Listeria monocytogenes -Listeria monocytogenes
| Listeria monocytogenes | |
|---|---|
|
|
| Pyyhkäisyelektronimikroskooppikuva ja Listeria monocytogenes . | |
Tieteellinen luokittelu 
|
|
| Verkkotunnus: | Bakteerit |
| Pylum: | Yritykset |
| Luokka: | Bacilli |
| Tilaus: | Bacillales |
| Perhe: | Listeriaceae |
| Suku: | Listeria |
| Laji: |
L. monocytogenes
|
| Binominen nimi | |
|
Listeria monocytogenes (E. Murray et ai. 1926) Pirie 1940
|
|
Listeria monocytogenes on patogeenisten bakteerien laji,joka aiheuttaa infektion listerioosin . Se on fakultatiivinen anaerobinen bakteeri, joka pystyy selviytymään hapen läsnä ollessa tai ilman. Se voi kasvaa ja lisääntyä isännän solujen sisällä ja on yksi virulenttisimmista elintarvikkeiden aiheuttamista taudinaiheuttajista: 20-30% elintarvikkeiden aiheuttamista listerioositartunnoista korkean riskin yksilöillä voi olla hengenvaarallisia. Vastuussa arviolta 1600 sairauksia ja 260 kuolemantapausta Yhdysvalloissa vuosittain, listerioosi kolmannella sijalla kuolemantapausten kokonaismäärä keskuudessa elintarvikeperäisten bakteeripatogeeneihin, jossa kuolleisuuslukemat ylittää jopa Salmonella spp. ja Clostridium botulinum . Vuonna Euroopan unionin , listerioosi seuraa nousussa alkaneen 2008, jolloin 2161 vahvistettua tapausta ja 210 raportoitu kuolemantapauksia vuonna 2014, 16% enemmän kuin vuonna 2013. listerioosi kuolleisuutta myös korkeammalle EU: n kuin muiden elintarvikkeiden välityksellä taudinaiheuttajia.
Listeria monocytogenes on Gram-positiivinen bakteeri Firmicutes- divisioonassa , joka on nimetty Joseph Listerin mukaan . Sen kyky kasvaa jopa 0 ° C: n lämpötiloissa sallii lisääntymisen tyypillisissä jäähdytyslämpötiloissa, mikä lisää huomattavasti sen kykyä välttää ihmisten elintarvikkeiden valvontaa. Liikkuvia kautta siimoja 30 ° C: ssa ja alle, mutta yleensä ei 37 ° C: ssa, L. monocytogenes voi sen sijaan liikkua eukaryoottisissa soluissa räjähtävä polymerointi on aktiini filamenteista (tunnetaan komeetta hännät tai aktiini rakettien).
Tutkimukset viittaavat siihen, että jopa 10% ihmisen ruoansulatuskanavasta voi olla L. monocytogenesin kolonisoima . Kuitenkin kliininen aiheutuviin L. monocytogenes ovat useammin tunnustettu eläinlääkärit , varsinkin kun meningoenkefaliitin vuonna märehtijöiden . Katso: listerioosi eläimillä .
Koska se on usein patogeeninen ja aiheuttaa vastasyntyneille aivokalvontulehdusta (hankittu transvaginaalisesti), raskaana olevia äitejä ei usein suositella olemaan syömättä pehmeitä juustoja, kuten Brie- , Camembert- , feta- ja queso blanco -freskoja , jotka voivat olla L. monocytogenes -bakteerin saastuttamia ja sallia niiden kasvun. . Se on kolmanneksi yleisin syy aivokalvontulehdukseen vastasyntyneillä. Listeria monocytogenes voi tartuttaa aivot, selkäytimen kalvot ja/tai isännän verenkierron nielemällä saastunutta ruokaa, kuten pastöroimatonta maitotuotetta tai raakaruokia.
Luokitus
L. monocytogenes on grampositiivinen , itiötä muodostamaton , liikkuva, fakultatiivisesti anaerobinen, sauvan muotoinen bakteeri. Se on katalaasipositiivinen ja oksidaasinegatiivinen ja ilmentää beeta-hemolysiinia, joka aiheuttaa punasolujen tuhoutumisen. Tällä bakteerilla on tyypillinen pyörteinen liikkuvuus valomikroskopialla katsottuna. Vaikka L. monocytogenes liikkuu aktiivisesti peritrichous flagellan avulla huoneenlämmössä (20–25 ° C), organismi ei synteesi flagellaa kehon lämpötiloissa (37 ° C).
Suvun Listeria kuuluu luokkaan Basillit ja järjestys Bacillales, joka sisältää myös Bacillus ja Staphylococcus . Listeria sisältää tällä hetkellä 10 lajia: L. fleischmannii, L. grayi, L. innocua, L. ivanovii, L. marthii, L. monocytogenes, L. rocourtiae, L. seeligeri, L. weihenstephanensis ja L. welshimeri. L. denitrificans , jota aiemmin pidettiin osana Listeria -sukua , luokiteltiin uudelleen uuteen Jonesia -sukuun . Sekä L. ivanovii että L. monocytogenes ovat patogeenisiä hiirillä, mutta vain L. monocytogenes liittyy jatkuvasti ihmisten sairauksiin. 13 serotyypit on L. monocytogenes voi aiheuttaa taudin, mutta enemmän kuin 90% ihmisen isolaateista kuulua vain kolme serotyyppiä: 1 / 2a, 1 / 2b, ja 4b. L. monocytogenes -serotyypin 4b kannat ovat vastuussa 33–35%: sta satunnaisista ihmisten tapauksista maailmanlaajuisesti ja kaikista merkittävistä ruoka -aineiden aiheuttamista epidemioista Euroopassa ja Pohjois -Amerikassa 1980 -luvun jälkeen.
Historia
EGD Murray (Everitt George Dunne Murray) kuvasi ensimmäisen kerran L. monocytogenesia vuonna 1924 kuuden nuorten kanien äkillisen kuoleman tapauksen perusteella ja julkaisi kuvauksen kollegoidensa kanssa vuonna 1926. Murray viittasi organismiin nimellä Bacterium monocytogenes ennen kuin Harvey Pirie muutti suvun nimen Listeriaksi vuonna 1940. Vaikka kliinisiä kuvauksia L. monocytogenes -infektiosta sekä eläimillä että ihmisillä julkaistiin 1920 -luvulla, sitä ei pidetty merkittävänä vastasyntyneen infektion syynä. , sepsis ja aivokalvontulehdus vuoteen 1952 asti Itä -Saksassa . Listerioosi aikuisilla myöhemmin liittynyt asuville potilaille, joilla on heikentynyt immuunijärjestelmä, kuten yksilöt ottaen immunosuppressanttilääkkeet ja kortikosteroideja varten maligniteettien tai elinsiirrot, ja ne, joilla on HIV-infektio.
L. monocytogenes tunnistettiin kuitenkin syynä ruokaperäisiin sairauksiin vasta vuonna 1981. Listerioosin puhkeaminen Halifaxissa , Nova Scotiassa , johon liittyi 41 tapausta ja 18 kuolemaa, pääasiassa raskaana olevilla naisilla ja vastasyntyneillä, liittyi epidemiologisesti L. monocytogenesin saastuttaman lampaanlannan saastuttaman kaali -salaatin kulutukseen. Sittemmin on raportoitu useita tapauksia elintarvikkeiden aiheuttamasta listerioosista, ja L. monocytogenes on nykyään laajalti tunnustettu tärkeäksi riskiksi elintarviketeollisuudessa.
Patogeneesi
_409-14,_Figure_1.png)
Invasiivinen infektio mukaan L. monocytogenes aiheuttaa taudin listerioosia. Kun infektio ei ole invasiivinen, mitä tahansa infektion seurauksena olevaa sairautta kutsutaan kuumeiseksi gastroenteriitiksi. Listerioosin ilmenemismuotoja ovat sepsis, aivokalvontulehdus (tai meningoenkefaliitti ), enkefaliitti , sarveiskalvon haavauma, keuhkokuume ja kohdunsisäinen tai kohdunkaulan infektio raskaana oleville naisille, mikä voi johtaa spontaaniin aborttiin (toisesta kolmanteen kolmannekseen) tai kuolleena syntymiseen . Fetateriaalisen listerioosin eloonjääneet vastasyntyneet voivat kärsiä granulomatosis infantiseptica - pyogeenisistä granuloomista, jotka ovat jakautuneet koko kehoon - ja voivat kärsiä fyysisestä hidastumisesta. Influenssan kaltaiset oireet, mukaan lukien jatkuva kuume, yleensä edeltävät edellä mainittujen sairauksien alkamista. Ruoansulatuskanavan oireet, kuten pahoinvointi, oksentelu ja ripuli , voivat edeltää vakavampia listerioosin muotoja tai ne voivat olla ainoita ilmaistuja oireita. Ruoansulatuskanavan oireet liittyivät epidemiologisesti antasidien tai simetidiinin käyttöön . Vakavien listerioosin muotojen alkamisaikaa ei tunneta, mutta se voi vaihdella muutamasta päivästä 3 viikkoon. Ruoansulatuskanavan oireiden alkamisaikaa ei tunneta, mutta todennäköisesti yli 12 tuntia. Varhainen tutkimus ehdotti, että L. monocytogenes on ainutlaatuinen gram-positiivisia bakteereja, että se voisi omistaa lipopolysakkaridi , joka toimii endotoksiinia . Myöhemmin sen ei todettu olevan todellinen endotoksiini. Listeria- soluseinät sisältävät johdonmukaisesti lipoteikohappoja , joissa glykolipidiosa, kuten galaktosyyliglukosyylidiglyseridi, on kovalenttisesti kytketty teichoic-hapon terminaaliseen fosfomonoesteriin. Tämä lipidialue kiinnittää polymeeriketjun sytoplasmakalvoon. Nämä lipoteikohapot muistuttavat sekä rakenteeltaan että toiminnaltaan gramnegatiivisten bakteerien lipopolysakkarideja, koska ne ovat ainoita amfipaattisia polymeerejä solun pinnalla.
L. monocytogenesin pinnalla on D-galaktoositähteitä, jotka voivat kiinnittyä isäntäsoluseinien D-galaktoosireseptoreihin. Nämä isäntäsolut ovat yleensä M -soluja ja Peyerin laastareita suolen limakalvosta. Kun L. monocytogenes on kiinnitetty näihin soluihin, se voi siirtyä suoliston kalvon ohi ja kehoon.
L. monocytogenesin tarttuva annos vaihtelee kannan ja uhrin herkkyyden mukaan. Raa'an tai oletetusti pastöroidun maidon kautta tartunnan saaneista tapauksista voidaan turvallisesti olettaa, että taudille alttiilla henkilöillä alle 1000 organismia voi aiheuttaa sairauksia. L. monocytogenes voi tunkeutua ruoansulatuskanavan epiteeliin. Kun bakteeri tulee isännän monosyyteihin , makrofageihin tai polymorfonukleaarisiin leukosyyteihin , siitä tulee veren välityksellä (sepsis) ja se voi kasvaa. Sen läsnäolo solunsisäisesti fagosyyttisoluissa sallii myös pääsyn aivoihin ja todennäköisesti siirtymisen sikiöön sikiöön raskaana olevilla naisilla. Tätä prosessia kutsutaan "troijalaisen hevosen mekanismiksi". L. monocytogenesin patogeneesi perustuu sen kykyyn selviytyä ja lisääntyä fagosyyttisissä isäntäsoluissa. Näyttää siltä, että Listeria kehittyi alun perin tunkeutumaan suoliston kalvoihin solunsisäisenä infektiona ja kehitti siihen kemiallisen mekanismin. Tähän liittyy bakteeriproteiini internaliini (InlA/InlB), joka kiinnittyy proteiiniin suoliston solukalvolla "kadheriini" ja sallii bakteerien tunkeutua soluihin vetoketjun avulla. Näitä tarttuvuusmolekyylejä löytyy myös kahdesta muusta ihmisessä epätavallisen kovasta esteestä-veri-aivoesteestä ja sikiön ja istukan esteestä, ja tämä voi selittää L. monocytogenesin ilmeisen affiniteetin aivokalvontulehduksen aiheuttamiseen ja vauvojen kohdussa . Ollessaan solun sisällä L. monocytogenes happamoittaa nopeasti sen ympärille muodostuvan vakuolin ontelon solun tulon aikana aktivoidakseen listeriolysiini O: n, kolesterolista riippuvan sytolysiinin, joka kykenee hajottamaan tyhjiökalvon. Tämä vapauttaa taudinaiheuttajan ja antaa sille pääsyn solun sytosoliin, jossa se jatkaa patogeneesiään. Liikkuvuutta solunsisäisessä tilassa tarjoaa aktiinikokoonpanoa indusoiva proteiini, jonka avulla bakteerit voivat käyttää isäntäsolun aktiinipolymerointilaitteistoa polymeroidakseen sytoskeletonin antamaan "vauhtia" bakteerisolulle, jotta se voi liikkua solussa. Sama mekanismi mahdollistaa myös bakteerien kulkemisen solusta soluun.
Patogeneesin säätely
L. monocytogenes voi toimia saprofyyttinä tai taudinaiheuttajana ympäristöstään riippuen. Kun tämä bakteeri on läsnä isäntäorganismissa, koorumin tunnistaminen ja muut signaalit aiheuttavat useiden virulenssigeenien ylössäätelyn. Riippuen bakteerin sijainnista isäntäorganismissa, eri aktivaattorit säätelevät virulenssigeenejä ylöspäin. SigB, vaihtoehtoinen sigma-tekijä , säätelee Vir- geenejä suolistossa, kun taas PrfA säätelee geeniekspressiota, kun bakteeri on läsnä veressä. L. monocytogenes havaitsee myös pääsyn isäntään tutkimalla saatavilla olevia ravintoaineita. Esimerkiksi L-glutamiini , runsas typpilähde isännässä, indusoi virulenssigeenien ilmentymisen L. monocytogenesissa . Vähän tiedetään, miten tämä bakteeri vaihtaa saprofyytin ja taudinaiheuttajan välillä; useiden koodaamattomien RNA: iden uskotaan kuitenkin tarvittavan tämän muutoksen aikaansaamiseksi.
Sukulinjojen patogeenisyys
L. monocytogenesilla on kolme erillistä sukua, joilla on erilaiset kehityshistoriat ja patogeeniset mahdollisuudet. Lineage I -kannat sisältävät suurimman osan ihmisen kliinisistä isolaateista ja kaikista ihmisen epidemiaklooneista, mutta ne ovat aliedustettuina eläinten kliinisissä isolaateissa. Lineage II -kannat ovat yliedustettuina eläinkokeissa ja aliedustettuina ihmisen kliinisissä tapauksissa, ja ne ovat yleisempiä ympäristö- ja elintarvikenäytteissä . Lineage III -isolaatit ovat hyvin harvinaisia, mutta huomattavasti yleisempiä eläimillä kuin ihmisillä.
Tunnistus
Anton -testiä käytetään tunnistamaan L. monocytogenes ; viljelmän tiputtaminen kanin tai marsun sidekalvopussiin aiheuttaa vakavan keratokonjunktiviitin 24 tunnin kuluessa.
Listerialajit kasvavat kasvualustalla, kuten Mueller-Hinton-agar. Tunnistaminen paranee, jos primääriviljelmät tehdään lammasveriä sisältävällä agarilla, koska hemolyysille ominainen pieni vyöhyke voidaan havaita pesäkkeiden ympärillä ja alla. Eristystä voidaan tehostaa, jos kudosta pidetään 4 ° C: ssa muutamia päiviä ennen bakteriologiseen väliaineeseen siirtämistä. Organismi on fakultatiivinen anaerobi ja katalaasipositiivinen ja liikkuva. Listeria tuottaa happoa, mutta ei kaasua, kun fermentoi erilaisia hiilihydraatteja. Liikkuvuus huoneenlämmössä ja hemolysiinin tuotanto ovat ensisijaisia havaintoja, jotka auttavat erottamaan Listerian Corynebacteriumista .
Elintarvikkeiden analysointimenetelmät ovat monimutkaisia ja aikaa vieviä. Nykyinen Yhdysvaltain FDA -menetelmä, tarkistettu syyskuussa 1990, vaatii 24 ja 48 tunnin rikastamisen, jota seuraa lukuisia muita testejä. Tunnistamiseen kuluva kokonaisaika kestää viidestä seitsemään päivää, mutta tiettyjen ei-radioleimattujen DNA-koettimien ilmoittamisen pitäisi pian mahdollistaa yksinkertaisempi ja nopeampi vahvistus epäillyistä isolaateista.
Rekombinantti-DNA-tekniikka voi jopa sallia kahden tai kolmen päivän positiivisen analyysin tulevaisuudessa. Tällä hetkellä FDA tekee yhteistyötä mukauttaakseen menetelmänsä hyvin pienen määrän organismien määrittämiseksi elintarvikkeissa.
Hoito
Kun listeric aivokalvontulehdus tapahtuu, yleinen kuolleisuus voi olla jopa 70%, mistä sepsis 50%, ja syntymänjälkeisestä / vastasyntyneiden infektioiden suurempi kuin 80%. Raskauden aikaisissa infektioissa äiti selviytyy yleensä. On raportoitu onnistuneesta hoidosta parenteraalisella penisilliinillä tai ampisilliinilla . Trimetopriimisulfametoksatsolin on osoitettu olevan tehokas penisilliinille allergisille potilaille.
Bakteriofagi, Listeria -faagi P100 , on ehdotettu elintarvikelisäaineeksi L. monocytogenesin torjumiseksi . Useat yritykset ovat kehittäneet bakteriofagihoitoja. Sekä EBI Food Safety että Intralytix sisältävät tuotteita, jotka soveltuvat bakteerin hoitoon. Yhdysvaltain elintarvike- ja lääkevirasto (FDA) hyväksyi kuuden Intralytixin bakteriofagin cocktailin ja EBI Food Safety -yhtiön yhden tyyppisen faagituotteen, joka on tarkoitettu L. monocytogenesin tappamiseen . Käyttötarkoituksiin kuuluisi mahdollisesti ruiskuttaminen hedelmille ja syötäväksi kelpaavalle lihalle, kuten viipaloidulle kinkulle ja kalkkunalle.
Käytä transfektiovektorina
Koska L. monocytogenes on solunsisäinen bakteeri, joissakin tutkimuksissa on käytetty tätä bakteeria vektorina geenien toimittamiseen in vitro . Nykyinen transfektiotehokkuus on edelleen heikko. Yksi esimerkki menestyksekäs käyttö L. monocytogenes in in vitro siirto teknologian on toimituksen geeniterapioiden kystinen fibroosi tapauksissa.
Syövänhoito
Listeria monocytogenesia tutkitaan syövän immunoterapiana useille syöpätyypeille.
Elävää heikennettyä Listeria monocytogenes -rokotetta , ADXS11-001 , kehitetään mahdollisena kohdunkaulasyövän hoitona .
Epidemiologia
Tutkijat ovat löytäneet Listeria monocytogenesia vähintään 37 nisäkäslajista , sekä kotieläimistä että luonnonvaraisista, sekä vähintään 17 lintulajista ja mahdollisesti joistakin kala- ja äyriäislajeista . Laboratoriot voivat eristää Listeria monocytogenes peräisin maaperästä , säilörehu ja muiden ympäristötekijöiden lähteistä. Listeria monocytogenes on melko kestävä ja kestää jäätymisen, kuivumisen ja lämmön haitallisia vaikutuksia bakteerille, joka ei muodosta itiöitä. Useimmat Listeria monocytogenes -kannat ovat jossain määrin patogeenisiä.
Infektioreitit
Listeria monocytogenes on liittynyt tällaisia elintarvikkeita raaka maito , pastöroitu nestemäinen maito, juustot (erityisesti pehmeä-kypsyneitä lajikkeet), kovaksi keitetyt munat, jäätelöä , raaka vihannekset , fermentaat-lihaa makkaraa , raaka ja kypsennetty siipikarjan , raaka liha ( kaikenlaisia) sekä raakaa ja savustettua kalaa . Useimmat bakteerit voivat selviytyä lähellä pakkasta, mutta eivät pysty absorboimaan ravinteita, kasvamaan tai lisääntymään; kuitenkin, L. monocytogenes on kyky kasvaa niinkin alhaisissa lämpötiloissa kuin 0 ° C, mikä sallii eksponentiaalinen lisääntyminen jääkaapissa elintarvikkeissa. Jäähdytyslämpötilassa, kuten 4 ° C, rautarautamäärä voi vaikuttaa L. monocytogenesin kasvuun .
Tarttuva sykli
Infektion ensisijainen paikka on suoliston epiteeli, jossa bakteerit tunkeutuvat ei -fagosyyttisiin soluihin "vetoketjun" mekanismin kautta. Imeytymistä stimuloidaan sitomalla listeriaaliset sisäinsiinit (Inl) isäntäsolun adheesiotekijä E- kadheriiniin tai Met ( c-Met ), hepatosyyttien kasvutekijään. Tämä sitoutuminen aktivoi tiettyjä Rho-GTPaaseja, jotka sitovat ja stabiloivat myöhemmin Wiskott Aldrichin oireyhtymäproteiinia (WAsp). WAsp voi sitten sitoa Arp2/3 -kompleksin ja toimia aktiinin ydintämispisteenä. Myöhempi aktiinipolymerointi luo "fagosyyttisen kupin", aktiinipohjaisen rakenteen, jonka fagosyytit normaalisti muodostavat vieraiden materiaalien ympärille ennen endosytoosia. Sisäisen sitoutumisen nettovaikutus on hyödyntää isännän liitoksenmuodostuslaitetta bakteerin sisäistämiseen. L. monocytogenes voi myös hyökätä fagosyyttisoluihin (esim. Makrofageihin ), mutta se vaatii vain sisäisiä sisäelimiä ei -fagosyyttisten solujen hyökkäykseen.
Sisäistämisen jälkeen bakteerin on poistuttava vakuolista/fagosomista, ennen kuin fuusio lysosomin kanssa voi tapahtua. Kolme tärkeintä virulenssitekijää, jotka sallivat bakteerin poistumisen, ovat listeriolysiini O (LLO-koodaama hly ) -fosfolipaasi A (koodaa plcA ) ja fosfolipaasi B ( plcB ). LLO: n ja PlcA: n eritys häiritsee tyhjiökalvon ja sallii bakteerin paeta sytoplasmaan, missä se voi lisääntyä.
Kerran sytoplasmassa L. monocytogenes hyödyntää isäntäaktiinia toisen kerran. ActA -proteiinit, jotka liittyvät vanhaan bakteerisolun napaan (on bacillus, L. monocytogenes septates solun keskellä, joten sillä on yksi uusi napa ja yksi vanha napa), kykenevät sitomaan Arp2/3 -kompleksin ja indusoimaan siten aktiinin nukleaation tietty alue bakteerisolun pinnalla. Aktiinipolymerointi työntää sitten bakteerin yksisuuntaisesti isäntäsolukalvoon. Naapurisolu voi sisäistää muodostuneen ulkoneman, jolloin muodostuu kaksikalvinen tyhjiö, josta bakteerin on poistuttava LLO: ta ja PlcB: tä käyttäen. Tämä suora solusta soluun leviämisen tapa sisältää solumekanismin, joka tunnetaan nimellä parasytofagia .