Bacillus anthracis

[ Pobierz całość w formacie PDF ]
Bacillus anthracis
bakterie powszechnie dostępne
Î
przetrwalniki w glebie na obszarach
endemicznych
w przypadku inhalacji może prowadzić do śmierci
Świerdłowsk 1979 r. USA 2001 r.
Spory wąglika w listach
docierają do biur senatorów
w Waszyngtonie,
dziennikarzy na Florydzie
i stacji NBC, ABC, CBS
w NY
Dochodzi do skażenia
urzędów pocztowych.
7 lat po podpisaniu konwencji ONZ
zakazującej produkowania broni biologicznej
na terenie ZSRR wybucha nagle epidemia
wąglika.
Źródłem skażenia są .... zakłady produkujące
broń biologiczną (błąd człowieka).
Przypuszczalnie uwolnione zostaje od 1g do
100g przetrwalników wąglika. Skażony
aerozol można wykryć nawet 40 km od
miejsca wypadku, mało zaludnione tereny
wiejskie
200 osób jest zarażonych, 66 umiera.
22 osoby zostają zarażone (11 - wąglik skórny, w tym
7-miesięczne niemowlę i 11 - inhalcyjny),
5 osób umiera (inhalacja spor)
ok. 10 tys. osób profilaktycznie zażywa antybiotyki
przez następne 60 dni
The National Pharmaceutical Stockpile
-
dostarczyło 3,75 mln tabletek z antybiotykiem
w okresie: październik 2001 - styczeń 2002
Laboratory Response Network
(
LRN
)
-
przeanalizowano ponad 125 tys. próbek klinicznych
oraz ponad milion próbek pobranych z otoczenia
Co się zmieniło?
• globalne postrzeganie bioterroryzmu jako realnego
zagrożenia
• spojrzenie na zagadnienie wtórnej aerozolizacji
• problem rzesyłek pocztowych
B.
anthracis
anthracis
w USA
w USA
Emerging Infectious Diseases , October 2002
wersja online: www.cdc.gov/eid
Jernigan DB, Raghunathan PL, Bell BP, Brechner R, Bresnitz EA, Butler JC, et al. (2002)
Investigation of bioterrorism-related anthrax, United States, 2001: epidemiologic findings.
Emerg Infect Dis 10:1019-28
Proszek znaleziony w 4 kopertach zawierał ten sam szczep bakterii
B. anthracis
(szczepy nierozróżnialne), jednak siła rażenia była różna. Zakażenia drogą
wziewną były powiązane z pocztą wysłaną w październiku 2001 r.
• Czy był to efekt zamierzony?
• Czy był to wpływ czynników środowiskowych?
B.
B.
anthracis
anthracis
w USA
w USA
SORTOWANIE POCZTY
Kanadyjczycy przeprowadzili testy
z
Bacillus globigii.
Zamknięte
koperty zawierające bakterie
mogą być pierwotnym źródłem
zakażenia.
- Jakie ryzyko skażenia?
Na poczcie w Brentwood przeprowadzono test:
Skażone listy trafiały na pocztę
w Brentwood od 12 do 21
października 2001 r;
w tym czasie przez pocztę
Brentwood przeszło ok. 60 mln
listów
zasymulowano pracę urządzeń sortowniczych
(zdezynfekowane wcześniej 0,05% podchlorynem)
Wykryto bakterie B.
anthracis
( cfu - c
o
lony f
o
rming
u
n
its)
Pracownik pracujący na poczcie w ciągu 8 godzin
wdychałby około 30 cząstek zawierających żywe
bakterie wąglika
Adresaci zdrowi
Jest to niskie skażenie: 20 - krotnie mniejsze niż
dawka na jaką byli eksponowani sortowacze wełny
(Pennsylvania, w ciągu 8 godzin wdychali około 1 300
cząstek zawierających żywe bakterie wąglika, mniej
niż 510 cząstek miało średnicę mniejszą niż 5
µ
List do jednego z senatorów (T. Daschle) zawierał
około 2g proszku; 10
9
do 10
12
przetrwalników na 1g
proszku
Staruszka z Connecticut - mieszkała w budynku, do którego przychodziły
listy ze skażonej poczty w Hamilton, NY (jedyne ogniwo), nigdzie gdzie
przebywała w ciągu 2 m-cy przed zachorowaniem nie znaleziono
B.
anthracis.
Zdiagnozowana 20 listopada, zmarła 21 listopada 2001 r.
? Wiek, odporność
B.
m, ),
stukrotnie mniej niż wyliczona LD
50
dla człowieka
???
Bacillus anthracis
• przetrwalnikująca laseczka G(+)
• rozwija się w warunkach
tlenowych i względnie
beztlenowych
• bakterie są blisko spokrewnione
z
Bacillus cereus
CDC
• endospory tworzą się pośrodku
komórki
• przetrwalniki
Î
sterylizacja w
autoklawie
• czynniki wirulencji: otoczka,
warstwa S (S-layer) i egzotoksyna
• szczepy wytwarzające otoczkę
łatwo jest odróżnić - wygląd kolonii
- gładkie i śliskie
• otoczka złożona z polimeru
kwasu D-glutaminowego
• synteza otoczki
Kolonie R
Kolonie S
CDC
–
następuje w organizmie (CO
2
)
– konieczna jest ekspresja trzech genów:
capB
,
capC
i
capA
kodujących
enzymy związane z błoną komórkową bakterii.
W regulacji ekspresji
genów uczestniczą produkty genów
acpA
(pXO2) oraz
atxA
(pXO1)
Szczepy nie wytwarzające otoczki (pozbawione plazmidu pXO2)
wykazują obniżoną wirulencję. Otoczka chroni przed fagocytozą.
Szczep Sterna - szczepionka weterynaryjna
– plazmid pXO2
Toksyna
B.
B.
anthracis
anthracis
egzotoksyna składa się z trzech białek kodowanych przez geny:
pagA
,
cya
,
lef
znajdujące się na plazmidzie pXO1
modelowa toksyna typu
A-B
podjednostka B -
czynnik PA
- wiąże się na powierzchni komórek eukariotycznych z
receptorami ATR (anthrax toxin receptor) i wprowadza podjednostkę A do cytozolu
pozostałe dwa białka: -
czynnik EF
i
czynnik LF
- mają aktywność enzymatyczną;
każde z nich stanowi odrębną podjednostkę A;
w związku z tym mamy do czynienia z dwiema toksynami
EdTx
LeTx
Czynnik EF- PA
Czynnik LF-PA
prowadzi do obrzęku
prowadzi do śmierci
EF- po związaniu się z obecną w
komórce kalmoduliną nabywa
właściwości cyklazy adenylanowej
LF - jest cynkową proteazą,
inaktywuje wewnątrzkomórkowe
kinazy MEK (MEK1, MEK2, MEK3),
które stanowią jedno z ogniw
szlaków sygnałowych
przekazujących zewnętrzne bodźce
do wnętrza komórki eukariotycznej.
Serynowo-treoninowe kinazy MEK
fosforylują, a tym samym aktywują
inne kinazy
enzymu, który katalizuje reakcję
przejścia ATP w cykliczny AMP
(cAMP). Prowadzi to do
gwałtownego, nawet tysiąckrotnego
wzrostu stężenia tego związku w
komórce. Ponieważ cAMP jest
cząsteczką sygnałową, należącą do
tzw. przekaźników II typu, które
regulują szereg procesów
zachodzących w komórkach
eukariotycznych, działanie EF
zakłóca ich prawidłowy przebieg.
Efektem rozregulowania procesów
wewnątrzkomórkowych
tak zwane kinazy
MAPK.
MAPK uczestniczą m in. w regulacji
cyklu komórkowego i aktywacji
limfocytów i makrofagów.
−
zwłaszcza zaburzenia transportu
jonów
jest wydzielanie przez
komórki na zewnątrz elektrolitów i
utrata wody.
Dokładny mechanizm działania obydwu toksyn nadal nie jest poznany.
• wzrost syntezy IL-6
• dysregulacja syntezy cytokin prozapalnych:
IL-1beta, TNF alfa
Î
szok
septyczny, MOF (m
u
ltiple o
r
gan f
a
ilure)
• obniżenie poziomu NO (konieczny do wyjścia leukocytów z łożyska
naczyniowego)
Toksyna
[ Pobierz całość w formacie PDF ]