Neorickettsia risticii
|
|
| Neorickettsia risticii | |
|---|---|
| Neorickettsia risticii fylogenetiskt träd baserat på 16S rRNA-gensekvenser | |
| Vetenskaplig klassificering | |
| Domän: | |
| Provins: | |
| Klass: | |
| Beställa: | |
| Familj: | |
| Släkte: | |
| Arter: |
N. risticii
|
| Binomialnamn | |
|
Neorickettsia risticii (Dumler et al., 2001) |
|
| Synonymer | |
|
Ehrlichia risticii |
|
Neorickettsia risticii , tidigare Ehrlichia risticii, är en obligat intracellulär gramnegativ bakterie som typiskt lever som en endosymbiont till parasitära plattmaskar, speciellt flukes. N. risticii är det kända orsakande medlet för häst neorickettsiosis (även känd som Potomac horse fever (PHF)), som har fått sitt namn från sin upptäckt nära Potomac River i Maryland och Virginia. N. risticii återfanns först från hästar i denna region 1984 men erkändes inte som orsakande agent för PHF förrän 1979. Potomac hästfeber är för närvarande endemisk i USA men har också rapporterats med lägre frekvens i andra regioner, inklusive Kanada , Brasilien, Uruguay och Europa. PHF är ett tillstånd som är kliniskt viktigt för hästar eftersom det kan orsaka allvarliga symtom som feber, diarré, kolik och fångsinflammation. PHF har en dödlighet på cirka 30 %, vilket gör detta tillstånd till ett av bekymmer för hästägare i endemiska regioner. N. risticii förvärvas vanligtvis i mitten till sensommaren nära sötvattenströmmar eller floder, såväl som på bevattnade betesmarker. Detta är en säsongsinfektion eftersom den är beroende av intag av en leddjursvektor, som är vanligare på betesmarker under sommarmånaderna. Även om N. risticii är ett välkänt orsakande medel för PHF hos hästar, kan det fungera som en potentiell patogen även hos katter och hundar. N. risticii har inte bara framgångsrikt odlats från monocyter från hundar och katter, utan katter har blivit kliniskt sjuka efter experimentell infektion med bakterierna. Dessutom N. risticii isolerats och odlats från humana histiocytiska lymfomceller.
Taxonomi, morfologi och identifiering
Neorickettsia risticii är medlem av ordningen Rickettsiales och familjen Anaplasmataceae inom klassen Alphaproteobacteria . N. risticii är obligata intracellulära organismer av hästmonocyter/makrofager och glandulärt tarmepitel. Enskilda organismer är små, pleomorfa (koccoid till ellipsoidal) gramnegativa aerober som saknar LPS och peptidoglykan i sina cellväggar. De har två cellformer: en retikulär kroppsform som är stor och lätt, och en mindre elementär kroppsform som är elektrontät. De kan existera som individuella celler eller som morulae (kolonier som till utseendet liknar mullbär ) och replikera i parasitofora vakuoler via binär fission i värdcellen. Identifiering kan göras baserat på cellkulturisolering, serologi eller PCR-analys. N. risticii identifieras dock sällan i monocyter från perifera blodutstryk. PCR-analyser kan utföras på blod och avföring (identifiering antemortem) eller på färska eller formalinfixerade vävnader (postmortem identifiering). N. risticii kan ses med hjälp av ljusmikroskopi med en mängd olika fläckar: Giemsa- och Romanowsky -fläckar kommer att markera bakterierna mörkblå till lila, Machiavello färgas rött och hematoxylin eosin (H&E) kommer att färgas ljusblått.
Överföring
Det exakta överföringssättet för N. risticii har varit obestämt i många år på grund av dess komplexa livscykel. N. risticii överförs vertikalt inuti en trematod (fluke), Acanthatrium oregonense , och överföringen av N. risticii är nära relaterad till flikens livscykel. När fliken utvecklas och kommer in i nästa värd, förs N. risticii vidare till nästa värd tillsammans med den. Det föreslagna överföringssättet involverar två mellanvärdar (en vattensnigel och en vatteninsekt som torfflugor och majflugor). Flockens ägg intas av en vattenlevande snigel. Sedan utvecklas cercaria-formen av flocken och kommer ut från snigeln till miljön. Cercaria invaderar sedan den andra mellanvärden, larv- eller nymfstadiet hos en vatteninsekt. Cercaria utvecklas till en metacercaria när insekten utvecklas till en vuxen. Den vuxna insekten intas sedan av en insektsätare som en fladdermus eller en svala. Man tror att fladdermöss och svalor fungerar som de definitiva värdarna för fluke och naturliga reservoarer av N. risticii .
Det föreslås att hästar kan exponeras för N. risticii genom två vägar. Hästar kan exponeras genom hudpenetrering av infekterade cercaria-form av fluke. Detta ses ofta när hästar betar nära förorenade vattenkällor. En annan exponeringsväg är genom att direkt inta den andra mellanvärden, vattenlevande insekter, som innehåller de infekterade metacerkarierna.
Patogenes
Det föreslås att N. risticii är en obligat intracellulär bakterie som föredrar att replikera i värdens monocyter . När en gång fagocyterats av monocyten förhindrar patogenen lysosomal fusion med fagosomen och undkommer således värdens försvarsmekanism. När N. risticii väl etablerar infektion inuti värden är de primära målen epitelcellerna, mastcellerna och makrofagerna som finns i värdens tjocktarm. De infekterade tarmepitelcellerna lider av försämrad elektrolyttransport och förlust av mikrovilli, vilket bidrar till minskad elektrolytabsorption och ökad vattenförlust i tjocktarmen. Därför är diarré ett av de vanligaste kliniska tecknen på häst neorickettsiosis.
Klinisk signifikans
Neorickettsia risticii är den smittsamma orsaken till Equine neorickettsiosis, eller den allmänt kallade Potomac Horse Fever (PHF). Denna sjukdom förvärvas när hästar får i sig en trematodvärd som är infekterad med bakterierna. På grund av förekomsten av leddjursvektorn verkar det som om denna sjukdom är oroande på sommaren, när varmare väder tillåter dessa vektorer att finnas på betesmarker. N. risticii kan stanna inne i dessa trematoder genom deras utvecklingsstadier och kan också överföras till framtida generationer genom en transovarial överföringsväg . När hästen väl är smittad är den inte smittsam för andra hästar, eftersom infektionen måste spridas genom mellanvärdens intag.
Denna sjukdom kan göra att hästar blir febriga, får flytande diarré, de kan visa ett lugnt uppträdande, gå ur maten, vilket kan leda till kolik och fångsinflammation . Intestinala lesioner som tidigare setts med PHF inkluderar uttalad enterokolit med ulcerösa erosioner och uppenbar minskning av villusprojektioner. Lesionerna kommer att resultera i att hästen får svår mag-tarmsjukdom och minskad förmåga att ta upp näringsämnen. Lesioner som var kopplade till närvaron av bakterierna i blodet inkluderar hepatit, njurtubuliinflammation, förlust av njurartärblodtillförsel och inflammation i binjurarna. Det finns också förändringar i blodet som svar på infektion, och tidig PHF kan resultera i minskade vita blodkroppar, inklusive låga neutrofiler och låga lymfocyter, medan progression av PHF kan resultera i ett inflammatoriskt svar och ökade vita blodkroppar. Replikering av N. risticii sker inom epitelslemhinnan i tarmarna och i myeloidceller såsom makrofager, monocyter och mastceller. Tillståndet kan vara dödligt hos 3 av 10 hästar som är infekterade, men upp till 1/3 av de smittade hästarna har visat sig vara asymtomatiska, så det finns variation i sjukdomspresentationen. På grund av de allvarliga symtom som är förknippade med sjukdomen och dödligheten är detta tillstånd ett problem för hästägare.
Om ett dräktigt sto är infekterat med N. risticii och har symtom på PHF finns det en chans att det kan orsaka abort och skador hos fostret. Studier har gjorts på ston som infekterats antingen naturligt eller artificiellt med N. risticii och genomgått abort. Fostren hade lesioner av leverinflammation, hjärtinflammation, enterokolit och inflammation i mesenteriska lymfkörtlar. Abort verkar vara en anmärkningsvärd komplikation av PHF, vilket visades i en studie som infekterade dräktiga ston med N. risticii vilket resulterade i abort hos drygt hälften av försökspersonerna. Denna infektion orsakar inte inflammation i moderkakan, och lesioner saknas i allmänhet från moderkakan eller är mycket små, men den orsakar skador i själva fostret, vilket är ganska unikt. PHF är inte en väldokumenterad orsak till abort hos hästar och väljs ofta inte som differentialdiagnos. Det kan dock hävdas att N. risticii kräver mer forskning inom detta område, och kan vara en vanligare orsak till abort hos häst än man tidigare trott.
Diagnostik
Diagnos av Potomac Horse Fever (PHF) är oftast baserad på serologiska tekniker och kräver därför att man tar ett blodprov från en infekterad häst. Neorickettsia risticii detekteras i blodet med hjälp av ett indirekt immunfluorescerande antikropp (IFA)-test eller genom PCR -identifikation. Det serologiska IFA-testet detekterar förekomsten av IgG- och IgM-antikroppar mot N. risticii i blodet, men skiljer inte på om ett djur är aktivt infekterat eller har haft tidigare exponering. Användningen av IFA vid en enda tidpunkt ger inte en korrekt diagnos och kräver därför IFA-testning vid flera tidpunkter för att detektera ökande antikroppstitrar. Ökande antikroppstitrar i samband med kliniska tecken tyder på en aktiv PHF-infektion. PCR-analyser kan utföras på både blod och avföring från ett infekterat djur och möjliggör detektering av N. risticii i dessa prover. PCR är det valda testet på vaccinerade djur eftersom dessa djur kommer att ha antikroppar mot N. risticii, vilket stör IFA-testet.
Cellkulturisolering kan också användas för detektion och isolering av Neorickettsia risticii , även om det är en mer tidskrävande teknik som kräver specialiserad utrustning och inte rutinmässigt används som en diagnostisk metod. N. risticii är en obligat intracellulär mikroorganism och är som sådan mer tekniskt svår att odla, isolera och skicka till ett diagnostiskt laboratorium. Cellkulturisolering detekterar närvaron av levande bakterier och kan användas för att isolera bakterier från ett infekterat djur, miljön eller en parasitisk värd. Stamvariation mellan isolat kan bestämmas genom att identifiera ytantigener eller genom att utföra helgenomsekvensering. Ytantigener för molekylär analys har funnit signifikant genetisk och fenotypisk variation i stammar av N. risticii , dessa variationer kan bidra till vaccinationsmisslyckanden.
Behandling och förebyggande
Den huvudsakliga kliniska presentationen av Neorickettsia risticii är Potomac Horse Fever (PHF). Snabb diagnos och behandling av PHF är viktigt för att förhindra att sjukdomen fortskrider och orsaka kliniska tecken som laminit, endotoxemi och kolik. Att framgångsrikt förhindra denna utveckling kan avsevärt öka en infekterad hästs chans att överleva. Behandling av PHF använder en kombination av antimikrobiell och stödjande terapi. Oxytetracyklin har visat sig vara den mest framgångsrika antimikrobiella behandlingen för PHF och har korrelerats till ökad överlevnadstid. När behandlingen skjuts upp tills efter debut av kliniska tecken, har ytterligare behandling med doxycyklin, demeklocyklin eller rifampin associerats med högre antikroppstiternivåer än hos obehandlade djur. Förutom antimikrobiell behandling bör stödbehandling för smärtlindring, uttorkning och mag-tarmfunktion också användas för att behandla laminit, endotoxemi respektive kolik. Laminit kan behandlas med en kombination av kryoterapi och en opioid, såsom butorfanol eller morfin. Intravenös lakterad Ringers lösning kan ges för vätske- och elektrolytpåfyllning och Flunixin Meglumine kan användas för att behandla tecken på kolik, som båda kan hjälpa till att kompensera tecken på endotoxemi och förhindra endotoxisk chock.
Det finns för närvarande två typer av vacciner mot Potomac Horse Fever tillgängliga. Det ena är ett inaktivt monovalent vaccin som endast skyddar mot PHF och det andra är ett inaktivt multivalent vaccin som kombineras med en rabiesvaccination. Det finns vissa bevis som visar att det multivalenta PHF/rabiesvaccinet ger lägre immunogenicitet i motsats till det monovalenta PHF-vaccinet när det ges med ett separat rabiesvaccin. Effekten av dessa vacciner har rapporterats vara ganska dålig på grund av att de endast innehåller en av flera stammar av N. risticii, men studier har också visat att vaccinerade hästar som blir infekterade tenderar att visa mindre allvarliga kliniska tecken jämfört med till ovaccinerade hästar. Vaccinerna rekommenderas att ges årligen, men hästar i endemiska regioner kan ges en andra dos 3–4 veckor efter det första vaccinet för att öka effektiviteten. Dräktiga ston bör också ges ett extra vaccin 4–6 veckor före fölning.