Brachyspira
| Brachyspira | |
|---|---|
| Vetenskaplig klassificering | |
| Domän: | Bakterie |
| Provins: | Spirochaetota |
| Klass: | Spirochaetia |
| Beställa: | Brachyspirales |
| Familj: | Brachyspiraceae |
| Släkte: |
Brachyspira Hovind-Hougen et al. 1983 non Foliella non Pfeiffer 1855 |
| Typ art | |
|
Brachyspira aalborgi Hovind-Hougen et al. 1983
|
|
| Arter | |
|
|
| Synonymer | |
|
|
Brachyspira är ett släkte av bakterier som klassificeras inom phylum Spirochaetota .
Brachyspira-arter inkluderar patogener hos grisar, fåglar, hundar och människor.
B. pilosicoli koloniserar miljontals människor över hela världen, vilket leder till mänsklig intestinal spiroketos , en kronisk, intermittent vattnig diarré som är mycket underdiagnosticerad på grund av bristen på ett enkelt diagnostiskt verktyg för läkare. Multiplex qPCR är lovande diagnostiska verktyg, eftersom Brachyspira inte växer på konventionella medier.
B. pilosicoli orsakar också fågelspiroketos: fåglar kan betraktas som den naturliga reservoaren.
B. hyodysenteriae leder till diarrésjukdomar hos växande grisar över hela världen, vilket orsakar den så kallade svindysenterin, typhlocolit eller svintarmspiroketos , vilket bidrar till stora "produktionsförluster" inom agrobranschen.
Vissa arter som B. innocens eller B. intermedia verkar vara mindre virulenta.
Fylogeni
Den för närvarande accepterade taxonomin är baserad på listan över prokaryota namn med stående i nomenklaturen (LPSN) och National Center for Biotechnology Information (NCBI).
| 16S rRNA-baserad LTP _12_2021 | GTDB 07-RS207 av Genome Taxonomy Database | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
|
Evolutionshypotes
Det är intressant att tänka på att Brachyspira kan vara den felande länken mellan oberoende gramnegativ och så småningom internaliserade organismer som Mitokondrier . Man skulle kunna föreställa sig följande fylogenetiska väg: gramnegativa fria invånare -> spiroketer fästa till cellcytoskelett och som uttrycker poriner som skapar cytoplasmatiska broar och genomkomplementaritet mellan parasit och modercell -> rickettsia med full internalisering --> permanent intracellulär värd = mitokondrien
Patogenes av human intestinal spiroketos (HIS)
Brachyspira-bakterier har utvecklat en parasitisk livsstil genom genomisk reduktion (~2,5 till 3,3 Mb) jämfört med andra gramnegativa bakterier (~5 Mb).
Människor blir infekterade genom intag av smutsigt vatten, möjligen genom att simma i vatten som innehåller bakterierna eller genom direkt oral exponering för förorenad avföring (utomhusstammar, råa äggätare, slumbor utan sanitet, MSM).
Genomhomologier mellan Borellia, Treponema och Brachyspira innebär att Brachyspira förväntas:
- importera kolhydrater och korta fettsyror (6->3 kol) för dess energibehov från kolonlumen,
- simma till och genom (viscotaxis) mucinlager tack vare dess spiroidform och flagellum (se film ),
- fäster till kolonocyter apikalt och till varandra i sidled,
- därigenom skapas ett kontinuerligt lager av bakterieceller som kan motstå avföringsrörelser in vivo: detta är den patognomoniska borstkanten [1] som ses i histologin på kolonbiopsier
- det återstår fortfarande att klarlägga om Brachyspira, som Borrelia, kan fästa vid decorin och utvecklas i lös bindväv och invadera andra vävnader,
- När det gäller borrelia och syfilis kan Brachyspira kanske translokera till sädesblåsor där den skulle hitta en annan nisch "utanför" kroppen med muciner att invadera, epitel att fästa och glukos tillgängligt. Brachyspira kan vara en sexuellt överförbar sjukdom i MSM-samhällen via ano-oral väg men också penetrerande väg.
När Brachyspira väl är fäst apikalt till enterocyten, gömd till den naturliga och förvärvade immuniteten av slemskiktet och upptar en nisch som andra bakterier inte kan använda, uttrycker Brachyspira med största sannolikhet vid sin spets poriner [2] vilket gör att den kan importera aminosyrorna från kolonocytens cytoplasma och nukleinsyror som är nödvändiga för att replikera.
Det har också visat sig att Brachyspira skapar en miljö som är gynnsam för dess rörelse genom att uppreglera mucinuttrycket: den skapar sin egen nisch.
Kliniska manifestationer i humanmedicin
Publikationer tenderar nu att påpeka att Brachyspira-kolonisering inte bör betraktas som ofarlig kommensalism:
- Kronisk diarré
- Irritabel tarm
- Akut tarmsmärta
- Ulcerös kolit
- Posttranslokation spiroketemi och kardiogen chock
Antibiotikabehandling och resistens inom humanmedicin
Behandling med 10 dagars co-amoxicillin 1g bid + metronidazol 500 tid verkar ge mycket goda resultat på buksymtom. Det rekommenderas att administrera Saccharomyces boulardii en gång om dagen under denna antibiotikakur.
Doxycyklinresistens har dokumenterats och bör undvikas. [ citat behövs ]
Antibiotikabehandling och resistens inom veterinärmedicin
Veterinärmedicinska antibiotika som används för att behandla grisar med dysenteri på grund av Brachyspira-arter inkluderar lincosamiden lincomycin, jonoforen salinomycin, kinoxalinkarbadoxen , pleuromodulinerna tiamulin och valnemulin , såväl som aminoglykosiden gentamicin som används i humant antibiotikum .
Brachyspira -resistens mot ovanstående antibiotika har rapporterats allt oftare. Även om inga antimikrobiella brytpunkter från Clinical and Laboratory Standards Institute ( CLSI) för Brachyspira har fastställts , anses resistens mot pleuromodulinerna tiamulin och valnemulin vid MIC ≥ 2 µg/ml. Resistens mot pleuromoduliner är viktigt, eftersom de är antibiotika av "sista utväg"; Från och med 2001 var de de enda antibiotika med tillräckliga för hämmande koncentration (MIC) kvar för att behandla svindysenteri i Sverige, enligt Statens veterinärmedicinska anstalt i Uppsala.
Antibiotikaresistens varierar beroende på geografisk region och utvecklas inte lika snabbt i isolat i USA som har setts i isolat från andra länder. Tiamulinresistens beskrevs först 1996 i Ungern och rapporterades därefter från andra länder i Europa och Asien. I Spanien rapporterades 7,4 % av isolaten från Brachyspira vara venamulinresistenta och 17,6 % var tiamulinresistenta 2009. I Sverige var 10-15 % av B. pilosicoli mellan 2002 och 2010 resistenta mot tiamulin (μg >4 μg > /ml), och en gradvis ökning av tiamulin-MIC sågs i B. hyodysenteriae mellan 1990 och 2003, vilket sedan dess har platåerats.
Minskad känslighet för lincomycin men inte för tiamulin hittades bland polska isolat.
I USA var resistens hos Brachyspira-arter insamlade 2008–2010 vanligt endast mot lincomycin (80 % hade MIC på 32 eller 64), MIC var måttligt höga mot gentamicin, medan resistens mot valnemulin (4,7 %) och tiamulin (3,2 % av isolaten) ) var ännu ovanligt, som rapporterats i den enda amerikanska studien hittills, från Iowa.
Användningen av pleuromoduliner i amerikanska livsmedelsdjur rapporteras inte separat i US Food and Drug Administrations årliga Animal Drug User Fee Act (ADUFA) rapport, "Antimicrobials Sold or Distributed for Use in Food-Producing Animals". Mängden 190 ton lincosamider som används är dock betydande per ADUFA; antibiotika som användes i USA i matdjur 2011 var: jonoforer 4 123 259 kg, aminoglykosider 214 895 kg och lincosamider 190 101 kg.
Mikrobiologisk identifiering
Brachyspira är kapabla till hemolys, vars grad har använts för att karakterisera dem, med B. hyodysenteriae som visar stark beta-hemolys medan B. pilosicoli, B. intermedia, B. murdochii och B. innocens har beskrivits som svagt hemolytiska. I en nyligen genomförd studie från Iowa State University visade dock alla (10/10) B. intermedia -isolat, 91 % (9/11) av Brachyspira spp. isolat och 20 % (2/6) av B. pilosicoli isolat från gårdar i North Carolina (36), Iowa (23), Minnesota (9), Nebraska (3), Michigan (2), Illinois (2), Missouri (1), North Dakota (1), South Dakota (1) och Ohio (1), visade stark beta-hemolys.
Nyligen tycks kvantitativ PCR vara ett mer känsligt sätt att identifiera Brachyspira, som globalt sett är en mycket kräsen bakterie att växa.
Förändring i ekologi
I USA försvann Brachyspira-associerad grissjukdom och isolering av Brachyspira-arter från svin med diarrésjukdom i stort sett från svinbesättningar i slutet av 1990-talet och början av 2000-talet, men återkom i mitten av 2000-talet av okänd anledning.
En studie från 2011 av isolat från svinbesättningar från Mellanvästern beskrev stora förändringar i Brachyspira spp-frekvens och hemolys, dvs patogenicitet: majoriteten av isolerade Brachyspira-arter ansågs tidigare vara minimalt patogena eller kommensala, som Brachyspira murdochi (27 %) eller nya/oklassificerbara arter (Brachyspira-arter ) . 25 %), medan endast 40,5 % av 79 isolat från sjuka grisar kunde bekräftas som de klassiska patogenerna B. hyodysenteriae eller Brachyspira pilosicoli genom PCR. Brachyspira-arter som tidigare endast hade förmåga till svag hemolys, som B. intermedia och B. pilosicoli, visade sig producera stark hemolys. De identifierades också ofta från sjuka svin, vilket tyder på att de är nya patogener.
En övertygande förklaring till denna förändring i epidemiologi och ekologi är selektion genom den ökande användningen av antibiotika hos grisar (t.ex. som tillväxtfrämjare), eftersom B. murdochii och oklassificerbara Brachyspira spp. är mindre mottagliga för antimikrobiella medel än de tidigare etablerade Brachyspira-patogenerna.
