Санкт-Петербургский Государственный Университет
Адаптация метода ПЦР в реальном времени для оценки длительности персистенции лептоспир у экспериментально зараженных животных
Пряников Олег Игоревич
Выпускная квалификационная работа магистра
(магистерская диссертация)
Работа выполнена на кафедре
микробиологии
Научный руководитель:
ст. преподаватель Е.В. Коженкова
Санкт-Петербург
2016
Содержание
Введение 2
1. Характеристика рода Leptospira 4
1.1 Таксономия и серологическое типирование лептоспир 4
1.2 Морфологические и физиолого-биохимические особенности 5
1.3 Организация генома патогенных лептоспир 8
2. Эпидемиология и клинические аспекты 11
2.1 Историческая справка 11
2.2.1 Лептоспироз животных 12
2.2.2 Лептоспироз человека 13
2.3 Методы лечения и профилактики лептоспироза 15
3. Факторы вирулентности патогенных лептоспир 17
3.1 Подвижность как фактор вирулентности 19
3.2 Роль хемотаксиса в вирулентности лептоспир 21
3.3 Взаимодействие патогенных лептоспир с компонентами внеклеточного матрикса 22
3.3.1 Моновалентные адгезины 23
3.3.2 Поливалентные адгезины 26
3.3.3 Факторы вирулентности с неизвестной функцией 29
4. Патогенез, индуцируемый лептоспирами 34
4.1. Индукторы патогенеза 35
4.1.1 Белки 36
4.1.2 Липополисахариды 38
4.2.Персистенция лептоспир в органах и тканях 38
4.2.1 Колонизация почек патогенными лептоспирами. 42
5. Моделирование лептоспироза in vivo 44
6. Диагностика 46
6.1 Серологические методы 46
6.1.1 Реакция микроагглютинации 46
6.1.2 Другие серологические методы диагностики 47
6.2 Молекулярно-генетические методы 48
6.2.1 Использование ПЦР для диагностики лептоспироза 48
6.2.2 Использование ПЦР в реальном времени для оценки длительности персистенции лептоспир в органах и тканях 49
Выводы 52
Библиографический список 53
3. Adler B. (2015), Leptospira and Leptospirosis. Current Topics in Microbiology and Immunology. Springer-Verlag Berlin Heidelberg 387. 53
Введение
Лептоспироз - острое инфекционное заболевание, вызываемое патогенными представителями рода Leptospira и представляющее важную медико-социальную проблему в связи с широким распространением возбудителя в различных географических зонах мира, профессиональным характером заражения лиц, высокой смертностью и трудностями диагностики и лечения, а также значительными экономическими потерями, обусловленными инфицированием сельскохозяйственных животных.
Лептоспироз считается одним из самых распространенных зоонозов на планете, в то же время, по степени изученности молекулярных механизмов патогенеза это заболевание существенно уступает другим бактериальным инфекциям. Сравнительный анализ секвенированных геномов патогенных и сапрофитных лептоспир выявил сотни генов, кодирующих потенциальные факторы вирулентности, вместе с тем, функции большинства этих генов неизвестны. Это делает крайне затруднительным идентификацию и изучение факторов вирулентности, а также оценку их значимости для патогенности возбудителя.
Диагностика лептоспироза на ранних стадиях заболевания осложнена неспецифичностью симптомов. На поздних стадиях лептоспироз может принимать стремительное и очень тяжелое течение, сложно поддающееся лечению, что нередко приводит к летальному исходу. Поэтому крайне важной является ранняя и эффективная диагностика лептоспироза.
Однако, даже наиболее современные и эффективные методы диагностики, чаще всего, не позволяют получить своевременный результат. Одной из наиболее актуальных проблем в диагностике лептоспироза является недостаточная изученность феномена персистенции лептоспир в органах и тканях больных животных и человека. Знание факторов вирулентности и паттернов распространения лептоспир внутри организма хозяев во время инфекционного процесса и длительность персистенции возбудителя в отдельных органах и тканях может иметь неоценимое значение в оказании эффективной медицинской помощи, особенно, при несвоевременной постановке диагноза.
Классические серологические методы, являющиеся основным подходом в диагностике лептоспир, непригодны для изучения явления персистенции лептоспир в органах и тканях. Перспективными для решения этой задачи являются молекулярно-биологические методы диагностики лептоспироза. Наиболее многообещающим подходом в изучении персистенции является использование метода ПЦР в реальном времени, так как, кроме идентификации возбудителя, этот метод позволит определить также и число бактериальных клеток в конкретных органах и тканях хозяина.
Для изучения персистенции возбудителя и разработки эффективных методов диагностики необходимо знание генетических особенностей патогенных лептоспир и ключевых факторов индуцируемого ими патогенеза. В задачу данной реферативной работы входит обзор и обсуждение современной литературы, посвященной патогенным представителям рода Leptospira. Особое внимание уделяется:
-
характеристике факторов вирулентности патогенных представителей рода Leptospira
-
использованию метода ПЦР в реальном времени для диагностики лептоспироза.
1. Характеристика рода Leptospira 1.1 Таксономия и серологическое типирование лептоспир
Бактерии рода Leptospira относятся к филе Spirochaetae. Название рода "Leptospira" было предложено Ногучи (Nogushi) в 1918г. для того, чтобы отделить спирохет вызывающих заболевание Вейла (англ., Weil’s disease) от других спирохет, уже описанных на тот момент.
Изолированные штаммы Leptospira spp. дифференцировались исследователями на основании антигенных характеристик и подразделялись на серовары. Под сероваром в данном случае понимается группа патогенных лептоспир, клеточная стенка которых содержит липополисахариды, обладающие сходной структурой, и, соответственно, сходными антигенными свойствами. Серовары идентифицируются серологическими методами. При открытии новых сероваров лептоспир, им присваивался статус вида (Leptospira pomona, Leptospira canicola, Leptospira hardjoи т.д.). Виды с родственными антигенами объединяли в серогруппы. Когда к 1982г. количество видов Leptospiraпревысило 200, субкомитет по таксономии лептоспир принял решение об отнесении всех патогенных сероваров в вид Leptospira interrogans и сапрофитных — в Leptospira biflexa (Faine, Stallman, 1982).
В 1987г., на основании результатов ДНК-ДНК гибридизации, вид Leptospira interrogans было решено разделить на 7 видов (Yasuda et al., 1987). В течение следующих лет в род Leptospiraбыли добавлены новые виды, как патогенные, так и сапрофитные (Adler, de la Peña Moctezuma, 2010). На данный момент насчитывается 9 патогенных видов, 5 условно-патогенных и 7 сапрофитных видов, образующих три филогенетические подгруппы (рис. 1).
В то время как серологическая классификация патогенных лептоспир не имеет таксономического значения, она важна для понимания эпидемиологии лептоспир. На данный момент род Leptospira содержит более 250 патогенных сероваров и более 70 непатогенных, объединяемых в 24 серогруппы, и с каждым годом число сероваров неуклонно растет.
Рис. 1. Филогенетическое древо семейства Leptospiraceae
Поделитесь с Вашими друзьями: |