Treponema pallidum

Treponema pallidum
Vetenskaplig klassificering
Domän:	Bakterie
Provins:	Spirochaetota
Klass:	Spirochaetia
Beställa:	Spirochaetales
Familj:	Treponemataceae
Släkte:	Treponema
Arter:	T. pallidum
Binomialt namn
Treponema pallidum Schaudinn & Hoffmann , 1905

Treponema pallidum , tidigare känd som Spirochaeta pallida , är en spirochaete -bakterie med olika underarter som orsakar sjukdomarna syfilis , bejel (även känd som endemisk syfilis) och yaws . Det överförs endast bland människor. Det är en spiralformad mikroorganism som vanligtvis är 6–15 μm lång och 0,1–0,2 μm bred. T. pallidums avsaknad av antingen en trikarboxylsyracykel eller oxidativ fosforylering resulterar i minimal metabolisk aktivitet. Treponemes har ett cytoplasmatiskt och ett yttre membran . Med hjälp av ljusmikroskopi är treponemes synliga endast genom att använda mörkfältsbelysning . Treponema pallidum består av tre underarter, T. p. pallidum, T. p. endemicum och T. p. pertenue, som var och en har en distinkt associerad sjukdom.

Underarter

Tre underarter av T. pallidum är kända:

• Treponema pallidum pallidum , som orsakar syfilis
• T. p. endemicum , som orsakar bejel eller endemisk syfilis
• T. p. pertenue , vilket orsakar girar

De tre underarterna som orsakar yaws , bejel och syfilis är morfologiskt och serologiskt omöjliga att skilja. Dessa bakterier klassificerades ursprungligen som medlemmar av separata arter, men DNA-hybridiseringsanalys indikerar att de är medlemmar av samma art. Treponema carateum , orsaken till pinta , förblir en separat art eftersom inget isolat är tillgängligt för DNA-analys. Sjukdomsöverföring hos underarter T. p. endemicum och T. p. pertenue anses icke-venerisk. T. p. pallidum är den mest invasiva patogena underarten medan T. p. carateum är den minst invasiva av underarten. T. p. endemicum och T. p. pertenue är intermediärt invasiva.

Mikrobiologi

Ultrastruktur

Treponema pallidum är en spiralformad bakterie med hög rörlighet bestående av ett yttre membran, peptidoglykanlager , inre membran , protoplasmatisk cylinder och periplasmatiskt utrymme . ofta som , men dess yttre membran saknar lipopolysackarid , som finns i det yttre membranet av andra gramnegativa bakterier. Den har ett endoflagellum (periplasmatiskt flagellum) som består av fyra huvudpolypeptider, en kärnstruktur och ett hölje. Flagellen är belägen inom det periplasmatiska utrymmet och sveper runt den protoplasmatiska cylindern. T. pallidums yttre membran har mest kontakt med värdceller och innehåller få transmembranproteiner , vilket begränsar antigeniciteten medan dess cytoplasmatiska membran är täckt av lipoproteiner. Det yttre membranets treponemala liganders huvudsakliga funktion är bindning till värdceller, med funktionell och antigen släktskap mellan ligander. Släktet Treponema har band av cytoskeletala cytoplasmatiska filament som löper längs med cellen precis under det cytoplasmatiska membranet. De är sammansatta av det mellanliggande filamentliknande proteinet CfpA (cytoplasmatiskt filamentprotein A). Även om filamenten kan vara involverade i kromosomstruktur och segregation eller celldelning, är deras exakta funktion okänd.

Yttre membranproteiner

Treponemala yttre membranproteiner är nyckelfaktorer för dess patogenes, persistens och immunundandragningsstrategier.

TP0326

TP0326 är en ortolog av BamA. BamA-apparat kommer att infoga nysyntetiserade och exporterade yttre membranproteiner i det yttre membranet

Treponema repeat familj av proteiner

Treponema repeat familj av proteiner, Tpr för kort, är proteiner som uttrycks under infektionsprocessen. Tprs bildas av en konserverad N-terminal domän, en aminoterminal sträcka på cirka 50 aminosyror, en central variabel region och en konserverad C-terminal domän. Det finns många olika typer av tpr: tprA, tprB, tprC, tprD, tprE …Men variabiliteten av tprK är den mest relevanta på grund av de immunskapsegenskaper som den tillåter.

Antigenvariation i TprK regleras av genomvandling. På detta sätt kan fragment av de sju variabla regionerna (V1–V7) som finns i tprK och de 53 donatorställena av tprD kombineras för att producera nya strukturerade sekvenser. TprK-antigenvariation kan hjälpa Treponema pallidum att undvika en stark värdimmunreaktion och det kan också tillåta återinfektion av individer. Detta är möjligt eftersom de nyligen strukturerade proteinerna kan undvika antikroppsspecifik igenkänning.

För att introducera mer fenotypisk mångfald kan Treponema pallidum genomgå fasvariation . Denna process kommer huvudsakligen att ske i tprF, tprI, tprG, tprJ, tprL och den består av en reversibel expansion eller sammandragning av polymera upprepningar. Dessa storleksvariationer kan hjälpa bakterien att snabbt anpassa sig till sin mikromiljö, undvika immunsvar eller till och med öka affiniteten till värden.

Kultur

Framgångsrik långtidsodling av T. pallidum -underarten pallidum i ett vävnadsodlingssystem har rapporterats under 2018.

Men eftersom T. pallidum inte kan odlas i en ren kultur, uppfyller den inte Kochs postulat .

Genom

Kromosomerna hos underarten T. pallidum är små, cirka 1,14 Mbp. Deras DNA-sekvenser är mer än 99,7% identiska. T. pallidum underart pallidum sekvenserades 1998. Denna sekvensering är betydande på grund av att T. pallidum inte kan växa i en ren kultur, vilket betyder att denna sekvensering spelade en viktig roll för att förstå mikrobens funktioner. Den avslöjade att T. pallidum förlitar sig på sin värd för många molekyler som tillhandahålls av biosyntetiska vägar, och att den saknar gener som är ansvariga för att koda för nyckelenzymer i oxidativ fosforylering och trikarboxylsyracykeln. Man fann att detta beror på att 5 % av T. pallidums gener kodar för transportgener. Den senaste sekvenseringen av genomen från flera spiroketer möjliggör en grundlig analys av likheterna och skillnaderna inom denna bakteriefilum och inom arten. T. p. pallidum har ett av de minsta bakteriegenomen på 1,14 miljoner baspar och har begränsad metabolisk förmåga, vilket återspeglar dess anpassning genom genomreduktion till den rika miljön av däggdjursvävnad. Formen på T. pallidum är platt och vågig. För att undvika att antikroppar angriper har cellen få proteiner exponerade på det yttre membranhöljet. Dess kromosom på cirka 1000 kilo baspar är cirkulär med ett genomsnitt på 52,8 % G + C. Sekvensering har avslöjat ett knippe av tolv proteiner och några förmodade hemolysiner är potentiella virulensfaktorer för T. pallidum. 92,9 % av DNA fastställdes vara ORF , varav 55 % hade förutspådda biologiska funktioner.

Klinisk signifikans

De kliniska egenskaperna hos syfilis, yaws och bejel förekommer i flera stadier som påverkar huden. Hudskadorna som observeras i det tidiga skedet varar i veckor eller månader. Hudskadorna är mycket smittsamma och spiroketerna i lesionerna överförs genom direktkontakt. Lesionerna går tillbaka när immunsvaret utvecklas mot T. pallidum . Det latenta skede som resulterar varar i många fall en livstid. I en minoritet av fallen lämnar sjukdomen latensen och går in i en tertiär fas, där destruktiva lesioner av hud, ben och brosk uppstår. Till skillnad från yaws och bejels, påverkar syfilis i sitt tertiära stadium också hjärtat, ögonen och nervsystemet.

Syfilis

Huvudartikel: Syfilis

Treponema pallidum pallidum är en rörlig spirochaete som vanligtvis förvärvas genom nära sexuell kontakt , som kommer in i värden via brott i skivepitel eller kolumnärt epitel . Organismen kan också överföras till ett foster genom transplacental passage under de senare stadierna av graviditeten, vilket ger upphov till medfödd syfilis. Den spiralformade strukturen hos T. p. pallidum gör att den kan röra sig i en korkskruvsrörelse genom slemhinnor eller komma in i små avbrott i huden. Hos kvinnor är den initiala lesionen vanligtvis på blygdläpparna, vaginans väggar eller livmoderhalsen; hos män är det på skaftet eller ollonet på penis. Den får tillgång till värdens blod och lymfsystem genom vävnad och slemhinnor. I svårare fall kan den få tillgång till värden genom att infektera skelettet och det centrala nervsystemet i kroppen.

Inkubationstiden för en T. p. palliduminfektion är vanligtvis cirka 21 dagar, men kan variera från 10 till 90 dagar.

Laboratorieidentifikation

Mikrofotografi som visar T. pallidum (svart och tunn) – Dieterle-fläck

Treponema pallidum identifierades först mikroskopiskt i syfilitiska chancres av Fritz Schaudinn och Erich Hoffmann vid Charité i Berlin 1905. Denna bakterie kan detekteras med speciella fläckar, såsom Dieterle-färgen . T. pallidum detekteras också med serologi , inklusive nontreponemal VDRL , snabb plasmareagin , treponemal antikroppstester ( FTA-ABS ), T. pallidum immobiliseringsreaktion och syfilis TPHA-test .

Behandling

Under det tidiga 1940-talet möjliggjorde kaninmodeller i kombination med läkemedlet penicillin en långvarig läkemedelsbehandling. Dessa experiment etablerar grundarbetet som moderna forskare använder för syfilisterapi. Penicillin kan hämma T. pallidum på 6–8 timmar även om cellerna fortfarande finns kvar i lymfkörtlarna och regenereras. Penicillin är inte det enda läkemedlet som kan användas för att hämma T. pallidum ; det har visat sig att alla p-laktamantibiotika eller makrolider kan användas. T. pallidum -stammen 14 har byggt upp resistens mot vissa makrolider, inklusive erytromycin och azitromycin . Resistens mot makrolider i T. Pallidum stam 14 tros härröra från en enda punktmutation som ökade organismens livsförmåga. Många av syfilisbehandlingarna leder bara till bakteriostatiska resultat, såvida inte större koncentrationer av penicillin används för bakteriedödande effekter. Penicillin är totalt sett det mest rekommenderade antibiotikumet av CDC eftersom det visar de bästa resultaten vid långvarig användning. Det kan hämma och kan till och med döda T. Pallidum vid låga till höga doser där varje ökning av koncentrationen är mer effektiv.

Vaccin

Inget vaccin mot syfilis finns tillgängligt från och med 2017. Yttermembranet hos T. pallidum har för få ytproteiner för att en antikropp ska vara effektiv. Ansträngningar att utveckla ett säkert och effektivt syfilisvaccin har hindrats av osäkerhet om den relativa betydelsen av humorala och cellulära mekanismer för skyddande immunitet, och eftersom T. pallidums yttre membranproteiner inte entydigt har identifierats. Däremot är några av de kända antigenerna intracellulära och antikroppar är ineffektiva mot dem för att rensa infektionen.

Vidare läsning

•    Althouse BM, Hébert-Dufresne L (oktober 2014). "Epidemiska cykler som drivs av värdbeteende" . Journal of the Royal Society, Interface . 11 (99): 20140575. doi : 10.1098/rsif.2014.0575 . PMC 4235258 . PMID 25100316 .

externa länkar

• "Syfilis-CDC faktablad ." Centers for Disease Control and Prevention. Maj. 2004. Centers for Disease Control and Prevention. 7 februari 2006