеспособных бактериях, предыдущее применение антибиотиков не влияет на результаты. Он также имеет дополнительное преимущество в том, что он намного быстрее, чем методы культивирования. Однако тестирование чувствительности к антибиотикам невозможно с одним LAT, поэтому необходим параллельный посев.

Молекулярные методы

Полимеразной цепной реакции (ПЦР) было доказано, что они более чувствительны, чем LAT или культуральные тесты, и обладают высокой специфичностью.[11] Однако ПЦР-анализы еще не стали обычным явлением в клинических условиях. Противоточный иммуноэлектрофорез оказался эффективным диагностическим методом исследования, но его в значительной степени вытеснили ПЦР.

Взаимодействие с Пневмококк

Обе H. influenzae и S. pneumoniae можно найти в верхних дыхательных путях человека. В in vitro изучение конкуренции, S. pneumoniae всегда побежден H. influenzae нападая на него пероксид водорода и удаляя поверхностные молекулы H. influenzae потребности для выживания.[12]

Когда обе бактерии помещаются вместе в полость носа, в течение 2 недель только H. influenzae выживает. Когда любой из них помещается отдельно в носовую полость, каждый выживает. При исследовании тканей верхних дыхательных путей мышей, подвергшихся воздействию обоих видов бактерий, чрезвычайно большое количество нейтрофилы (иммунные клетки). У мышей, подвергшихся воздействию только одного вида, нейтрофилы отсутствовали.

Лабораторные тесты показали, что нейтрофилы подвергаются воздействию мертвых H. influenzae были более агрессивны в атаке S. pneumoniae чем неэкспонированные нейтрофилы. Воздействие на мертвых H. influenzae не повлиял на жизнь H. influenzae.

Этот ответ может быть вызван двумя сценариями:

  1. Когда H. influenzae атакован S. pneumoniae, он сигнализирует иммунной системе атаковать S. pneumoniae
  2. Комбинация двух видов вызывает ответ иммунной системы, который не вызывается ни одним из видов по отдельности.

Непонятно почему H. influenzae не зависит от иммунного ответа.[13]

Болезнь

Haemophilus influenzae может вызывать инфекции дыхательных путей, включая пневмонию, средний отит, эпиглоттит (отек в горле), инфекции глаз и инфекции кровотока, менингит. Он также может вызывать целлюлит (кожную инфекцию) и инфекционный артрит (воспаление сустава).[14]

Уход

Haemophilus influenzae производит бета-лактамазы, а также может изменять свои пенициллин-связывающие белки, поэтому он приобрел устойчивость к антибиотикам семейства пенициллина. цефотаксим и цефтриаксон доставляются непосредственно в кровоток избранные антибиотики, а для менее тяжелых случаев - ассоциация ампициллин и сульбактам, цефалоспорины второго и третьего поколения, или фторхинолоны являются предпочтительными. (Устойчивый к фторхинолонам Haemophilus influenzae наблюдались.)[15]

Макролидные антибиотики (например, кларитромицин ) может применяться у пациентов с аллергией на бета-лактамные антибиотики в анамнезе.[нужна цитата ] Макролид также наблюдается сопротивление.[16]

Серьезные осложнения

Серьезными осложнениями HiB являются повреждение головного мозга, потеря слуха, и даже смерть.[17]

Профилактика

ActHIB (Hib-вакцина)

Эффективный вакцины для Haemophilus influenzae Тип B был доступен с начала 1990-х годов и рекомендован для детей в возрасте до 5 лет и пациентов с аспелезией. В Всемирная организация здоровья рекомендует пентавалентная вакцина, комбинируя вакцины против дифтерия, столбняк, коклюш, гепатит Б и Hib. Пока нет достаточных доказательств того, насколько эффективна эта пентавалентная вакцина по сравнению с отдельными вакцинами.[18]

Стоимость вакцин против Hib примерно в семь раз превышает общую стоимость вакцин против кори, полиомиелита, туберкулеза, дифтерии, столбняка и коклюша. Следовательно, в то время как 92% населения развитых стран были вакцинированы против Hib по состоянию на 2003 г., охват вакцинацией составил 42% для развивающихся стран и только 8% для наименее развитых стран.[19]

Вакцины Hib не обеспечивают перекрестной защиты с другими вакцинами. Haemophilus influenzae серотипы, такие как Hia, Hic, Hid, Hie или Hif.[20]

Оральная вакцинация была разработана для нетипируемых Haemophilus influenzae (NTHi) для пациентов с хронический бронхит но он не показал свою эффективность в снижении количества и серьезности ХОБЛ обострения.[21]

Последовательность действий

H. influenzae был первым свободноживущим организмом, весь геном которого был секвенирован. Завершено Крейгом Вентером и его командой в Институт геномных исследований - один из институтов, который сейчас входит в состав Института Дж. Крейга Вентера. Гемофильный был выбран потому, что один из руководителей проекта, лауреат Нобелевской премии Гамильтон Смит, работал над этим десятилетиями и смог предоставить высококачественные библиотеки ДНК. Геном штамма Rd KW20 состоит из 1830 138 пар оснований ДНК в одной кольцевой хромосоме, содержащей 1604 гена, кодирующего белок, 117 псевдогенов, 57 генов тРНК и 23 других гена РНК.[22] Используемый метод секвенирования был полногеномное ружье, который был завершен и опубликован в Наука в 1995 г.[23]

Вероятная защитная роль трансформации

Неинкапсулированный H. influenzae часто наблюдается в дыхательных путях пациентов с хронической обструктивной болезнью легких (ХОБЛ). Нейтрофилы также в большом количестве обнаруживаются в мокроте пациентов с ХОБЛ. Фагоцитируются нейтрофилы H. influenzae, тем самым активируя окислительный респираторный взрыв.[24] Однако вместо того, чтобы убивать бактерии, нейтрофилы сами убивают (хотя такой окислительный взрыв, вероятно, вызывает повреждение ДНК в H. influenzae ячеек). Отсутствие уничтожения бактерий, по-видимому, объясняет сохранение инфекции при ХОБЛ.[24]

H. influenzae мутанты, дефектные в rec1 ген (гомолог recA ) очень чувствительны к гибели окислителем перекисью водорода.[25] Это открытие предполагает, что rec1 выражение важно для H. influenzae выживание в условиях окислительного стресса. Поскольку это гомолог recA, rec1 вероятно, играет ключевую роль в рекомбинационной репарации повреждений ДНК. Таким образом H. influenzae может защитить свой геном от активных форм кислорода, продуцируемых фагоцитарными клетками хозяина, посредством рекомбинационной репарации окислительных повреждений ДНК.[26] Рекомбинационная репарация поврежденного участка хромосомы требует, помимо rec1, вторая гомологичная неповрежденная молекула ДНК. Индивидуальный H. influenzae клетки способны принимать гомологичную ДНК из других клеток в процессе трансформация. Преобразование в H. influenzae включает не менее 15 генных продуктов,[23] и, вероятно, адаптация для восстановления повреждений ДНК в резидентной хромосоме.

Вакцины, нацеленные на неинкапсулированные H. influenzae серотипы находятся в стадии разработки.[27]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Kuhnert, P; Christensen, H, eds. (2008). Pasteurellaceae: биология, геномика и молекулярные аспекты. Caister Academic Press. ISBN  978-1-904455-34-9.
  2. ^ Сопер, Г. А. (1919-05-30). "УРОКИ ПАНДЕМИИ". Наука. 49 (1274): 501–506. Дои:10.1126 / science.49.1274.501. ISSN  0036-8075.
  3. ^ [1] Об Институте Дж. Крейга Вентера, веб-сайт института Дж. Крейга Вентера, получено 21 ноября 2015 г.
  4. ^ Райан, KJ; Рэй, CG, ред. (2004). Шеррис Медицинская микробиология (4-е изд.). Макгроу Хилл. С. 396–401. ISBN  978-0-8385-8529-0.
  5. ^ Slack, МП; и другие. (1998). "Усиленное наблюдение за инвазивными Haemophilus influenzae болезнь в Англии, 1990–1996 годы: влияние конъюгированных вакцин ». Педиатр Infect Dis J. 17 (9 доп.): S204–7. Дои:10.1097/00006454-199809001-00026. PMID  9781764.
  6. ^ Baucells, B.J .; Mercadal Hally, M .; Álvarez Sánchez, A.T .; Фигерас Алой, Дж. (2015). "Проблемные препараты для профилактики некрозного энтероколита и позднего восстановления сепсиса и смертной казни неонатального ребенка в течение 1,500 г: una revisión sistemática". Anales de Pediatría. 85 (5): 247–255. Дои:10.1016 / j.anpedi.2015.07.038. ISSN  1695-4033. PMID  26611880.
  7. ^ «Измерение воздействия конъюгированной вакцинации против Streptococcus pneumoniae и Haemophilus influenzae типа b» (PDF). Всемирная организация здоровья. Сентябрь 2012 г.
  8. ^ Puri J; Талвар V; Juneja M; Agarwal KN; и другие. (1999). «Распространенность устойчивости к противомикробным препаратам среди респираторных изолятов Haemophilus influenzae". Индийский педиатр. 36 (10): 1029–32. PMID  10745313.
  9. ^ Levine OS; Schuchat A; Schwartz B; Венгер JD; Elliott J; Центры по контролю за заболеваниями (1997). "Общий протокол для популяционного наблюдения за Haemophilus influenzae тип B " (PDF). Всемирная организация здоровья. WHO / VRD / GEN / 95.05.
  10. ^ Джон TJ; Cherian T; Steinhoff MC; Simoes EA; и другие. (1991). «Этиология острых респираторных инфекций у детей в тропической южной Индии». Rev Infect Dis. 13: Дополнение 6: S463–9. Дои:10.1093 / Clinids / 13.supplement_6.s463. PMID  1862277.
  11. ^ а б Кеннеди В.А., Чанг С.Дж., Пурди К., Л.Е. Т. и др. (2007). «Заболеваемость бактериальным менингитом в Азии с использованием расширенного тестирования спинномозговой жидкости: полимеразная цепная реакция, латексная агглютинация и посевы». Эпидемиол Инфекция. 135 (7): 1217–26. Дои:10.1017 / S0950268806007734. ЧВК  2870670. PMID  17274856.
  12. ^ Периконе, Кристофер Д.; Овервег, Карин; Hermans, Peter W. M .; Вайзер, Джеффри Н. (2000). «Ингибирующие и бактерицидные эффекты производства перекиси водорода Streptococcus pneumoniae на других жителей верхних дыхательных путей». Заразить иммунную. 68 (7): 3990–3997. Дои:10.1128 / IAI.68.7.3990-3997.2000. ЧВК  101678. PMID  10858213.
  13. ^ Лысенко Е; Ратнер А; Нельсон А; Вайзер Дж. (2005). «Роль врожденных иммунных ответов в исходе межвидовой конкуренции за колонизацию поверхностей слизистых оболочек». PLoS Pathog. 1 (1): e1. Дои:10.1371 / journal.ppat.0010001. ЧВК  1238736. PMID  16201010.
  14. ^ "Признаки и симптомы". Центры по контролю и профилактике заболеваний (CDC). 2019-01-24.
  15. ^ Чанг СМ; Lauderdale TL; Ли ХК; и другие. (Август 2010 г.). «Колонизация фторхинолон-резистентных Haemophilus influenzae среди жителей домов престарелых на юге Тайваня ". J. Hosp. Заразить. 75 (4): 304–8. Дои:10.1016 / j.jhin.2009.12.020. PMID  20356651.
  16. ^ Робертс MC; Soge OO; Нет БД (январь 2011 г.). «Характеристика генов устойчивости к макролидам в Haemophilus influenzae изолирован от детей с муковисцидозом ». J. Antimicrob. Chemother. 66 (1): 100–4. Дои:10.1093 / jac / dkq425. PMID  21081549.
  17. ^ "Серьезные осложнения - сайт CDC". www.cdc.gov.
  18. ^ Bar-On ES; Гольдберг Э; Hellmann S; Лейбовичи Л. (2012). «Комбинированная вакцина АКДС-ВГВ-HIB по сравнению с отдельно вводимыми вакцинами АКДС-ВГВ и HIB для первичной профилактики дифтерии, столбняка, коклюша, гепатита В и Haemophilus influenzae B (HIB) ". Кокрановская база данных Syst Rev. 4 (4): CD005530. Дои:10.1002 / 14651858.CD005530.pub3. PMID  22513932.
  19. ^ "Haemophilus influenzae тип B (HiB) ". Темы о здоровье от А до Я. Получено 2011-03-29.
  20. ^ Джин З., Ромеро-Штайнер С., Карлоне GM, Роббинс Дж. Б., Шнеерсон Р. (2007). «Инфекция Haemophilus influenzae типа А и ее профилактика». Заразить. Иммунная. 75 (6): 2650–4. Дои:10.1128 / IAI.01774-06. ЧВК  1932902. PMID  17353280.
  21. ^ Тео, Эдвард; Локхарт, Кэтлин; Пурчури, Саи Навья; Пушпараджа, Дженнифер; Криппс, Аллан В .; ван Дриэль, Мике Л. (19 июня 2017 г.). «Оральная вакцинация против Haemophilus influenzae для предотвращения обострений хронического бронхита и хронической обструктивной болезни легких». Кокрановская база данных систематических обзоров. 6: CD010010. Дои:10.1002 / 14651858.CD010010.pub3. ISSN  1469-493X. ЧВК  6481520. PMID  28626902.
  22. ^ «Haemophilus influenzae Rd KW20, полная последовательность». 2020-04-04. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  23. ^ а б Fleischmann R; Адамс М; Белый O; Clayton R; и другие. (1995). "Полногеномное случайное секвенирование и сборка Haemophilus influenzae Rd ». Наука. 269 (5223): 496–512. Bibcode:1995Научный ... 269..496F. Дои:10.1126 / science.7542800. PMID  7542800.
  24. ^ а б Нейлор Э.Дж.; Бакстад Д; Biffen M; и другие. (Август 2007 г.). "Haemophilus influenzae вызывает некроз нейтрофилов: роль в хронической обструктивной болезни легких? ». Являюсь. J. Respir. Cell Mol. Биол. 37 (2): 135–43. Дои:10.1165 / rcmb.2006-0375OC. PMID  17363778.
  25. ^ Санчес-Ринкон Д.А.; Кабрера-Хуарес Э. (октябрь 1991 г.). «Смертельное и мутагенное действие перекиси водорода на Haemophilus influenzae". J. Bacteriol. 173 (20): 6632–4. Дои:10.1128 / jb.173.20.6632-6634.1991. ЧВК  209002. PMID  1917884.
  26. ^ Michod RE; Bernstein H; Недельку AM (май 2008 г.). «Адаптивное значение секса у микробных патогенов». Заразить. Genet. Evol. 8 (3): 267–85. Дои:10.1016 / j.meegid.2008.01.002. PMID  18295550.} В качестве PDF
  27. ^ «Исследование для оценки безопасности, реактогенности и иммуногенности исследуемой вакцины GlaxoSmithkline (GSK) Biologicals 'GSK2838504A при введении пациентам с хронической обструктивной болезнью легких (ХОБЛ) с постоянной обструкцией дыхательных путей». ClinicalTrials.gov. 2014-02-27. Получено 2016-09-20.

внешняя ссылка

Классификация
Внешние ресурсы