Нейссерия
Род бактерий

Нейссерия
Neisseria gonorrhoeae, окрашенный по Граму
Научная классификация Редактировать эту классификацию
Домен:Бактерии
Тип:Псевдомонадоты
Сорт:Бетапротеобактерии
Заказ:Нейссериалы
Семья:Нейссериевые
Род:Нейссерия
Тревизан, 1885 г.
Разновидность

Neisseria — это большой род бактерий , которые колонизируют слизистые поверхности многих животных. Из 11 видов, которые колонизируют людей, только два являются патогенами : N. meningitidis и N. gonorrhoeae .

Виды Neisseria — это грамотрицательные бактерии, входящие в Pseudomonadota , большую группу грамотрицательных форм. При микроскопическом исследовании диплококки Neisseria напоминают кофейные зерна . [1]

Патогенез и классификация

Возбудители болезней

Виды этого рода паразитических бактерий (семейство Neisseriaceae) растут парами, а иногда и по четыре, и лучше всего себя чувствуют при температуре 98,6 °F (37 °C) в организме животного или сывороточной среде.

Род включает:

Нейтрофилы иммунной системы ограничены в своей функции из-за способности Neisseria избегать опсонизации антителами и размножаться внутри нейтрофилов, несмотря на фагоцитоз . Виды Neisseria также способны изменять свои антигены, чтобы избежать поглощения процессом, называемым антигенной изменчивостью , который наблюдается в основном в молекулах, расположенных на поверхности. Патогенные виды, наряду с некоторыми комменсальными видами, имеют пили типа IV , которые выполняют несколько функций для этого организма. Некоторые функции пили типа IV включают: опосредование прикрепления к различным клеткам и тканям, подергивание подвижности, естественную компетентность, образование микроколоний , обширную внутриштаммовую фазу и антигенную изменчивость.

Было также показано, что бактерии Neisseria являются важным фактором на ранних стадиях развития зубного налета у собак. [2]

Филогенетическое дерево выбранных видов Neisseria , основанное на объединении последовательностей ДНК всех 896 основных генов Neisseria, из Marri et al. 2010 [3]

Непатогены

Этот род также содержит несколько видов, которые считаются комменсальными или непатогенными:

Однако некоторые из них могут быть связаны с болезнью. [4]

Биохимическая идентификация

Все значимые с медицинской точки зрения виды Neisseria положительны как для каталазы , так и для оксидазы . Различные виды Neisseria можно идентифицировать по наборам сахаров, из которых они будут производить кислоту. Например, N. gonorrhoeae производит кислоту только из глюкозы , а N. meningitidis производит кислоту как из глюкозы, так и из мальтозы .

Полисахаридная капсула. N. meningitidis имеет полисахаридную капсулу, которая окружает внешнюю мембрану бактерии и защищает от растворимых иммунных эффекторных механизмов в сыворотке . Она считается существенным фактором вирулентности для бактерий. [5] N. gonorrhoeae не имеет такой капсулы.

В отличие от большинства других грамотрицательных бактерий, которые обладают липополисахаридом (ЛПС), как патогенные, так и комменсальные виды Neisseria имеют липоолигосахарид (ЛОС), который состоит из основного полисахарида и липида А. Он функционирует как эндотоксин , защищает от антимикробных пептидов и прикрепляется к рецептору асиалогликопротеина на эпителии уретры . ЛОС является высоко стимулирующим для иммунной системы человека. Сиалилирование ЛОС (ферментом Lst) предотвращает фагоцитоз нейтрофилами и отложение комплемента. Модификация ЛОС фосфоэтаноламином (ферментом LptA) обеспечивает устойчивость к антимикробным пептидам и комплементу. Штаммы одного и того же вида обладают способностью продуцировать различные гликоформы ЛОС . [6]

История

Род Neisseria назван в честь немецкого бактериолога Альберта Нейссера , который в 1879 году открыл его первый образец, Neisseria gonorrhoeae , возбудитель гонореи у людей. Нейссер также был одним из первооткрывателей возбудителя проказы , Mycobacterium leprae . Эти открытия стали возможны благодаря разработке новых методов окрашивания , которые он помог разработать.

Геномы

Геномы по крайней мере 10 видов Neisseria были полностью секвенированы. [3] Наиболее изученными видами являются N. meningitidis с более чем 70 штаммами и N. gonorrhoeae с по крайней мере 10 полностью секвенированными штаммами. Другие полные геномы доступны для N. elongata , N. lactamica , [7] и N. weaveri . Полные геномные последовательности доступны для сотен других видов и штаммов. [8] N. meningitidis кодирует от 2440 до 2854 белков, в то время как N. gonorrhoeae кодирует от 2603 до 2871 белка. N. weaveri (штамм NCTC 13585) имеет наименьший известный геном, всего с 2060 кодированными белками [9], хотя сообщалось, что у N. meningitidis MC58 всего 2049 генов. [3] Геномы в целом довольно похожи. Например, если сравнить геном N. gonorrhoeae (штамм FA1090) с геномом N. meningitidis (штамм H44/76), то окажется, что 68% их генов совпадают. [8]

Свойства генома Neisseria sp. [3]
разновидностьРазмер (бп)номер гена
N. удлиненный2,260,1052589
N. сухое2,786,3092842
Н. слизистая оболочка2,542,9522594
N. поджелудочная2,288,2192303
N. желтоватый2,199,4472240
N. cinerea1,876,3382050
N. полисахарид2,043,5942268
Н. lactamica 239702,148,2112359
N. гонорея FA10902,153,9222002
N.meningitidis MC582,184,4062049

Вакцина

Заболевания, вызываемые N. meningitidis и N. gonorrhoeae, являются значительными проблемами здравоохранения во всем мире, контроль над которыми во многом зависит от доступности и широкого использования комплексных менингококковых вакцин. Разработка вакцин против нейссерий была сложной из-за природы этих организмов, в частности, гетерогенности , изменчивости и/или слабой иммуногенности их внешних поверхностных компонентов. Будучи строго человеческими патогенами, они в высокой степени адаптированы к среде хозяина, но развили несколько механизмов, чтобы оставаться адаптивными к изменяющейся микросреде и избегать устранения иммунной системой хозяина . В настоящее время менингококковые инфекции серогрупп A, B, C, Y и W-135 можно предотвратить с помощью вакцин. [10] Однако перспектива разработки гонококковой вакцины отдалена. [11]

Устойчивость к антибиотикам

Приобретение N. gonorrhoeae устойчивости к цефалоспоринам , в частности устойчивости к цефтриаксону, значительно осложнило лечение гонореи, и теперь гонококк классифицируется как « супербактерия ». [12]

Генетическая трансформация

Генетическая трансформация — это процесс, при котором бактериальная клетка-реципиент берет ДНК из соседней клетки и интегрирует эту ДНК в геном реципиента путем рекомбинации . У N. meningitidis и N. gonorrhoeae трансформация ДНК требует наличия коротких последовательностей ДНК (9-10 мономеров, находящихся в кодирующих областях) донорской ДНК. Эти последовательности называются последовательностями поглощения ДНК (DUS). Специфическое распознавание DUS опосредовано пилином типа IV. [13] Дэвидсен и др. [14] сообщили, что у N. meningitidis и N. gonorrhoeae DUS встречаются со значительно более высокой плотностью в генах, участвующих в репарации и рекомбинации ДНК (а также в рестрикции-модификации и репликации ), чем в других аннотированных группах генов. Эти авторы предположили, что чрезмерное представительство DUS в генах репарации и рекомбинации ДНК может отражать преимущество поддержания целостности механизма репарации и рекомбинации ДНК путем предпочтительного использования генов поддержания генома, которые могли бы заменить их поврежденные аналоги в клетке-реципиенте. Когант и Мейден отметили, что распределение DUS согласуется с тем, что рекомбинация является в первую очередь механизмом репарации генома, который иногда может приводить к генерации разнообразия, которое еще реже является адаптивным. [15] Мишод и др. [16] также предположили , что важным преимуществом трансформации в N. gonorrhoeae является рекомбинационное восстановление окислительных повреждений ДНК, вызванных окислительной атакой фагоцитарных клеток хозяина.

Международный ПатогенныйНейссерияКонференция

Международная конференция по патогенным Neisseria (IPNC), проходящая каждые два года, является форумом для представления передовых исследований по всем аспектам рода Neisseria . Это включает в себя иммунологию, вакцинологию, а также физиологию и метаболизм N. meningitidis , N. gonorrhoeae и комменсальных видов. Первая IPNC состоялась в 1978 году, а последняя — в сентябре 2016 года. Обычно место проведения конференции меняется между Северной Америкой и Европой, но в 2006 году она впервые прошла в Австралии, где местом проведения был город Кэрнс . [17]

Ссылки

  1. ^ Райан К.Дж.; Рэй К.Г., ред. (2004). Sherris Medical Microbiology (4-е изд.). McGraw Hill. ISBN 978-0-8385-8529-0.
  2. ^ Ранние биопленки зубного налета у собак: характеристика ключевых бактериальных взаимодействий, участвующих в начальной колонизации эмали. Люси Дж. Холкомб, Ниран Патель, Элисон Колайер, Оливер Дойш, Сиаран О'Флинн, Стивен Харрис. PLOS One, 2014.
  3. ^ abcd Marri, Pradeep Reddy; Paniscus, Mary; Weyand, Nathan J.; Rendón, María A.; Calton, Christine M.; Hernández, Diana R.; Higashi, Dustin L.; Sodergren, Erica; Weinstock, George M. (2010-07-28). "Секвенирование генома выявило широко распространенный обмен генами вирулентности среди видов Neisseria у человека". PLOS ONE . 5 (7): e11835. Bibcode : 2010PLoSO...511835M. doi : 10.1371/journal.pone.0011835 . ISSN  1932-6203. PMC 2911385. PMID 20676376  . 
  4. ^ Tronel H, Chaudemanche H, Pechier N, Doutrelant L, Hoen B (май 2001 г.). «Эндокардит, вызванный Neisseria mucosa после пирсинга языка». Clin. Microbiol. Infect . 7 (5): 275–6. doi : 10.1046/j.1469-0691.2001.00241.x . PMID  11422256.
  5. ^ Ullrich, M, ред. (2009). Бактериальные полисахариды: текущие инновации и будущие тенденции . Caister Academic Press. ISBN 978-1-904455-45-5.
  6. ^ Уилсон, Бренда А.; Винклер, Малкольм Э.; Хо, Брайан Томас (2019). Бактериальный патогенез: молекулярный подход (4-е изд.). Вашингтон, округ Колумбия: ASM Press. п. 161. ИСБН 978-1-55581-940-8.
  7. ^ Minogue, TD; Daligault, HA; Davenport, KW; Bishop-Lilly, KA; Bruce, DC; Chain, PS; Chertkov, O.; Coyne, SR; Freitas, T. (2014-09-25). "Проект сборки генома штамма Neisseria lactamica типа A7515". Genome Announcements . 2 (5): e00951–14. doi :10.1128/genomeA.00951-14. PMC 4175205. PMID  25291770 . 
  8. ^ ab "Neisseria в базе данных PATRIC". PATRIC . 2017-02-26 . Получено 2017-02-26 .
  9. ^ Александр, Сара; Фазал, Мохаммед-Аббас; Бернетт, Эдвард; Дехир-Грэхэм, Ана; Оливер, Карен; Холройд, Нэнси; Паркхилл, Джулиан; Рассел, Джули Э. (2016-08-25). "Полная последовательность генома штамма Neisseria weaveri NCTC13585". Genome Announcements . 4 (4): e00815–16. doi :10.1128/genomeA.00815-16. PMC 5000823 . PMID  27563039. 
  10. ^ "вакцина против менингококковой группы B". Medscape . WebMD . Получено 16 декабря 2015 г. .
  11. ^ Seib KL, Rappuoli R (2010). «Сложность разработки вакцины против нейссерий». Neisseria: молекулярные механизмы патогенеза . Caister Academic Press. ISBN 978-1-904455-51-6.
  12. ^ Unemo M, Nicholas RA (декабрь 2012 г.). «Возникновение гонореи с множественной лекарственной устойчивостью, широкой лекарственной устойчивостью и неизлечимой болезнью». Future Microbiol . 7 (12): 1401–1422. doi :10.2217/fmb.12.117. PMC 3629839. PMID 23231489  . 
  13. ^ Cehovin A, Simpson PJ, McDowell MA, Brown DR, Noschese R, Pallett M, Brady J, Baldwin GS, Lea SM, Matthews SJ, Pelicic V (2013). «Специфическое распознавание ДНК, опосредованное пилином типа IV». Proc. Natl. Acad. Sci. USA . 110 (8): 3065–70. Bibcode : 2013PNAS..110.3065C. doi : 10.1073/pnas.1218832110 . PMC 3581936. PMID  23386723 . 
  14. ^ Дэвидсен Т., Родланд Э.А., Лагесен К., Сиберг Э., Рогнес Т., Тоньюм Т. (2004). «Смещенное распределение последовательностей поглощения ДНК в отношении генов поддержания генома». Нуклеиновые кислоты Рез . 32 (3): 1050–8. дои : 10.1093/nar/gkh255. ПМЦ 373393 . ПМИД  14960717. 
  15. ^ Caugant DA, Maiden MC (2009). «Менингококковое носительство и заболевание — популяционная биология и эволюция». Вакцина . 27 (Приложение 2): B64–70. doi :10.1016/j.vaccine.2009.04.061. PMC 2719693. PMID  19464092 . 
  16. ^ Michod RE, Bernstein H, Nedelcu AM (2008). «Адаптивное значение пола у микробных патогенов». Infect. Genet. Evol . 8 (3): 267–85. doi :10.1016/j.meegid.2008.01.002. PMID  18295550.
  17. ^ "IPNC - Neisseria.org". neisseria.org . Получено 2021-01-02 .
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Neisseria&oldid=1236124998"