Mycobacteriosis (hal tuberkulózis)

Tartalom

1. Bemutatkozás
2 Történelem
3 Hal tuberkulózis
4 Emberi patogenitás
5 Patogén mechanizmus
6. M. marinum mint Tanulmányi eszköz
7 Diagnózis
8 Kezelés
9 Furcsaságok ápolása
10 Legutóbbi aggodalom
11 Következtetés
12 Hivatkozások

Bevezetés

Írta: Sally Moseley

A mikobaktériumok a rúd alakú baktériumok egy olyan csoportja, amelyek hírhedtek a gazdasejtjeikben lévő sejtek detektálásában és izolálásában elért nehézségek miatt. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy a mikobaktériumok (beleértve a Myobacterium marinum), savállóak és nem festenek hagyományos módszerekkel [5]; Nem tekinthetők gram-pozitívnak vagy gram-negatívnak, bár gram-pozitív törzsekről számoltak be [16]. Ezeknek a fajoknak a hagyományos festési és vizsgálati módszerek helyett a detektáláshoz olyan eljárásokra van szükség, mint a Ziiehl-Neelsen festés és a biopszia tenyésztés. A szervezetet nehéz elkülöníteni normál tamponos eljárással [12]. A mikobaktériumok specifikus fajainak hatékony elemzéséhez a 65 kDa fehérjére (a fehérje rendkívül konzervált genetikai kóddal rendelkezik a mikobaktérium fajok között, különösen figyelemre méltó a M. marinum és a M. tuberculosis között) és a PCR elemzéséhez szükséges polimeráz láncreakció (PCR). restrikciós enzim analízist használó termékeket használnak [14]. Ezek a módszerek a leghatékonyabbak az érintéses cellatípussal az izoláláshoz. Számos terméket elemeznek a BACTEC technológiával, amely kimutatja a mikrobák szaporodását a vérmintákból, ami hasznos a makrofágokban élő mikobaktériumfajoknál [8] [14].

Történelem

Mycobacterium marinum volt az első patogén hal-mikobaktérium faj, amelyet 1926-ban izoláltak a Philadelphia akváriumban haldokló és elhalt sós vizű halakból [5]. Évekkel később, 1951-ben megfertőzte az úszókat Ausztráliában [8]. A mikobaktériumok tenyészeteit az úszók karjainak és lábainak elváltozásaiból tenyésztették. Ez volt az első ismert eset, amikor a kórokozó emberre terjedt. Azonnal rájöttek, hogy a baktériumok nem termeszthetők 37 ̊C és annál magasabb hőmérsékleteken [10]. A tenyészetek 33 ̊C-on nőttek, és később kiderült, hogy a 25 és 35 ̊C közötti hőmérséklet ideális a baktériumok számára.

1998 - ban több számla is felmerült a 2006 - os növekedésről M. chelonae az Atlanti-óceánon, különösen a lazacfélék populációjában [5]. Ez az 1950-es években nagyobb aggodalomra adott okot, amikor a halliszt hozzáadása az étrendhez gyakoribb volt, és ami még rosszabb, több halliszt nem pasztörizálódott. 1998-ra a pasztőrözés egyre gyakoribbá vált, és a halbetegség nem volt annyira kérdés. Úgy tűnik, hogy összefüggés van a mycobacterium fertőzések és Vibrió baktérium sp. fertőzések, de ez véletlen lehet a mycobacteriosis immunszuppresszív tünetei miatt, amelyek a halakat fogékonyabbá teszik más állapotokra, például a vibriózisra. Ezekben a halakban a mortalitást a mycobacteriosissal kezdődő elváltozások okozták, és nem a vibriosis [9].

Hal tuberkulózis

A mikobaktériumok több faja megfertőzi a halakat a tuberkulózissal, beleértve a M. fortuitum, M. flavescens, M. chelonae, M. gordonae, M. terrae, M. triviale, M. diernhoferi, M. celatum, M. kansasii, M. intracellulare, és M. marinum. A különböző Mycobacterium fertőzött halak széles skálája miatt feltételezzük, hogy minden hal fogékony a tuberkulózisra [5].

Különböző mikobaktériumtörzsek találhatók világszerte, és bizonyos törzsek meglehetősen mindenütt jelen vannak az egész világon [3] [5]. A trópusi akváriumi halak a leginkább fogékonyak, bár bizonyos törzsek könnyebben nőnek más környezetek halaiban. Az ideális hőmérsékleti tartomány (25-35 ̊C) miatt a mikobacteriosis nem olyan gyakran fordul elő a hideg hőmérsékletű zónákban található halakban [10]. Az emberi tuberkulózishoz hasonlóan ez is egy progresszív állapot, amely csak a fertőzés megkezdése után évekkel jelentkezhet. Sok halnál nem nyilvánvaló, hogy csak sokkal később fertőződtek meg a betegségben [6]. A fertőzés első jele a máj és a lép rendellenes növekedésében jelentkezik. A betegség későbbi szakaszában a jellegzetes jelek külsőleg észlelhetők a hal mérlegének és bőrének szokatlan kopásában, amely elváltozásokat is tartalmazhat. A fertőzött fajok gyakran lesoványodtak és letargikusak.

Emberi patogenitás

M. fortuitum, M. chelonae és M. marinum, többek között zootonikusak, ezért egészségügyi és gazdasági okokból a legtöbb tanulmány tárgyát képezi [4] [13]. A zootonikus törzsek feltételesen patogén mikobaktériumok vagy CPM. M. marinum a betegségátadás legelterjedtebb okának bizonyult [4]. Ez az elsődleges patogén mikobaktérium, és a korábbi vizsgálatok csak megemlítik M. fotuitum és M. chelonae mint amelyek az érintett emberekben vannak, szemben a kórokozóval [4]. Az emberi populációra gyakorolt hatások általában kézfertőzéseket eredményeznek a fertőzött halak kezeléséből. A fertőzés hajlamos az emberi test végtagjain maradni az általuk biztosított hűvösebb hőmérséklet és a belső hőmérséklet helyett. Szerencsére, bár a baktérium halálosnak bizonyul a halak számára, általában csak bőrfertőzést eredményez az emberek számára [5] (lásd 4. ábra).

A hal kórokozója M. fortuitum teheneknél és juhoknál talált tömegekkel, kutyákon tályogokkal, macskáknál granulomákkal és egereknél a „forgó betegséggel” (neurológiai rendellenességgel) is összefüggésben vannak, de ezeknek a betegségeknek a kapcsolata még mindig nem világos [5]. M. fortuitum különösen erős, ha a gazdaszervezetnek már van nyitott akarata és ismert, hogy könnyen megfertőzi ezeket a sebeket [8].

A különféle mikobaktériumok patogén törzsei, bár különböző állatokhoz kapcsolódnak, számos állat fertőzéséről tudnak beszámolni [5]. Bizonyos törzsek patogenitásának tanulmányozása során az alkalmazott kontroll mikobaktériumok végül a gazdaszervezetre is hatással voltak [13]. Általában a mikobaktériumok újonnan patogén törzse nem olyan hatásos, mint az a törzs, amelyről korábban ismert, hogy befolyásolja az adott gazdaszervezetet, de ezek a tapasztalatok leírják azt a tartományt, amellyel a mikobaktériumok túlélhetnek [8]. Talaat és mtsai. kimutatta, hogy egy környezeti mikobaktérium, M. smegmatis, (általában talajkörnyezetben található, és több állatfaj számos sebében fertőzés forrása) tömegesebb granulomát okoztak az aranyhalakban (Carassius auratus), mint az ismert hal-kórokozó M. fortuitum.

Az egyik tényező, amely az emberi populáció nagyobb részét eredményezte, a CPM túlélése a gazdán (a halakon) kívül [1]. A CPM megtalálható a vízben, más organizmusokon, növényi anyagokon és abiotikus anyagokon (lásd 3. ábra). A mikobaktériumok elhelyezkedése vagy környezete nem játszik akkora szerepet egyik faj fennmaradásában, mint a hőmérséklet. A CPM ideális esetben 18-20 ̊C fölé nő, de hónapokig ezen hőmérséklet alatt is fennmarad. A környezeti fertőzések bebizonyították, hogy sok esetben a betegség emberre történő átterjedése. A betegség bármely fertőzött tárgy vagy szervezet megérintésével vagy lenyelésével átvihető. A mikobaktériumokat még klinikailag egészséges halakon is találták alacsony koncentrációban, de nem világos, hogy ez a koncentráció képes-e embert megfertőzni vagy sem [9].

A mikobaktériumok által lakott anyagok körével kapcsolatos aggodalom összefügg azzal a ténnyel, hogy az iváshoz használt vizet és a létesítményeket korábban fertőző fajokkal szennyezték [3].

Patogén mechanizmus

A. Érdekes tulajdonsága M. marinum a többi patogén mikobaktérium mellett túlélésük a gazdaszervezet makrofágjaiban [2] [4]. Számos elméletet javasoltak különféle tesztekből. Arról, hogy a mikobaktériumok miért élik túl a gazdasejt immunrendszerének támadását. Az egyik elmélet szerint a mikobaktériumokat tartalmazó makrofágok fagoszómái nem kötik meg a lizoszómákat, amelyek tönkretennék a mikobaktériumok sejtjét. Ennek oka lehet, hogy a mikobaktériumokkal rendelkező fagosóma csak enyhén savanyú, és a lizoszóma nem ismeri el a mikobaktériumokat fenyegetésként [4]. Egy másik, különféle vizsgálatokból származó elmélet azt sugallja, hogy a mikobaktériumok képesek feltörni a fagoszóma membránját és felszabadulni a makrofágok citoplazmájába. Az előbbi elméletet szélesebb körben elfogadták, de még mindig sok vita folyik a túlélés tényleges mechanizmusáról.

Ezt a korábbi elméletet elősegítették a vezikuláris proton ATP-ase vagy V-ATPáz vizsgálata [2]. A V-ATPáz egy enzim, amely a vezikulák membránjain helyezkedik el a makrofágokban, amely lehetővé teszi az idegen és kedvezőtlen anyagokat tartalmazó vezikulák megsavanyodását, és a vezikulát a lizoszómához vezeti, amely megemészti a vezikulum tartalmát. Egyes tanulmányok azt sugallják, hogy a mikobaktériumokat tartalmazó vezikulák membránjában nincs beépítve V-ATPáz. A mikobaktériumok rendelkezhetnek olyan mechanizmussal, amely taszítja őket magától az enzimtől, és lehetővé teszi számukra, hogy kihasználják a folyadékmembránt, és szerkezetileg megváltoztassák a gazda makrofág sejtek membránját a V-ATPáz kizárása érdekében. Számos tanulmány kimutatta, hogy a mikobaktériumokat tartalmazó vezikulák alacsony savtartalmúak, és a V-ATPáz vizsgálata lehet a kulcsa ennek a tulajdonságnak, amely megakadályozza a kórokozó halálát.

A mikobaktériumok-menekülési elméletet alátámasztja a mobil baktériumok újabb kutatások során történő felfedezése. A M. marinum mozgékony, ha makrofág vezikulákban tartózkodnak [4]. A mozgás aktin alapú, és olyan aktin farok hajtja őket, amelyek nyomon követik a mikobaktériumokat (lásd az 5. ábrát) [11]. Az izommozgáshoz hasonlóan az aktin farka az egyik polimerizálásával és a másik végének katabolizálásával hatékony. Ez a mozgás lehetővé teszi a baktériumok számára, hogy megszabaduljanak a vezikulától és a sejtek citoplazmájába menekülhessenek. A mozgás nem következik be, ha a mikobaktériumok a gazdasejten kívül helyezkednek el, de eszközt jelenthet arra, hogy a mikobaktériumok közvetlenül az egyik sejtből a másikba utazhassanak. Ez egy olyan eljárás, amelyet akkor végeznek, amikor a gazdasejtek szorosan össze vannak csomagolva, és a mikobaktériumok könnyen hozzáférhetnek a következő szomszédos sejtekhez.

M. marinum mint Tanulmányi eszköz

M. marinum hasznos eszköz a tuberkulózis-vizsgálatokban, mivel szoros kapcsolatban áll a tuberkulózist okozó kórokozóval, a M. tuberculosis-szal és viszonylag rövid generációs idejével [2]. Generációs ideje M. tuberculosis körülbelül húsz óra és a generációs ideje M. marinum körülbelül négy óra. A rövidebb generációs idő lehetővé teszi a további vizsgálatok gyorsabb működését és eredményesebbé tételét. M. marinum is, annak ellenére, hogy szorosan összefügg M. tuberculosis, nem rendelkezik a potenciával M. tuberculosis az embereknél. A kórokozó hajlamos a test végtagjaiban maradni, és még az immunhiányos tünetek esetén sem számoltak be az érintett emberek szerveinek lebontásáról. Ez megkönnyíti a baktériumok kezelését [9].

A mikobaktériumok növekedési sebessége a fajtól függ. Annak ellenére M. marinum generációs ideje négy óra, ez nem igaz a mikobaktériumok minden fajára. A mikobaktériumok fajai az izolálási sebességük alapján határozhatók meg. A gyorsan növekvő mikobaktériumok elkülönítése pár napig tart, a lassan növekvő mikobaktériumok elkülönítése hetekig vagy hónapokig tart [2].

Diagnózis

Az embert megfertőző hal tuberkulózisának diagnosztizálása nehéz, mivel a kórokozók (különösen a M. marinum) képesek utánozni a gyakoribb betegségeket, például a köszvényt, a reumatoid artritiszt és a krónikus pyogén fertőzéseket [3]. - fertőzések M. marinum klinikailag és szövettanilag nem különböztethető meg a tuberkulózistól. Az együttes mimika, a ritkán előforduló akvárium és úszómedence granuloma gyakran hibás diagnózishoz vezet, amikor a beteg valójában mikobaktériumokkal fertőzött. A mikobakteriózis megkülönböztető tulajdonságai az elváltozások mintázata (az emberi hús hűvösebb felülete közelében marad, szemben a mélyebb elmélyüléssel a testben, ahol melegebb és kevésbé ideális a baktériumok tartózkodási helye). A diagnózist gyakran segíti a korábbi viselkedés, például bizonyos vizekkel vagy talajokkal való érintkezés, a mikobaktériumfajokkal való szennyeződés lehetőségével.

Kezelés

Mély elváltozások esetén gyakran szükség van műtétre [6]. Ez azonban nemkívánatos cselekvés, mert a fertőzés könnyen átterjedhet a test különböző részeire [3]. Nagyon ritkán fordul elő, hogy a mikobaktériumok komoly veszélyt jelentenek az emberre, kivéve, ha az embert már immunkompromittálták olyan betegségek, mint például az emberi immunhiányos vírus (HIV) [9]. Ezekben az esetekben a mycobacteriosis halálos kimenetelű lehet, és a sérült immunrendszerrel rendelkező egyéneknek nem ajánlott úszni bizonyos vizekben, amelyeknél nagyobb a szennyeződés esélye, és olyan ivóvízzel, amelyen még nem jutottak át olyan speciális szűrők, amelyek megakadályozzák az ilyen fertőzést. A HIV-ben vagy AIDS-ben (szerzett immunhiányos szindróma) és a mycobacteriosisban szenvedő betegek áteshetnek a lépen, a májon és a vesén, de a mikobaktériumok továbbra is a szervek külső részén húzódnak meg, és a transzplantációk nem tudják teljesen kiirtani a kórokozót.

A BCG (M. bovis bacilli Calmette-Guerin) oltás a tuberkulózis megelőzésére használt vakcina. Bebizonyosodott, hogy a M. marinum [2] [6] által okozott fertőzés ellen is alkalmazható. Ezt a megelőzés megfelelő alkalmazásának tekintik, de aláássa az oltás specifikumát is. A vakcina különböző mértékben megakadályozhatja a mycobacteriosis más formáit. A vakcinát egyetlen embernél sem tesztelték M. marinum vagy más halmikrobaktériumok ellen. A BCG megelőző jellegű, és nem adható azoknak a betegeknek, akik már megkaptak egyfajta mikobakteriózist.

A furcsaságok ápolása

A természetesen előforduló mikobaktériumok megzavarják, hogy halálosabbak, mint a tenyésztett laboratóriumi mikobaktériumok. Noha a mikobaktérium törzsek tenyészthetők MacConkey agar és vér agar lemezekkel, a tenyésztett baktériumokkal fertőzött halfajok kevesebb halat fertőznek alacsonyabb százalékban, kevesebb vagy esélytelen a pusztulás [5]. Arra nem volt magyarázat, hogy miért lehet ez. Van némi vita arról is, hogy a környezeti biótában termesztett mikobaktériumok és az abiotikus anyagok ugyanolyan hatékonyak-e, mint a halakban termesztett mikobaktériumok. Ez egy nehezebben tanulmányozható szempont, mert nehéz meghatározni, hogy a mikobaktériumok a halakból a külső környezetbe jutottak-e, vagy fordítva.

Legutóbbi aggodalmak

Az első, 1997-es járvány óta a Maryland és Virginia közelében található Chesapeake-öböl területe (ideértve az öbölhöz vezető mellékfolyókat is) jelentős számú halat (konkrétan a csíkos süllőt vagy a Morone saxatilis-t) dokumentált, mikobakteriozissal, és így meglehetősen magas a hal tuberkulózis mindhárom patogén törzsével érintett emberek száma [5]. Az öböl népszerű horgászhely. Új figyelmeztetéseket vezetnek be a halászok számára, hogy horgászatkor kesztyűt és extra takarót viseljenek a testükön, ez az ismert mikobakteriosisszennyezett területek új jellemzője.

A mikobakteriózis egyre növekvő probléma a halak körében, de nem biztos, hogy milyen környezeti következményekkel járhat [5] [6]. Félő, hogy a halpopulációk kihalnak. A kérdésben továbbra is vita van. Egy másik félelem a mikobacteriosis növekvő patogenitása és az a képessége, hogy több fajt érinthet, ebben az esetben a vízi környezet veszélyeztethető lehet a fogyasztók nagy hiánya miatt [6].

Következtetés

A mikobaktérium vizsgálatok az emberi egészség szempontjából relevánsak a hal tuberkulózis CPM-variációi, valamint a hal tuberkulózis és az emberi tuberkulózis közötti összefüggés miatt. A mikobaktériumfajok olyan módszert nyújtanak a tuberkulózis vizsgálatára, amely az emberi kutatók számára könnyebben kezelhető, és praktikusabb az érintett vizsgálatok számára. Ez segíthet egy sikeresebb oltóanyag kifejlesztésében a tuberkulózis ellen, és segíthet jobban megérteni a betegség gyengítő tulajdonságait, hogy megakadályozzák azok előfordulását az emberi tuberkulózisban.

Annak ellenére, hogy a CPM ritka, az is fontos, hogy terjedjenek az ismeretek a hatásairól. Ötven évvel ezelőtt a mycobacteriosist rosszul értették, a tüneteken alapuló kezelés pedig sikertelen volt. A mycobacteriosis terjedésével a kereskedelmi környezetben a víz veszélyeinek ismerete fontos tényező a mycobacteriosis okozta kellemetlenségek megelőzésében. A betegeket gyakran hetekig akadályozzák az elváltozások. A gazdaságok és az emberi egészség a mikobaktériumfajok általi terjedés és fertőzés további megértésére támaszkodhat.