Микобактерия туберкулеза выживает: Рекомендации ОГБУЗ «ДОКБ» — ОГБУЗ «Детская областная клиническая больница»

Содержание

24 марта Всемирный день борьбы с туберкулезом

   Ежегодно 24 марта в мире проводится Всемирный день борьбы с туберкулезом (World Tuberculosis Day), призванный повысить осведомленность общества об опасности этого легочного заболевания.

Всемирный день борьбы с туберкулезом был  учрежден Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) и Международным союзом борьбы с туберкулезом и легочными заболеваниями (International Union Against Tuberculosis and Lung Disease – IUATLD) в 1982 году. Выбор даты был приурочен к 100-летию со дня открытия возбудителя туберкулеза – палочки Коха. С 1998 года Всемирный день борьбы с туберкулезом получил официальную поддержку ООН.

    Туберкулез – инфекционное заболевание с воздушно-капельным путем передачи.

Основным источником возбудителя является человек, больной бациллярной (легочной) формой туберкулеза и выделяющий микобактерии из дыхательных путей при кашле, чихании, разговоре. Для инфицирования человеку достаточно вдохнуть лишь незначительное количество этих бактерий.

  

Иногда заражение может произойти через бытовые предметы, и очень редко – через пищу, а точнее, молочные и мясные продукты от животных, больных туберкулезом.

Бактерия туберкулеза выживает и в снегу, и в земле, ей не страшны воздействия спирта и кислот. В жидкой среде она остается жизнеспособной до полугода, в высохшем состоянии также может выживать несколько месяцев, ожидая попадания в более благоприятную среду. Погибают такие бактерии от воздействия высоких температур и от контакта с хлорсодержащими веществами.

Развитию туберкулеза способствует неполноценное питание, потребление токсических продуктов (табак, алкоголь, наркотики), неудовлетворительные условия труда и быта, некоторые хронические заболевания (сахарный диабет, заболевания крови, ВИЧ).

     24 марта 1882 года немецкий микробиолог Роберт Кох выступил с заявлением об открытии микобактерии туберкулеза, которая впоследствии была названа в его честь палочкой, или бациллой, Коха. Это открытие существенно расширило возможности для диагностики и лечения заболевания, день 24 марта также стал считаться днем рождения фтизиатрии – науки о туберкулезе.

     В 1920 году был образован Международный союз борьбы с туберкулезом (с 1986 года – Международный союз борьбы с туберкулезом и легочными заболеваниями), который объединил представителей 31 страны.

Сибирские ученые создали препарат для лечения туберкулеза

Исследователи из Федерального исследовательского центра фундаментальной и трансляционной медицины предложили усовершенствовать уже существующий противотуберкулезный препарат (изониазид), добавив к нему биосовместимый полисахарид — окисленный декстран. Такое лекарство способно проникнуть внутрь клетки и уничтожить микобактерию туберкулеза. Доклинические исследования уже подтвердили его нетоксичность и высокую эффективность.

Туберкулез — опасное и распространенное заболевание, которое входит в число ведущих по летальности в мире. Микобактерия туберкулеза (палочка Коха) живет в организме больного человека в двух популяциях: внеклеточной, свободно циркулирующей по крови, и внутриклеточной, внутри клеток иммунной системы (макрофагов).

Для борьбы с первой существует множество эффективных препаратов, но проникнуть внутрь клетки лекарство может только при очень больших концентрациях. В этом случае лечение неизбежно будет сопровождаться нарушением функций печени, почек и центральной нервной системы. Когда повреждается печень и снижается иммунитет, создаются еще более благоприятные условия для сохранения палочки Коха. Даже если небольшое количество бактерий выживает, то через год они снова размножаются и создают внутриклеточную популяцию. 

 

«Когда микобактерия попадает в организм, ее захватывают макрофаги — клетки, отвечающие за уничтожение чужеродных и токсичных для организма частиц. За миллионы лет бактерия выработала эффективные методы защиты. Она производит специфические компоненты, которые не дают макрофагу уничтожить ее. Таким образом, она остается живой внутри макрофага и сохраняет способность размножаться. Через несколько месяцев срок жизни макрофага заканчивается, он распадается, и микобактерия высвобождается.

После этого ее могут захватывать другие макрофаги. Так и возникает вялотекущая внутриклеточная инфекция», — поясняет ведущий научный сотрудник лаборатории биосовместимых наночастиц, наноматериалов и средств адресной доставки ФИЦ ФТМ кандидат медицинских наук Александр Васильевич Троицкий. 

 

У академика Вячеслава Алексеевича Шкурупия появилась идея добавить окисленный декстран к существующему противотуберкулезному препарату — изониазиду, — чтобы он селективно попадал в макрофаг и убивал палочку Коха. Декстран — полисахарид с относительно небольшой молекулярной массой. Он абсолютно безвреден при введении в кровь, имеет очень высокую биосовместимость и не вызывает анафилактической реакции, поэтому широко используется в медицине.

 

   Макрофаги и микобактерии

 

У макрофагов есть рецепторы, способные распознавать полисахариды, поэтому, когда окисленный декстран попадает в кровоток, то сразу фиксируется на этих рецепторах, а затем за счет фагоцитоза (захвата и переваривания) попадает внутрь клетки. Если использовать окисленный декстран как платформу для иммобилизации противотуберкулезного средства, то оно сможет пройти через клеточную мембрану, попасть в цитоплазму клетки и в результате подавит внутриклеточную популяцию микобактерии туберкулеза. Такой препарат с рабочим названием «Декстразид ЛФ» был создан в ФИЦ ФТМ. В прошлом году он успешно прошел доклинические испытания в рамках программы «Фарма 2020». 

 

«В течение последних трех лет мы проводили доклинические исследования его безопасности. Это весь комплекс изучения токсичности препарата: острая и хроническая токсичность, мутагенное и эмбриотоксическое действие, аллергогенное действие и другие виды специфической токсичности. Также детально было исследовано специфическое лечебное действие препарата на патогенном штамме туберкулеза у мышей. В сочетании с окисленным декстраном противотуберкулезный препарат действует намного эффективнее. Это позволило снизить дозу изониазида в сотни раз и создать практически безопасное лекарство. Оно нетоксично и не обладает способностью повреждать клетки. При ингаляционном и внутривенном введении оно быстро захватывается макрофагами, убивает микобактерии, находящиеся внутри макрофагов, и очищает внутриклеточные очаги этой опасной инфекции», — объясняет Александр Троицкий. 

 

Исследователи предполагают, что «Декстразид ЛФ» позволит успешно лечить людей, которые больны ВИЧ, вирусными гепатитами или сахарным диабетом одновременно с туберкулезом. Способность декстрана активировать клеточное звено иммунитета, стимулировать выработку интерферона и защищать клетки печени от вредного воздействия может быть эффективным при этих тяжелых сочетаниях болезней. Во время клинических исследований свойства созданного препарата будут проверены на таких специфических группах больных.

 

Сейчас институт находится на стадии поиска промышленного партнера, который будет производить препарат, чтобы приступить к его клиническим испытаниям. По мнению ученых, окисленный декстран как технологическая платформа может также применяться для иммобилизации других лекарственных средств. К примеру, в комплексе с противогрибковым препаратом «Амфотерицин В», которым лечат тяжелые системные кандидозы. 

 

Мария Фёдорова

 

Изображение предоставлено исследователем 

 

Всемирный день борьбы с туберкулезом

https://ria.ru/20210324/tuberkulez-1602286697.html

Всемирный день борьбы с туберкулезом

Всемирный день борьбы с туберкулезом — РИА Новости, 24.03.2021

Всемирный день борьбы с туберкулезом

Ежегодно 24 марта в мире отмечается Всемирный день борьбы с туберкулезом (World Tuberculosis Day), призванный повысить осведомленность общества об опасности… РИА Новости, 24.03.2021

2021-03-24T06:10

2021-03-24T06:10

2021-03-24T06:10

справки

туберкулез

всемирный день борьбы с туберкулезом

россия

/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

https://cdnn21.img.ria.ru/images/07e5/03/16/1602288889_0:300:3108:2048_1920x0_80_0_0_e752e7bbe6a9ff6ea73bcbc3eaad233a. jpg

Ежегодно 24 марта в мире отмечается Всемирный день борьбы с туберкулезом (World Tuberculosis Day), призванный повысить осведомленность общества об опасности этого легочного заболевания. Всемирный день борьбы с туберкулезом был учрежден Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) и Международным союзом борьбы с туберкулезом и легочными заболеваниями (International Union Against Tuberculosis and Lung Disease – IUATLD) в 1982 году. Выбор даты был приурочен к 100-летию со дня открытия возбудителя туберкулеза – палочки Коха. С 1998 года Всемирный день борьбы с туберкулезом получил официальную поддержку ООН. Туберкулез – инфекционное заболевание с воздушно-капельным путем передачи.Основным источником возбудителя является человек, больной бациллярной (легочной) формой туберкулеза и выделяющий микобактерии из дыхательных путей при кашле, чихании, разговоре. Для инфицирования человеку достаточно вдохнуть лишь незначительное количество этих бактерий. Иногда заражение может произойти через бытовые предметы, и очень редко – через пищу, а точнее, молочные и мясные продукты от животных, больных туберкулезом. Бактерия туберкулеза выживает и в снегу, и в земле, ей не страшны воздействия спирта и кислот. В жидкой среде она остается жизнеспособной до полугода, в высохшем состоянии также может выживать несколько месяцев, ожидая попадания в более благоприятную среду. Погибают такие бактерии от воздействия высоких температур и от контакта с хлорсодержащими веществами. Развитию туберкулеза способствует неполноценное питание, потребление токсических продуктов (табак, алкоголь, наркотики), неудовлетворительные условия труда и быта, некоторые хронические заболевания (сахарный диабет, заболевания крови, ВИЧ).24 марта 1882 года немецкий микробиолог Роберт Кох выступил с заявлением об открытии микобактерии туберкулеза, которая впоследствии была названа в его честь палочкой, или бациллой, Коха. Это открытие существенно расширило возможности для диагностики и лечения заболевания, день 24 марта также стал считаться днем рождения фтизиатрии – науки о туберкулезе. В 1920 году был образован Международный союз борьбы с туберкулезом (с 1986 года – Международный союз борьбы с туберкулезом и легочными заболеваниями), который объединил представителей 31 страны. В 1919 году микробиолог Альбер Кальметт и ветеринарный врач Камиль Герен создали вакцинный штамм микобактерии туберкулеза для противотуберкулезной вакцинации людей, который получил название бациллы Кальметта – Герена (Bacilles Calmette Gueri BCG или БЦЖ). Впервые вакцина БЦЖ была введена новорожденному ребенку в 1921 году.В 1943 году американский биохимик Зельман Ваксман совместно со своим коллегой Альбертом Шацем получил стрептомицин – первый противомикробный препарат, который оказывал губительное действие на микобактерии туберкулеза. С 1946 года к борьбе с туберкулезом подключилась Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ). В 1993 году ВОЗ объявила туберкулез глобальной проблемой. Для предотвращения дальнейшего распространения эпидемии была разработана специальная стратегия Directly Observed Treatment, Short‑course – DOTS (лечение под непосредственным наблюдением, коротким курсом), ориентированная на своевременное выявление и лечение больных, наиболее опасных для окружающих, во всем мире. В 1998 году ВОЗ и Международный союз борьбы с туберкулезом и легочными заболеваниями разработали особую стратегию «Остановить туберкулез». В 2006 году был принят Глобальный план борьбы с туберкулезом на 2006-2015 годы, который предполагал двукратное сокращение смертности от туберкулеза к 2015 году. Цель была достигнута в четырех регионах ВОЗ: Американском регионе, регионе Восточного Средиземноморья, регионе Юго-Восточной Азии и западной части Тихого океана и в 11 странах (Бразилии, Камбодже, Китае, Эфиопии, Индии, Мьянме, Пакистане, Филиппинах, Уганде, Вьетнаме и Зимбабве). В мае 2014 года участники Всемирной ассамблеи здравоохранения одобрили 20-летнюю стратегию (2016-2035 годы) по борьбе с глобальной эпидемией туберкулеза. Стратегия ВОЗ призывает сократить количество случаев смерти от туберкулеза на 95% и показатель заболеваемости туберкулезом на 90% по сравнению с 2015 годом. В 2015 году Организация Объединенных Наций приняла Цели в области устойчивого развития (ЦУР) до 2030 года. Одна из этих целей – ликвидировать глобальную эпидемию туберкулеза. По данным ВОЗ, ежедневно около 28 тысяч человек заболевают туберкулезом, около четырех тысяч человек умирают от этой болезни. С 2000 года благодаря глобальным усилиям по борьбе с туберкулезом было спасено около 63 миллионов жизней.В 2019 году в мире было инфицировано туберкулезом 10 миллионов человек, 1,4 миллиона скончались от этой болезни, из них 208 тысяч человек с ВИЧ-инфекцией. Туберкулез является одной из 10 основных причин смерти в мире. Однако заболеваемость туберкулезом снижается примерно на 2% в год, а в 2015-2019 годах снижение составило 9%. Это менее половины контрольного показателя Стратегии по ликвидации туберкулеза, который в 2015-2020 годах должен был составить 20%. Россия является одним из лидеров в организации борьбы с туберкулезом. Многие страны используют российские схемы диагностики и лечения этого заболевания.По данным Минздрава, в последние годы Россия демонстрирует один из лучших показателей снижения заболеваемости и смертности от туберкулеза в мире, Российская Федерация входит в чисто семи стран, которые добились значительных успехов в искоренении туберкулеза. За последние 10 лет число заболевших снизилось более чем в два раза, а умерших от туберкулеза – более чем в четыре раза.Заболеваемость туберкулезом в 2019 году снизилась по сравнению с 2018 году на 7,2%, а смертность от него – на 11,8%. Это проходит на фоне повышения охвата населения профилактическими осмотрами, внедрения современных методов диагностики, клинических рекомендаций, использования международного опыта. Всего в РФ в 2019 году врачи выявили 60,5 тысячи пациентов с туберкулезом. В среднем по стране уровень заболеваемости составил 41,2 случая на 100 тысяч человек.ВОЗ ежегодно определяет тему Всемирного дня борьбы с туберкулезом. Тема Всемирного дня борьбы с туберкулезом 2021 года – «Часы тикают» (The Clock is Ticking) – передает ощущение того, что у мира не хватает времени, чтобы выполнить обязательства по искоренению туберкулеза, взятые на себя мировыми лидерами. Это особенно важно в контексте пандемии COVID-19, которая поставила под угрозу прогресс в области борьбы с туберкулезом. Согласно данным Минздрава, пациенты, перенесшие коронавирусную инфекцию, имеют повышенный риск развития туберкулеза, поэтому на начальном этапе ведения больного с подозрением на COVID-19 следует обследовать его и на туберкулез.Материал подготовлен на основе информации РИА Новости и открытых источников

россия

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2021

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Новости

ru-RU

https://ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

https://cdnn21.img.ria.ru/images/07e5/03/16/1602288889_137:0:2868:2048_1920x0_80_0_0_38600c2d53f6efcd32feb83d81e9c1de. jpg

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

справки, туберкулез, всемирный день борьбы с туберкулезом, россия

АУ Советская районная больница 24 марта — Всемирный день борьбы с туберкулезом

Всемирный день борьбы с туберкулезом отмечается по решению Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) ежегодно 24 марта — в день, когда в 1882 году немецкий микробиолог Роберт Кох объявил о сделанном им открытии возбудителя туберкулеза.

В 1905 году ученый получил Нобелевскую премию в области медицины. Этот День был учрежден в 1982 году по решению ВОЗ и Международного союза борьбы с туберкулезом и легочными заболеваниями и приурочен к 100-летию со дня открытия возбудителя туберкулеза — палочки Коха. Символ Дня борьбы с туберкулезом — белая ромашка, как символ здорового дыхания. В 1993 году Всемирной организацией здравоохранения туберкулез был объявлен национальным бедствием, а день 24 марта — Всемирным днем борьбы с туберкулезом.

Заболевание людей туберкулезом известно с древних времен. Отчетливые последствия туберкулеза позвоночника были найдены в скелете человека, который жил в каменном веке, около 5 тыс. лет назад.

В настоящее время, согласно данным Всемирной Организации Здравоохранения, туберкулез является наиболее часто встречающейся в мире инфекцией, отличающейся высоким уровнем смертности.

В Советском районе ежегодно регистрируется новые случаи заболевания туберкулезом: в 2015 году выявлено 24 больных, в 2016 году – 28 (двое из них — подростки), в 2017 году — 20 больных.

Возбудитель туберкулеза — палочка Коха — обладает высокой устойчивостью во внешней среде, выживает при различных температурах и влажности, может существовать на предметах до нескольких месяцев.

Туберкулез способен поражать все органы и системы в организме человека, кроме волос и ногтей, но чаще всего поражаются легкие — 80-90 % случаев заболевания.

Заразиться туберкулезом можно только от больного активной формой туберкулеза.

Заражение возможно следующими путями:

1. Воздушно-капельный  — основной путь заражения. Микобактерии распространяются в воздухе при разговоре, кашле или чихании больного человека. Мельчайшие инфицированные капельки мокроты размером до 5 мкм сохраняются в воздухе закрытого помещения до 60 мин., а затем оседают на мебель, пол, стены, одежду, белье, пищевые продукты и др. Наилучшие условия для заражения — плохо проветриваемые закрытые помещения, где находится кашляющий больной.

2. Заражение воздушно-пылевым путем происходит при вдыхании пылевых частиц с включенными в них микобактериями, например, при встряхивании одежды, белья и постельных принадлежностей больных туберкулезом в помещении.

3. Реже инфицирование происходит бытовым и алиментарным путем, когда используются личные предметы гигиены зараженного (зубная щетка, полотенце, посуда и др. ). Алиментарный путь заражения возможен при употреблении в пищу зараженных микобактериями продуктов.

Туберкулез — инфекционное заболевание с длительным периодом между инфицированием (заражением) и развитием болезни. Один больной открытой формой туберкулеза за год инфицирует в среднем около 10 человек, один из этих 10 заболевает туберкулезом в течение года с момента заражения. Вы даже не будете подозревать, что заразились туберкулезом, но при ослаблении иммунной системы, возникновении каких-либо проблем со здоровьем, возбудитель туберкулеза может «проснуться» и начать действовать. К ослаблению иммунной системы приводят: недостаточное, неполноценное питание; хронический стресс; курение; алкоголизм; применение гормональных препаратов; ВИЧ/СПИД; такие заболевания, как сахарный диабет, язвенная болезнь, хронические заболевания легких.

Но даже если вы себя чувствуете совершенно здоровым, должны помнить, что на начальных этапах заболевание себя никак не проявляет (нет слабости, кашля, высокой температуры), но при этом уже возможно выявление туберкулеза легких при флюорографическом или рентгенографическом исследовании органов грудной клетки. Примерно у  половины вновь выявленных больных туберкулезом заболевание выявлено при профилактическом флюорографическом осмотре, при этом пациенты себя чувствовали замечательно и не предъявляли никаких жалоб. Именно на этом начальном этапе заболевания противотуберкулезное лечение наиболее эффективно и пациенты представляют минимальную опасность для окружающих.

Если же у вас появились нижеперечисленные симптомы, то вам необходимо срочно обратиться к участковому терапевту и пройти флюорографическое обследование:

— наличие продолжительного кашля (более 2−3 недель) с выделением мокроты;

— кровохарканье и легочное кровотечение;

— боли в грудной клетке, связанные с дыханием;

— повышение температуры тела более 2-3 недель;

— повышенная потливость, особенно ночная;

— значительная потеря массы тела;

— повышенная слабость и постоянная утомляемость;

— нарушение дыхания и одышка даже при легких физических нагрузках;

— снижение аппетита и прогрессирующее похудание;

— частое першение в горле, эпизоды легкого кашля, осиплость голоса;

— выделение мокроты с примесями крови при кашле.

Чтобы предохранить от заболевания себя и своих близких необходимо:

— взрослым ежегодно проходить флюорографическое обследование, только при такой периодичности — 1 раз в год — более вероятно выявление туберкулеза на ранних этапах;

— детям ежегодно проходить пробу Манту — для того чтобы выявить момент инфицирования ребенка микобактериями туберкулеза;

— отказаться от вредных привычек, вести здоровый образ жизни.

При первых признаках заболевания немедленно обратиться к врачу, т.к. своевременно назначенное лечение и выполнение рекомендаций врача являются залогом успеха в победе над заболеванием.

АУ «Советская районная больница»

 









24 марта – Всемирный день борьбы с туберкулёзом

22 марта 2022

Всемирный день борьбы с туберкулезом отмечается по решению Всемирной организации здравоохранения ежегодно 24 марта.

Этот день был учрежден в 1982 году по решению Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) и Международного союза борьбы с туберкулезом и легочными заболеваниями и приурочен к 100-летию со дня открытия возбудителя туберкулеза – палочки Коха. Именно 24 марта в 1882 году немецкий микробиолог Роберт Кох сделал свое открытие. 

Туберкулез остается одной из самых смертоносных инфекций в мире. Каждый день от туберкулеза умирает более 4100 человек, и около 28 000 человек заболевают этой поддающейся профилактике и излечимой болезнью. За период с 2000 г. глобальные усилия по борьбе с туберкулезом позволили спасти порядка 66 миллионов жизней. Однако пандемия COVID-19 перечеркнула успехи, достигнутые в борьбе с этим заболеванием. В 2020 г. впервые более чем за десять лет был отмечен рост числа случаев смерти от туберкулеза.

Туберкулёз – это широко распространенное в мире хроническое инфекционное заболевание, вызываемое микобактериями туберкулёза. Туберкулёз может поражать практически все органы и системы организма, но чаще всего страдают легкие человека.  

Передача возбудителя от больного активной формой туберкулёза человека возможна при кашле, чихании и разговоре. Наиболее опасными являются больные туберкулёзом легких с наличием бактериовыделения и/или деструктивными процессами в легких.  

Основным источником возбудителя является человек, больной бациллярной (легочной) формой туберкулеза и выделяющий микобактерии из дыхательных путей при кашле, чихании, разговоре. Для инфицирования человеку достаточно вдохнуть лишь незначительное количество этих бактерий.

Иногда заражение может произойти через бытовые предметы, и очень редко – через пищу, а точнее, молочные и мясные продукты от животных, больных туберкулезом.

Бактерия туберкулеза выживает и в снегу, и в земле, ей не страшны воздействия спирта и кислот. В жидкой среде она остается жизнеспособной до полугода, в высохшем состоянии также может выживать несколько месяцев, ожидая попадания в более благоприятную среду. Погибают такие бактерии от воздействия высоких температур и от контакта с хлорсодержащими веществами.

Развитию туберкулеза способствует неполноценное питание, потребление токсических продуктов (табак, алкоголь, наркотики), неудовлетворительные условия труда и быта, некоторые хронические заболевания (сахарный диабет, заболевания крови, ВИЧ).

Победить туберкулез не удалось до сих пор. При отсутствии лечения болезнь прогрессирует и заканчивается летальным исходом.

В группе риска по инфицированию туберкулезом дети раннего возраста, пожилые люди, больные СПИД и ВИЧ-инфицированные, люди, недостаточно питающиеся, испытывающие частые переохлаждения, люди, живущие в сырых, плохо отапливаемых и проветриваемых помещениях.

С целью ранней диагностики туберкулёза у детей ежегодно проводят туберкулинодиагностику (постановка пробы Манту, Диаскинтеста).

Туберкулинодиагностика представляет собой диагностический тест для определения специфической сенсибилизации (повышение чувствительности организма к воздействию раздражителей) организма к микобактериям туберкулеза. Отслеживание динамики результатов проб Манту позволяет установить инфицированность ребенка микобактериями туберкулёза до появления клинической картины заболевания, что позволяет раньше начать лечение туберкулёза и вовремя провести комплекс противоэпидемических мероприятий.

Для ранней диагностики туберкулёза у взрослых необходимо ежегодно проходить профилактические медицинские (флюорографические) осмотры. Ежегодное обследование помогает своевременно выявить больных туберкулёзом людей. Флюорография в системе профилактики туберкулеза позволяет начать лечение на ранних этапах заболевания, что является важным условием его успешности. 

 Защитить ребенка от туберкулеза можно только с помощью комплекса мероприятий по профилактике и раннему выявлению заболевания.

Основным методом  профилактики туберкулеза является вакцинация детей, осуществляемая при помощи вакцин БЦЖ-М и БЦЖ, в соответствии с календарем прививок. Основная цель специфической вакцинации — защита детей раннего и младшего возраста от заболевания осложненными и распространенными формами туберкулеза, а также ликвидации детской смертности от туберкулеза.

Наиболее эффективным способом вакцинации против туберкулеза считается внутрикожная инъекция вакцины БЦЖ-М, которая требует соблюдения правильной техники введения и соответствующей дозы препарата для достижения достаточного уровня иммунологической активности при минимальном числе поствакцинальных осложнений. Иммунитет, индуцированный вакциной БЦЖ, формируется приблизительно через 6 недель после иммунизации.  

В 2022 г. Всемирный день борьбы с туберкулезом будет отмечаться под лозунгом «Мобилизуем ресурсы для борьбы с туберкулезом. Спасем жизни!», который говорит о настоятельной необходимости вложения ресурсов в принятие мер по активизации борьбы с туберкулезом и выполнения принятых мировыми лидерами обязательств по ликвидации этого заболевания в соответствии со стремлением ВОЗ к достижению всеобщего охвата услугами здравоохранения.

Мобилизация ресурсов позволит спасти миллионы жизней и ускорить ликвидацию эпидемии туберкулеза.

Файлы: 
Туберкулез.jpg
pamyatka-po-tuberkulezu.jpg

24 марта — Всемирный день борьбы с туберкулезом

Проведение Всемирного дня борьбы с туберкулёзом это в первую очередь повышение осведомленности населения планеты о глобальной эпидемии этой болезни и усилиях по ее ликвидации, о методах профилактики и борьбы с ней.

Проведение Всемирного дня борьбы с туберкулёзом это в первую очередь повышение осведомленности населения планеты о глобальной эпидемии этой болезни и усилиях по ее ликвидации, о методах профилактики и борьбы с ней.

Туберкулез — инфекционное заболевание, передающееся воздушно-капельным путем. И без соответствующего лечения человек, больной активной формой туберкулеза, ежегодно может заразить в среднем 10-15 человек. Бактерия туберкулеза очень живуча: она выживает и в снегу, и в земле, ей не страшны воздействия спирта и кислот. В жидкой среде эта микобактерия остается жизнеспособной до полугода, в высохшем состоянии также может выживать несколько месяцев, ожидая попадания в более благоприятную среду. Погибают такие бактерии от воздействия высоких температур и от контакта с хлорсодержащими веществами.

Стоит отметить, что лишь 10-15 процентов людей, заразившихся данной инфекцией, заболевают в активной форме. Обычно они становятся носителями инфекции, и могут оставаться таковыми всю жизнь, так и не заболев. Есть данные, что туберкулезом в пассивной форме инфицированы около семидесяти процентов всего взрослого населения планеты. Однако, если у этих людей ослабнет иммунитет и организм не сможет оказывать сопротивление, заболевание возможно. Смертельное сочетание туберкулеза и ВИЧ-инфекции, а также распространение туберкулеза с множественной лекарственной устойчивостью (МЛУ) грозят еще более серьезными последствиями.

Государственная поддержка мероприятий, посвященных профилактике и лечению туберкулёза, позволяет сдерживать распространение туберкулезной инфекции в России. Главными задачами сегодня являются снижение смертности от туберкулеза и уровня заболеваемости, повышение качества лечения больных, внедрение социальной поддержки.Туберкулез излечим, и работа в данном направлении ведется постоянно, на сегодняшний день в компании «Фармасинтез» зарегистрировано 36 противотуберкулезных препаратов. В разработке находятся 3 лекарственных препарата, один из них будет оригинальный для российского рынка.

Необходимо более активно привлекать население к общему делу — сдерживанию распространения туберкулезной инфекции. Знания особенностей туберкулезной инфекции и ее проявлений необходимы каждому человеку, каждой семье. Необходимо ежегодно проходить флюорографическое исследование на выявление туберкулеза, чтобы выявить болезнь на ранних стадиях, и избежать летального исхода.

Справка:

Всемирный день борьбы с туберкулезом (World Tuberculosis Day) отмечается по решению Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) в день, когда в 1882 году немецкий микробиолог Роберт Кох (Robert Koch) объявил о сделанном им открытии возбудителя туберкулеза.

В 1993 году Всемирной организацией здравоохранения туберкулез был объявлен национальным бедствием, а день 24 марта — Всемирным днем борьбы с туберкулезом.

Данные по тубёркулёзу

Данные по тубёркулёзу

Подробности
Опубликовано 11. 04.2018 10:33

Ежегодно, 24 марта проводится Всемирный День борьбы с туберкулезом, с целью привлечения мировой общественности к этой серьезной проблеме и усиления мер по ликвидации этой болезни.

Согласно данным Всемирной Организации Здравоохранения, в настоящее время туберкулез — наиболее часто встречающаяся в мире инфекция, отличающаяся высоким уровнем смертности.

Туберкулез-это опасное хроническое заболевание, вызываемое микобактерией палочкой КОХА. Микобоктерия туберкулеза устойчива к внешним воздействиям, выживает при различных температурах и влажности и может существовать на предметах до нескольких месяцев. При попадании в организм человека способна «затаиться» на несколько лет или даже целое десятилетие, и лишь потом активизироваться.

Самым простым распространенным видом заболевания является туберкулез легких. Микобактерии распространяются в воздухе при кашле или чихании больного человека. Редко инфицирование происходит бытовым путем, когда используются личные предметы гигиены зараженного (зубная щетка, полотенце и т. д.) посуда. В ряде случаев микобактерии попадают в организм после употребления инфицированных продуктов животного происхождения или передаются от больной матери ребенку в период беременности, а также в процессе родов.

Наибольшему риску подвергаются лица, находящиеся в продолжительном близком контакте с больным туберкулезом. Заболеванию способствуют ВИЧ,/СПИД, постоянные стрессовые ситуации, недоедание, плохие бытовые условия, алкоголизм и наркомания, курение, хронические заболевания легких, сахарный диабет, язвенная болезнь.

Заболеваемость туберкулёзом по Талицкому городскому округу.

В 2017 году зарегистрировано 50 случаев туберкулеза активной формы (показатель – 112,1.  на 100 тысяч населения). Наблюдается увеличение уровня заболеваемости туберкулезом в сравнении с 2016 г. на 4,1 %, ниже среднемноголетнего уровня   на 3% (показатель 112,1 на 100 тыс. населения), выше средне областных показателей на 63,7% (средне областной 68,46 на 100 тысяч населения). Показатели    смертности  туберкулеза выше средне областных на 56,25 %. (Средне областной показатель – 16 на 100 тысяч населения).

Ежегодно увеличивается   количество лиц с сочетанной патологией: ВИЧ + туберкулез, на учете состоит – 42 человека, за 2017г. вновь выявлено 8 случаев (показатель 18,1 на 100 тысяч населения).

Наибольшее число заболеваний приходится на возраст 18-29 лет – 13 случаев, что составляет – 26% от общего количества заболевших.

Наблюдается рост заболеваемости туберкулезом среди детей в возрасте до 17 лет в сравнении с 2016г.  в 5 раз (показатель заболеваемости составляет 148,1 на 100 тысяч населения), в 2016г. (показатель 29,6 на 100 тысяч населения).                                                                                                                                 

В 2017 году наибольшая заболеваемость туберкулезом среди неработающих – 20случаев, что составляет 40,0 % от всей заболеваемости туберкулезом, работающие – 13 случаев, составили 26,0%.

Основным методом раннего выявления туберкулеза является флюорографическое обследование подростков с 15 лет и взрослых, а также туберкулинодиагностика детей и подростков до 18 лет.

При профилактическом осмотре выявлено в 2017 году – 32 случая туберкулеза, что составляет 64,0 %, от общего количества вновь выявленных случаев заболевания.

Увеличился процент охвата флюорографическим обследованием населения Талицкого ГО в 2017 г. на – 2,6%, в сравнении с предыдущим годом 2016 г.

В 2017 г. охвачено флюорографическим обследованием – 26791чел., в том числе передвижной флюорографической установкой-2662 чел., в 2016 г. обследовано 25870 чел. 

В 2017 г. увеличился процент охвата флюорографическим обследованием, осмотрено 4551 человека – 97,6%, в 2016 г.

Из 32 вновь выявленных больных, не проходили флюорографию более 2-х лет – 4 человека, что составляет – 16,6 %.

Процент охвата детей туберкулин диагностикой в возрасте 0-14 лет составляет 95%. По результатам туберкулин диагностики, проведенного дополнительное обследование, постановлен диагноз туберкулез – 11 детям.

 

Факторы риска по туберкулезу.

Анализируя количественные и качественные показатели по туберкулёзу, можно сделать выводы, что наблюдается стабилизация заболеваемости туберкулеза.

В 2017 г. наблюдается незначительный подъем заболеваемости в сравнении с 2016 г. на 4,1%,

Возникновению заболеваний туберкулезом среди группы лиц в возрасте от 18 до 39 лет способствовали следующие причины:

— скрытие временных контактов с больным туберкулезом;

— недостаточный контроль туберкулезной службы за соблюдением противоэпидемического режима в очагах туберкулеза и химиопрофилактики контактных.

По социальному признаку среди больных туберкулезом число неработающих составляет 40%. По половому признаку группу риска составляют как мужчины, так и женщины. Заболеваемость среди женщин составила — 40%, среди мужчин – 60%.

В поддержании эпидемиологического процесса играют роль определенные группы риска:

— неработающее население.

— неблагополучные семьи, в которых не соблюдается противоэпидемический режим.

— лица мужского пола, имеющие преимущества перед женщинами по наличию вредных привычек.

— приток больных туберкулезом из мест лишения свободы и неблагополучных по туберкулезу территорий.

 — Лица без определенного места жительства (бомжи).

Уклонение взрослых и особенно детей от обследования на туберкулез приводит к выявлению у них тяжелых, запущенных форм заболевания, плохо поддающихся лечению и нередко заканчивающихся инвалидностью и смертью. Эффективным методом профилактики туберкулеза у детей в первую очередь являются противотуберкулезные прививки (БЦЖ), начиная с роддома.

Не привитые дети подвергаются большому риску заражения туберкулезом. Поэтому каждому родителю ради здоровья своих детей необходимо не реже 1 раза в 2 года проверяется с помощью флюорографии, обследовать всех членов семьи, прежде всего кашляющих. Это обследование проводится в фтизиатрическом кабинете поликлиники ГБУЗ СО «Талицкая центральная районная больница» бесплатно. К личным профилактическим мерам стоит отнести укрепление защитных сил организма, полноценное здоровое питание, своевременное лечение всех инфекционных заболеваний и избегание контактов с людьми, которые заражены туберкулезом.

ПОМОГИ СЕБЕ ОСТАТЬСЯ ЗДОРОВЫМ:

1) ВЕДИ ЗДОРОВЫЙ ОБРАЗ ЖИЗНИ

2) ОТКАЖИСЬ ОТ ВРЕДНЫХ ПРИВЫЧЕК: КУРЕНИЯ, АЛКОГОЛЯ И НАРКОТИКОВ

3) ВОВРЕМЯ ОБРАЩАЙСЯ К ВРАЧУ В СЛУЧАЕ СИМПТОМОВ ЗАБОЛЕВАНИЯ (ДЛИТЕЛЬНЫЙ КАШЕЛЬ, НЕБОЛЬШОЕ ДЛИТЕЛЬНОЕ ПОВЫШЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ТЕЛА, ПОСТОЯННАЯ БЕСПРИЧИННАЯ СЛАБОСТЬ, ПОТЛИВОСТЬ ПО НОЧАМ, ПЛОХОЕ САМОЧУВСТВИЕ, ПОТЕРЯ ВЕСА, БОЛИ В ГРУДИ И ОТДЫШКА).

4) ЕЖЕГОДНО ПРОХОДИ ФЛЮОРОГРАФИЧЕСКОЕ ОБСЛЕДОВАНИЕ.

В рамках Всемирного Дня борьбы туберкулеза были проведены профилактическая беседа и анкетирование по оценке уровня информированности  с несовершеннолетними подростками. Также в г.Талица распространялись агитационные листовки о мерах профилактики туберкулеза и проводился конкурс рисунков и презентаций «Всемирный День борьбы с туберкулезом». В конкурсе участвовало 47 детей.

Специалист МБУ ТГО «Спорт-сервис» Ю.В. Бородина

Туберкулез выживает, используя систему-хозяин против самого себя, показало исследование — ScienceDaily

В новом исследовании, опубликованном в Журнале экспериментальной медицины , ученые из Университета Нотр-Дам обнаружили, что возбудитель Mycobacterium tuberculosis (MTB) высвобождает РНК в инфицированные клетки. Эта РНК стимулирует выработку соединения, известного как бета-интерферон, которое, по-видимому, поддерживает рост патогена.

В рамках исследования исследователи обнаружили, что мыши, у которых отсутствует ключевой белок, необходимый для ответа на чужеродную РНК и, следовательно, необходимый для производства бета-интерферона, лучше контролируют инфекцию MTB.Это открытие стало неожиданностью для исследователей, поскольку бета-интерферон необходим для борьбы с несколькими вирусными инфекциями.

«Результаты показывают, что наш иммунный ответ на микобактериальную РНК полезен для патогена и вреден для хозяина. Это полная противоположность вирусным инфекциям», — сказал Джефф Шори, профессор кафедры биологических наук им. Джорджа Б. Крейга-младшего. Нотр-Дам и соавтор исследования. «Это исследование дает нам лучшее понимание того, как микобактерии вызывают болезни и что делает их наиболее успешными патогенами в истории человечества.»

Инфекции

MTB вызывают битву между иммунным ответом и способностью бактерий обойти этот ответ — кто выиграет битву, определит способность организма контролировать инфекцию. Шори и Йонг Ченг, доцент-исследователь Нотр-Дама, решили определить, как РНК микобактерий может влиять на реакцию хозяина. Они обнаружили, что, высвобождая РНК, бактерии запускают цепную реакцию внутри макрофага, типа клеток иммунной системы, что приводит к механизму, который способствует выживанию MTB за счет производства бета-интерферона.

Хотя исследователям давно известно, что бактерии производят белки и другие соединения для модуляции иммунного ответа, такая роль нуклеиновых кислот микобактерий была определена лишь недавно. При вирусных инфекциях, в отличие от бактериальных инфекций, вирус высвобождает свои нуклеиновые кислоты, поскольку ему нужны механизмы клетки-хозяина, чтобы помочь производить вирусные белки и реплицировать свой геном. Напротив, у бактерий уже есть механизм для этих процессов, что позволяет предположить, что высвобождение РНК в клетку-хозяина является преднамеренным.Авторы обнаружили, что MTB использует свою систему секреции, известную как SecA2, для обеспечения высвобождения РНК из микобактерий.

«У бактерий есть все необходимое для производства белков, поэтому тот факт, что они выделяют нуклеиновые кислоты, стал неожиданностью», — сказал Шорей. «Эти насекомые используют этот путь обнаружения РНК, который эволюционировал для обеспечения противовирусной активности — другими словами, бактерии манипулируют нашей собственной иммунной системой против нас».

MTB является причиной № 1 смерти от инфекционного организма и убивает до 1 человека.8 миллионов человек каждый год. По оценкам Всемирной организации здравоохранения, 200 000 из этих смертей приходится на детей. Медицинским работникам не хватает эффективной вакцины против туберкулеза легких, а антибиотики, используемые для лечения этого заболевания, необходимо принимать в течение шести-девяти месяцев — пугающий режим, который бросает вызов соблюдению пациентом режима. Заболевание распространено в тех частях мира, где системам здравоохранения не хватает инфраструктуры и финансирования.

Несмотря на эти проблемы, Шори, аффилированный преподаватель Института глобального здравоохранения Экка при Нотр-Даме, сказал, что результаты исследования показывают потенциал для разработки иммунотерапии для избирательной стимуляции защитных иммунных реакций в качестве варианта лечения MTB и других бактериальных инфекционных заболеваний.

Исследование финансировалось Национальным институтом аллергии и инфекционных заболеваний.

Источник истории:

Материалы предоставлены Университетом Нотр-Дам . Оригинал написан Джессикой Сифф. Примечание. Содержимое можно редактировать по стилю и длине.

Mycobacterium tuberculosis использует молекулярный выключатель иммунной системы для внутриклеточного выживания

Штаммы микобактерий

Все M.В Отделе детских болезней Имперского колледжа Лондона в лаборатории уровня содержания 3 в соответствии с методами и политикой безопасности Имперского колледжа Лондона проводились работы по культивированию и заражению туберкулеза . Все исследования M. bovis БЦЖ проводились в одном и том же институте в лаборатории уровня содержания 2. Управление по охране труда и технике безопасности (HSE) уведомляет обо всех работах с микобактериями класса 2 и класса 3, и согласие на работу с такими микроорганизмами было одобрено.

M.tuberculosis h47Rv ( M.tuberculosis ) был получен из Американской коллекции типовых культур (ATCC, США). M. bovis BCG lux (BCG, штамм Montreal), полученный в лаборатории профессора Янга (Имперский колледж Лондона), трансформировали конструкцией репортерной плазмиды pSMT1, как подробно описано ранее в другом месте 12 .

Условия роста микобактерий

M.tuberculosis и M.bovis BCG выращивали во встряхивающем инкубаторе при 37 °C до середины логарифмической фазы в бульоне Миддлбрука 7H9 (Difco, MI), содержащем 0,2% глицерина (Sigma-Aldrich), 0,05% твина 80 (Sigma-Aldrich), 10% Обогащение ADC (Difco, MI). 50 мкг/мл гигромицина (Roche) добавляли к культурам M. bovis BCG в качестве маркера селекции антибиотика. Аликвоты замораживали в 15% глицерине и хранили при -80°С. Количество колониеобразующих единиц (КОЕ)/мл определяли путем серийного разведения на агаре 7х21 (Difco, Детройт, Мичиган), содержащем 0.5% глицерин, 10% олеиновая кислота-альбумин-декстроза-каталаза (Difco, MI). Перед анализом инфекции флакон с микобактериями размораживали и выращивали до середины логарифмической фазы. Культуры центрифугировали при 3200 об/мин в течение 10 минут, супернатант декантировали, а клеточный осадок ресуспендировали в фосфатно-солевом буфере (PBS) (Sigma-Aldrich) и дополнительно разбавляли в PBS до требуемого микобактериального инокулята.

Субъекты-люди

Этическое разрешение на проведение этого исследования было предоставлено Местным комитетом по этике исследований — Queen Square (Ref no 11/LO/0823).Все здоровые взрослые доноры крови дали письменное информированное согласие на участие в данном исследовании. Все личные данные остаются конфиденциальными благодаря анонимизации, и все результаты обезличены. Все заборы крови и эксперименты проводились в соответствии с соответствующими руководящими принципами и правилами.

Двадцать миллилитров цельной периферической крови было взято у здоровых взрослых доноров, набранных в Имперском колледже Лондона (набор для обнаружения, n  = 4; набор для проверки, n  = 6 для M.эксперименты по заражению туберкулезом ; набор обнаружения n  = 4; проверочный набор n  = 5 для экспериментов по заражению M. bovis БЦЖ). Возраст доноров варьировался от 27 до 54 лет (в среднем 37 лет), и все они были не вакцинированы БЦЖ, отрицательными по очищенному белковому производному (PPD) и отрицательными по ELISPOT к стандартным микобактериальным антигенам. Цельную кровь разбавляли 1:1 в RPMI (Sigma-Aldrich) и распределяли аликвоты по 2 мл в каждую пробирку bijou.

Анализы микобактериальной инфекции цельной крови

Мы использовали модифицированную версию хорошо зарекомендовавшей себя модели микобактериальной инфекции цельной крови 13,17 .Всего было проведено два различных анализа инфекции, соответствующих набору тестов для обнаружения и проверки как для M.tuberculosis , так и для M.bovis BCG. Вкратце, микобактерии инокулировали в 2-мл аликвоты разведенных образцов цельной крови, чтобы получить окончательный инокулят 1 КОЕ: 1 моноцит (множественность инфекции [MOI] 1:1), предполагая, что в среднем 2 × 10 5 моноцитов/ мл разведенной цельной крови. Образцы неинфицированной цельной крови служили соответствующими контролями в каждый момент времени.В каждом эксперименте все образцы (обнаружение: n  = 4 донора; валидация: n  = 6 доноров для M. tuberculosis; набор для открытия n  = 4; набор для валидации n  390   90,038  38. bovis в экспериментах по заражению БЦЖ) инкубировали до 96 часов при 37 °C на качающемся шейкере со скоростью 25 об/мин. В последовательные моменты времени (набор для обнаружения 0, 6, 24, 48, 72, 96 ч; набор для проверки 0, 24, 48, 72, 96 ч) к каждому зараженному/ неинфицированный образец цельной крови, образцы переворачивают и хранят при температуре -80 °C до последующего выделения РНК.

Жизнеспособность и контроль роста микобактерий в образцах цельной крови

Жизнеспособность и рост микобактерий (измеряемых как колониеобразующие единицы [КОЕ]) в образцах цельной крови оценивали в двух повторностях через 0 и 96 ч путем посева на агар 7 ч 21 мин, содержащий 10% Обогащение OADC в трех повторностях и инкубация при 37 °C в течение 14 дней. Рост определяли путем подсчета числа КОЕ по T96 / T0 .

ELISA

Одновременно инфицированные и неинфицированные аликвоты цельной крови (дубликаты), соответствующие каждому донору, вращали при 3200 об/мин в течение 10 мин, как описано выше, супернатанты собирали и хранили при -20°C до анализа. Продукцию TNF-α и IFN-γ измеряли в супернатантах в повторах с интервалом 24 часа в течение до 96 часов с использованием коммерчески доступных пар Eli (BD Biosciences, США) в соответствии с рекомендациями производителя. Все приведенные данные являются средними значениями.

Анализ сортировки флуоресцентных активирующих клеток (FACS)

Цельную кровь лизировали путем разбавления в буфере для лизиса (1x) (Biolegend) и промывали холодным буфером FACS для получения осадка лейкоцитов. Популяции клеток различали путем флуоресцентной маркировки с использованием предварительно оптимизированной панели полихроматического окрашивания; LIVE/DEAD® Fixable Blue Dead Cell Stain Kit (Invitrogen), CD18 PECy5, CD66b PERCPCy5.5, CD14 BV421, HLA DR BV510, CD15 605, CD20 AF700, CD19 APC Cy7, HLA DM PE, CD3 PECF594 и HLA ABC (BD Biosciences). Соответствующие контроли флуоресценции минус один (FMO) и отрицательные контроли использовали для идентификации положительно окрашенных популяций. Лимфоциты, моноциты и гранулоциты идентифицировали по размеру прямого рассеянного света (FSC)/бокового рассеянного света (SC]), а затем дополнительно фенотипировали в живые моноциты CD3-CD14+, лимфоциты CD3+, CD3-CD19/CD20-экспрессирующие В-клетки и CD66b/CD15-положительные нейтрофилы. Проточную цитометрию выполняли на приборе Fortessa (BD Biosciences), а данные анализировали с помощью программного обеспечения «Flow Jo» (Tree Star).

Исключение трипанового синего

РВМС были выделены из цельной крови двух здоровых взрослых «наивных» доноров (неиммунизированных БЦЖ, отрицательных по PPD) и инфицированных M.tuberculosis (МВД РВМС: КОЕ, 1:1). Неинфицированные образцы служили контролем. Все эксперименты с цельной кровью проводились в трех повторностях для каждой временной точки (0, 48, 72 и 96 часов), а жизнеспособность клеток определялась путем подсчета количества жизнеспособных клеток с использованием обычного светового микроскопа.Двойные подсчеты для каждой временной точки проводились двумя исследователями, образцы ослеплялись, а результаты усреднялись.

Экстракция РНК, концентрация и определение качества

РНК экстрагировали с использованием набора для выделения РНК из цельной крови RNeasy и miRNeasy (Qiagen, Валенсия, Калифорния) для мРНК и микроРНК соответственно в соответствии с протоколом производителя и хранили при температуре -80 °C. Извлеченные количества тотальной РНК оценивали по количеству и качеству с помощью NanoDrop 1000 (PeqLab Biotechnologie, Германия).Для дополнительной проверки качества и целостности РНК образцы анализировали на биоанализаторе 2100 (Agilent Technologies, Inc.). Для дальнейшего анализа использовались только образцы с числом целостности РНК (RIN) 7 или выше.

Амплификация кДНК и обработка массивов кодирующих РНК Illumina

Набор для амплификации РНК Illumina TotalPrep (Applied Biosystems) использовали для преобразования образцов в меченую биотином кРНК, которая была непосредственно гибридизована с Illumina HumanHT-12 v4 Beadchip (47 231 зонд) (Illumina Инк.Калифорния, США) в соответствии с инструкциями производителя. После промывки, блокировки и окрашивания матрицы сканировали с помощью считывающего устройства Illumina Beadarray в соответствии с инструкциями производителя (Illumina Inc, Калифорния, США). Данные были импортированы в программное обеспечение Genome Studio, и изображения микрочипов были проверены на наличие артефактов, и были оценены параметры контроля качества. Средние необработанные значения интенсивности для каждого зонда были скорректированы с учетом локальной интенсивности фона, и к каждому массиву была применена надежная сплайн-нормализация (сочетание квантильной нормализации и сплайн-интерполяции).

Маркировка, гибридизация и обработка массивов некодирующих РНК Agilent

Суммарные РНК из образцов цельной крови экстрагировали с помощью miRNeasy (QIAGEN). Мечение, гибридизацию микрочипов, промывку, сканирование и выделение признаков выполняли, как в Dvinge et al. . 48 . Вкратце, 100 нг образцов РНК были помечены с использованием набора Agilent miRNA Complete Labeling and Hyb (кат. № 5190-0456) и набора микроРНК Spike-In (кат. № 5190-1934) без дополнительной очистки на основе колонки.Меченые образцы гибридизовали с пользовательскими матрицами Agilent 8 × 60k и промывали с использованием набора Gene Expression Wash Buffer Kit (p/n 5188–5327) в соответствии с рекомендациями производителя со следующими модификациями: (a) перед мечением образцы РНК сушили в вакууме до завершения при 45 °С; (b) объем гибридизации был увеличен до 50 мкл путем добавления 1x Hi-RPM; (в) гибридизация происходила в течение 44 ч. Микрочипы сканировали на сканере микрочипов Agilent (G2565CA) с использованием протокола сканирования miRNA_107_Sep09 (Agilent).Затем были извлечены интенсивности пятен с помощью программного обеспечения Agilent Feature Extraction v10.7.3 по пользовательской сетке 029140_D_20100630_ns.

Предварительная обработка данных массива некодирующих РНК

Предварительную обработку и нормализацию выполняли, как в Divinge et al. . 48 . Короче говоря, интенсивность пятна использовалась без коррекции фона. Исключенные повторы внутри массива (в основном из-за физических дефектов) удалялись итеративно путем ранжирования повторов каждого пятна (шесть для всех, кроме контрольных проб) по интенсивности, удаления повторения, наиболее удаленного от медианы, и повторения ранжирования и удаления еще раз, оставляя четыре повторяющихся пятна для каждого зонда микроРНК.Данные из нескольких массивов были нормализованы с использованием qspline, а последующие анализы выполнялись на основе медианных значений данных, нормализованных qspline.

Анализ данных микрочипа с течением времени

Мы использовали модель смешанных эффектов (SME) сглаживающих сплайнов (SME) 18 для независимого моделирования каждого зонда на микрочипе и выявления тех, которые демонстрируют значительное изменение уровней экспрессии с течением времени. Модель SME является конкретным примером функциональной модели смешанных эффектов, которая стала популярной при анализе воспроизведенных данных об экспрессии генов с течением времени 49,50,51 из-за ее способности обрабатывать отсутствующие наблюдения, небольшие размеры выборки, небольшое количество и неравномерно расположенные моменты времени и неоднородность субъектов, типичные для таких экспериментов.Результирующая модель для каждого зонда может быть обобщена как функция среднего (или, аналогично, кривая), описывающая средние уровни экспрессии во времени для всех субъектов, и индивидуальные кривые для каждого субъекта, представляющие их отклонения от этого среднего значения. Зонды, показывающие значительное изменение уровней экспрессии с течением времени, были идентифицированы путем проверки нулевой гипотезы о том, что средняя кривая равна нулю, реализованной с использованием теста Вальда. Была применена коррекция множественного тестирования с использованием метода частоты ложных открытий (FDR) Бенджамини и Хохберга 52 .Весь временной анализ выполнялся в R 53 с использованием версии пакета SME для разработки, доступной на GitHub (www.github.com/mberk/sme). Полную информацию об анализе динамики можно найти в дополнительном тексте S1.

Анализ биологических путей

Гены со значительной дифференциальной экспрессией (SDE) были проанализированы с помощью Ingenuity Pathways Analysis (Ingenuity Systems®, www.ingenuity.com), чтобы определить биологические функции и пути, представленные в наборе данных.Точный критерий Фишера с поправкой на множественное тестирование Бенджамини-Хохберга использовался для проверки наличия связи между генами SDE и путем/биологической функцией, а также того, было ли это связано только со случайностью. Пути также оценивались с использованием отношения количества генов SDE, которые были сопоставлены с путем, к общему количеству генов, которые существовали в каноническом пути. Картирование генов SDE с отдельными сигнальными путями проводили с использованием путей IPA® и KEGG (http://www.genome.jp/kegg/pathway.html).

Анализ ассоциации микроРНК-мРНК выполняли с помощью инструмента MicroRNA Target Filter IPA®. Эта функция использует экспериментально подтвержденные взаимодействия из TarBase и miRecords, а также предсказанные взаимодействия микроРНК-мРНК из TargetScan. Кроме того, IPA® включает большое количество связанных с микроРНК результатов из рецензируемой литературы, базы данных знаний IPA®.

миРНК SDE (значение q < 0,001), как с повышающей, так и с пониженной регуляцией, были взяты для анализа.Чтобы исследовать потенциальную связь между транскриптами мРНК SDE и соответствующими микроРНК SDE, все транскрипты мРНК SDE (значение q < 0,01) были отобраны для корреляционного анализа с использованием MicroRNA Target Filter . Эта аналитическая стратегия была выбрана, чтобы отразить тот факт, что миРНК SDE, участвующая в процессах регуляции генов на уровне транскриптов мРНК во время заражения цельной крови M. tuberculosis , может регулироваться как вверх, так и вниз. Оба вывода указывают на активное участие в процессах регуляции генов, происходящих во время эксперимента с течением времени.Списки отношений микроРНК-мРНК были отфильтрованы на основе уровня достоверности. В анализ были включены только «экспериментально подтвержденные» и «высоковероятные» пары миРНК-мРНК-мишени. Впоследствии была использована статистика гипергеометрического теста для расчета значимости соответствующей ассоциации.

Матрицы метилирования

Анализы на микобактериальную инфекцию проводили с M.tuberculosis с использованием цельной крови, взятой у 5 здоровых взрослых доноров, как описано выше.В качестве контроля служили неинфицированные образцы цельной крови от тех же доноров. Все образцы инкубировали в течение 48 и 96 ч при 37°С, как описано. В каждый момент времени ДНК экстрагировали с использованием миди-набора для цельной крови QIAamp (Qiagen) в соответствии с протоколами производителя с одной поправкой: после добавления буфера AL образец инкубировали в течение 4 часов при 70 °C, а не 10 минут, чтобы обеспечить 100 % уничтожения микобактерий перед изъятием образцов из лаборатории с уровнем защиты 3. Эта процедура не показала отрицательного воздействия на качество или количество выделенной ДНК, которая затем была измерена с использованием флуорометрического метода (Qubit, Thermo Fisher Scientific, MA), спектрофотометрии (Nanodrop, Thermo Fisher Scientific, MA) и тапестации (Agilent Technologies, CA, MA). США).500 нг ДНК подвергали бисульфитной конверсии с использованием набора для метилирования EZ-DNA (Zymo Research, Калифорния, США) в соответствии с модифицированным протоколом Illumina. Преобразованную бисульфитом ДНК амплифицировали, фрагментировали, осаждали и повторно суспендировали, а затем гибридизовали с матрицей Beadarray Infinium Human Methylation 450 (Illumina, CA) перед удлинением и окрашиванием в соответствии с инструкциями производителя. Массивы визуализировали на Illumina iScan (Illumina, Калифорния, США). Качество данных контролировалось с использованием программного обеспечения GenomeStudio (Illumina, CA, USA).Мы выполнили фоновую коррекцию необработанных данных интенсивности в соответствии с рекомендациями Illumina, чтобы свести к минимуму техническую изменчивость, с последующим исключением низкокачественных матричных зондов (порог обнаружения p-значения 10 -6 ). Зонды матрицы были разделены по цветовому каналу (красный/зеленый), типу (тип I/тип II) и подтипу (M/U), и была применена квантильная нормализация значений интенсивности 54,55 . Мы использовали нормализованную интенсивность для расчета процентного метилирования (значения β) для каждого маркера, а эмпирическую схему Байеса 56 использовали для смягчения эффектов партии с поправкой на возраст и пол донора.Дифференциальный анализ метилирования (Δбета) в каждом локусе отдельных маркеров между соответствующими инфицированными и неинфицированными образцами в каждый момент времени проводился с использованием эмпирической байесовской модерируемой t-статистики, которая, как было показано, имеет более надежное поведение для меньшего размера выборки. эксперименты 57 . Кроме того, мы объединили маркеры на уровне CpG-островков и на уровне генов, чтобы увеличить мощность обнаружения за счет заимствования информации у соседних маркеров. P-значения были скорректированы для множественного тестирования с использованием процедуры Бенджамини-Хохберга 52 .

Поиск вышестоящих регуляторных элементов

Последовательности выше TSS

Использование веб-сервиса Biomart (http://www.biomart.org, 58 ), названия зондов для генов со значительным снижением и повышением уровня регуляции в ответ на инфекцию цельной крови с M.tuberculosis были картированы в имена генов, а затем отфильтрованы, чтобы включить только кодирующие гены; таким образом, псевдогены и другие некодирующие объекты были исключены. Обратите внимание, что ряд зондов не могут быть канонически сопоставлены с генами или были сопоставлены с генами как в наборах с повышающей, так и с отрицательной регуляцией.Они были удалены из анализа. Эта процедура также применялась для набора «неизмененных» генов, которые не продемонстрировали существенной дифференциальной регуляции микобактериальной инфекции набора данных цельной крови. Затем Biomart использовали для загрузки 1500 п.н. непосредственно перед сайтом начала транскрипции (то есть кодоном ATG) каждого из этих кодирующих генов. Этот регион был выбран для изучения только ближайших элементов. Количество последовательностей, обработанных таким образом, составило 1413 экспериментальных (понижающих) генов, 1193 контрольных (активированных генов) и 797 неизмененных генов.Из генов со значительно сниженной регуляцией подгруппа из 51 была идентифицирована как «связанная с фагосомой» с помощью анализа путей, как указано выше. Они были включены как биологически релевантное подмножество последовательностей для сравнительного анализа.

Чтобы удостовериться, что любые обнаруженные общие мотивы не являются результатом исследования дублированных и родственных генов, кодирующие области генов с пониженной и повышающей регуляцией были извлечены из Biomart, как описано выше, и сопоставлены с использованием метагеномного инструментария usearch (http:/ /www. drive5.com/usearch 59 ). Совпадений выше 50% обнаружено не было.

Поиск известных регуляторных элементов

Поиск известных сайтов связывания факторов транскрипции (TFBS) в восходящих областях генов с понижающей и повышающей регуляцией проводился с использованием программного обеспечения OPOSSUM (http://opossum.cisreg.ca/ 23 ) . Верхние области контроля использовались для фонового контроля. Не было найдено ни одного сайта с Z-показателем 10 или выше и показателем Фишера 7 или выше (пределы, предложенные авторами инструмента на основе эмпирических исследований).

Поиск новых мотивов

MEME 60 использовался для более общего поиска консервативных мотивов в 1500 bp восходящей области кодирующих генов. В этом поиске использовали 100 кодирующих генов с пониженной регуляцией с наивысшим рейтингом, при этом 100 генов с повышающей регуляцией были использованы в качестве дискриминативного (контрольного) набора генов. Размер этих подмножеств использовался для ограничения вычислительных требований. На основе предыдущего опыта были выбраны параметры для поиска 8 наиболее значимых мотивов, позволяющих им встречаться с любой частотой, как в прямом, так и в обратном направлении, т.е.е. на любой нити. Размер мотива был ограничен 10–50 базами также по причинам вычислительных требований. Было идентифицировано несколько мотивов длиной 26–36 пн. Эта процедура и все последующие шаги были автоматизированы с помощью вычислительного конвейера (написанного на Snakemake 61 , доступного по запросу) для воспроизводимости и согласованности (рис. 6).

Обнаружение и сборка кассет мотивов

Изучение приведенных выше паттернов мотивов показало, что многие из них встречаются в регулярных повторяющихся последовательностях или «кассетах».Эти кассеты состояли из мотивов, обнаруженных на любой нити или в любой ориентации. Например, кассета может быть 1 + 2 3 +: первый, второй и третий мотивы, обнаруженные цМемом, встречающиеся на прямой, обратной и прямой цепях в указанном порядке соответственно. Эта кассета дополняет 3 2 + 1− . Обратите внимание, что цМем и наш процесс исследования не определяют, какая ориентация является «правильной» или какая кассета является наиболее значимой.

Алгоритм модифицированного общего шаблона последовательности (GSP) 24,25 (рис. 5 и дополнительный рисунок S6) использовался для распознавания и перечисления этих кассет в рамках приведенных выше результатов MEME. Вкратце, базовый алгоритм генерирует начальный набор паттернов, наблюдаемых из списка увиденных мотивов. Затем он предлагает более длинные потенциальные шаблоны, объединяя все возможные пары существующих шаблонов, которые перекрываются. Например: Pattern 1 + 2 3 3 + могут быть объединены с 2 3 + 4- для производства 1+ 2 3 + 4- .Эти предлагаемые шаблоны проверяются на соответствие фактическим данным, а те, которые встречаются выше заданной частоты среза, сохраняются в следующем раунде предложений. Этот цикл слияния-предложения-фильтра повторяется до тех пор, пока шаблоны больше не будут найдены или частота найденных не упадет ниже заданного порога. То есть GSP найдет самый длинный шаблон или шаблоны, которые встречаются выше указанной частоты. Обнаружен ряд кассет разной длины (2–8 мотивов).

В этот стандартный алгоритм GSP были внесены важные изменения.Во-первых, чтобы найти частоты всех кассет, алгоритм GSP был повторен в диапазоне частот среза от 1% до 50%, и результаты были объединены. Во-вторых, кассеты могли встречаться и подсчитываться в любой ориентации. То есть при подсчете вхождений 1 + 2 3 + также будет учитываться дополнение 3 2 + 1 — . Наконец, перед поиском паттернов незначимые экземпляры мотивов (т. е. те примеры данного мотива, которые превышают порог значимости) были преобразованы в нулевой символ.Например, если последовательность показывает шаблон мотива 1+2−3+, но экземпляр 2- выше порога значимости, последовательность преобразуется в 1+X3+, где X — нулевой символ. Эти нули никогда не используются при построении предлагаемых шаблонов. Таким образом, эти незначительные мотивы никогда не появлялись как часть кассеты, а служили для отделения других мотивов, разрушая потенциальные закономерности. Например, 1+X3- никогда не будет соответствовать 1+2-, 2-3+, 1+2-3+ или 1+3+. Порог значимости 1e-5 был использован на основе предыдущего опыта.

Подсчет кассет в наборах данных последовательностей

Для подсчета встречаемости этих кассет в других наборах данных последовательностей, не связанных с открытием, использовался инструмент MAST (часть пакета MEME 62 ). Это берет шаблоны мотивов, ранее определенные в результатах цМема, и ищет их в других последовательностях.

Целевыми наборами последовательностей были остальные наборы данных с понижающей и повышающей регуляцией (т. е. те, которые не использовались для первоначального обнаружения мотивов, 1312 и 1093 соответственно), неизмененные гены (797) и сравнительная подгруппа последовательности с пониженной экспрессией (51 ген, ассоциированный с фагосомами). Паттерны для мотивов компонентов, обнаруженных в любой кассете, были извлечены и переданы MAST для идентификации и определения местоположения экземпляров мотивов в этих наборах данных последовательностей. После преобразования незначительных мотивов в нулевые символы, как указано выше, полученные образцы мотивов затем анализировались для образцов кассет, обнаруженных выше. Рассчитывали долю последовательностей с кассетами в каждом наборе данных, а также обогащение по отношению к контрольным (повышенно регулируемым) последовательностям. Значение p для этого обогащения было рассчитано с использованием бета-биномиального распределения.Для генов, связанных с фагосомами, была составлена ​​таблица генов с кассетами, обнаруженными перед ними.

Консенсус и поиск в базе данных

«Образцовые» последовательности для каждой кассеты были получены путем идентификации для каждой кассеты трех лучших экземпляров (т. е. тех, у которых наиболее значимое значение p, рассчитанное путем объединения значений p каждого составного мотива) и извлечение связанной последовательности. Затем соответствующие последовательности кассет были опрошены с использованием стандартного поиска blastn (дополнительная таблица S5).Первоначальный BLAST был выполнен с использованием инструмента «Эталонные последовательности РНК» (refseq_rna), а затем с использованием инструмента «Human Alu elements» в наборе blastn.

Сравнение транскриптомных данных хозяина по инфекции

in vitro M.tuberculosis с данными, полученными по инфекции in vitro Leishmania инфекции и соответствующие гены SDE-хозяина в ответ на два вида Leishmania из исследования Fernandes et al . 26 , чтобы определить, можно ли наблюдать аналогичную картину экспрессии иммунных генов хозяина. Фернандес и др. . 26 выполнили транскриптомное профилирование макрофагов человека после заражения L. major или L. amazonensis в течение 72 часов. Из дополнительных материалов Fernandes et al . 26 мы получили список большинства генов SDE в каждый момент времени (4, 24, 48 и 72 ч) вместе с соответствующим журналом 2 FC. Чтобы облегчить сравнение с нашим набором данных, для каждого из генов SDE мы получили максимальный log 2 FC во все моменты времени. Затем мы сравнили log 2 FC наиболее значимых 1000  M. tuberculosis генов SDE с log 2 FC тех же генов при обеих инфекциях Leishmania.

Доступность данных

Данные об экспрессии генов из этого исследования общедоступны в Омнибусе экспрессии генов (GEO) под инвентарным номером GSE108363 (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSE108363).

Границы | Mycobacterium tuberculosis: адаптируемый патоген, связанный с множественными заболеваниями человека

Введение

Прошло более века с тех пор, как Роберт Кох идентифицировал этиологический агент туберкулеза человека (ТБ), названный Mycobacterium tuberculosis . Однако на сегодняшний день этот возбудитель продолжает представлять проблему для здоровья человека. В 2016 г. насчитывалось около 10,4 миллиона случаев ТБ, в том числе 600 000 случаев рифампицин-резистентного ТБ (РУ-ТБ) и 490 000 случаев ТБ с множественной лекарственной устойчивостью (МЛУ-ТБ) (ВОЗ, 2017). В отличие от многих других бактериальных патогенов, которые выделяют различные токсины, вызывающие острое воспаление и серьезное повреждение тканей (Ramachandran, 2014), M. tuberculosis представляет собой экстраординарную парадигму внутриклеточных патогенов, не обладающих классическими факторами вирулентности. Действительно, он может сохраняться в организме хозяина в течение длительного латентного периода, не вызывая значительного повреждения или передачи, если иммунитет хозяина не нарушен, например, когда хозяин лечится блокаторами TNF-α или коинфицируется вирусом иммунодефицита человека типа 1. ВИЧ-1) (Шим, 2014; Белл и Нурсадеги, 2017). M.tuberculosis секретирует ряд эффекторных белков, которые сбивают с толку иммунную систему хозяина, тем самым способствуя ее внутриклеточному выживанию и формируя ее образ жизни, чтобы он сохранялся в гранулемах во время латентной фазы инфекции (Gröschel et al., 2016).

Помимо того, что он вызывает туберкулез, все больше данных свидетельствует о том, что M. tuberculosis также связан с множеством других заболеваний человека, таких как легочные осложнения, аутоиммунные заболевания и метаболические синдромы (таблица 1).Кроме того, инфекция M. tuberculosis также может взаимно взаимодействовать с микробиомом человека, который тесно связан с иммунным балансом и состоянием здоровья. В этом обзоре мы начнем с описания адаптивного выживания М.tuberculosis внутри хозяина. Затем мы предоставляем обзор регуляторных механизмов, лежащих в основе взаимодействий между инфекцией M. tuberculosis и несколькими важными заболеваниями человека. Лучшее понимание того, как M.tuberculosis регулирует клеточные функции хозяина, вызывая ТБ и усугубляя другие заболевания человека при определенных обстоятельствах, имеет решающее значение для разработки более рациональных стратегий борьбы с ТБ.

Таблица 1 . Систематические исследования связи между туберкулезом и сопутствующими заболеваниями.

Адаптивное выживание

M. tuberculosis в организме хозяина

M.tuberculosis — высокоадаптивный патоген, живущий внутри хозяина. Для лучшего понимания его роли в заболеваниях человека мы сначала представим молекулярные механизмы, лежащие в основе динамических взаимодействий между M.туберкулез и хозяин.

Адаптация хозяина

M. tuberculosis с симбиотическими свойствами

M. tuberculosis может вызывать как легочный ТБ, так и внелегочный ТБ (ВЛТБ), такой как туберкулезный лимфаденит, плевральный ТБ, глазной ТБ, скелетный ТБ и желудочно-кишечный ТБ (Shah and Chida, 2017). Таким образом, M. tuberculosis адаптировался к различным анатомическим участкам тела хозяина после эонов коэволюции со своим хозяином и проявляет некоторые симбиотические черты:

Первый, М.tuberculosis можно рассматривать как условно-патогенную бактерию в некотором смысле, поскольку она вызывает туберкулез только у людей с ослабленным иммунитетом. Более 90% из инфицированных M. tuberculosis лиц могут спонтанно контролировать инфекцию (Cambier et al., 2014). Во время латентной фазы M.tuberculosis устанавливает комменсальные отношения с хозяином, не вызывая явных симптомов. Кроме того, было показано, что некоторые антигены M. tuberculosis и вакцинный штамм Bacillus Calmette-Guérin (БЦЖ) усиливают противоопухолевый иммунный ответ при использовании в терапии рака (Zbar et al., 1970; Ханна и др., 1972; Кояма и др., 2015, 2016; Чжан и др., 2015).

Во-вторых, подобно симбиотическим микроорганизмам с привилегированным иммунным игнорированием хозяина, M. tuberculosis способен персистировать в хозяине, в значительной степени подавляя как врожденный, так и адаптивный иммунитет (Goldberg et al., 2014). Действительно, даже местные бактерии, такие как кишечная микробиота, могут вызывать иммунные реакции хозяина через Toll-подобные рецепторы (TLR) в кишечном эпителии. Однако в норме иммунная система слизистых оболочек поддерживает игнорирование, строго ограничивая симбионтов просветом кишечника. Это достигается за счет муциновых гликопротеинов, секретируемых бокаловидными клетками, которые образуют двойной слой слизи, покрывающий поверхность эпителия (Hooper, 2009). Точно так же M. tuberculosis обычно наблюдается как плотно изолированный в виде узелков, называемых гранулемами, которые, как полагают, способны ограничивать рост бактерий, пока иммунитет хозяина остается достаточно эффективным.

В-третьих, M.tuberculosis в стабильных гранулемах всегда находится в метаболически активном, но нерастущем состоянии, называемом «покой» (Rittershaus et al., 2013). Удивительно, но метаболические и генетические карты показывают, что покоящиеся M. tuberculosis могут сбалансировать свою популяцию, постоянно адаптируясь к высокодинамичной среде в гранулемах (Pienaar et al., 2016). Все больше данных указывает на то, что M. tuberculosis обладает сложной сетью регуляции генов в ответ на внешние раздражители для акклиматизации в гипоксической среде хозяина (Forrellad et al. , 2013; Galagan et al., 2013).

В-четвертых, M.tuberculosis использует множество эукариотических эффекторов для имитации или модификации сигнальных путей и клеточных функций хозяина.Одиннадцать эукариотических серин/треониновых протеинкиназ (от PknA до PknL) и две серин/треонинфосфатазы (PtpA и PtpB) кодируются M. tuberculosis , и все они имеют жизненно важное значение для поддержания выживания бактерий в организме хозяина (Forrellad). и др., 2013). Например, ранее мы идентифицировали уникальный домен, подобный мотиву, взаимодействующему с убиквитином (UIML), в PtpA, который имитирует эукариотическую функцию связывания убиквитина, небольшого повсеместно распространенного белка, который участвует в различных сигнальных путях клетки-хозяина (Wang et al., 2015).

Несмотря на неопределенность комменсальных или симбиотических особенностей сосуществования M.tuberculosis с хозяином, предполагается, что дополнительные методы лечения, основанные на взаимодействии патоген-хозяин, помогут свести к минимуму инфекцию ТБ и избежать серьезного повреждения тканей за счет восстановления гомеостаза хозяина.

Гранулемы: символ баланса

После вдыхания в легкие через трахею M. tuberculosis поглощается альвеолярными макрофагами (АМ) и захватывается фагосомами, которые впоследствии доставляют свои грузы в лизосомы для деградации (Pieters, 2008; Cambier et al., 2014). Однако во многих случаях M. tuberculosis может эффективно блокировать закисление и созревание фагосом, чтобы выжить в АМ хозяина (Ehrt and Schnappinger, 2009; Houben et al., 2012). Даже в этом случае инвазированные микобактерии будут ограничены хозяином, образующим гранулемы с инфицированными макрофагами, окруженными слоями иммунных клеток, включая гранулоциты, дендритные клетки (ДК), естественные клетки-киллеры (NK) и Т- и В-лимфоциты. На самом деле, значительная часть инфицированных способна очиститься от возбудителя и развить стерильные гранулемы.С другой стороны, чтобы преодолеть иммунный ответ хозяина и гипоксическую среду, M.tuberculosis остается в состоянии покоя в гранулемах почти у 90% инфицированных людей (Rittershaus et al. , 2013; Bhavanam et al., 2016). Как врожденная (например, секреция IFNγ, TNFα и других антимикобактериальных факторов макрофагами), так и адаптивная (например, клетки Th27, иммунитет, опосредованный CD4 + и CD8 + T-клетками) иммунная защита участвуют в поддержании M .tuberculosis под контролем во время латентной фазы туберкулезной инфекции (Dutta and Karakousis, 2014). Однако в 5–15% случаев инфицирования M. tuberculosis могут реактивироваться для репликации (WHO, 2017). Например, когда иммунитет хозяина нарушен, M.tuberculosis активируется, чтобы начать репликацию, что приводит к некрозу инфицированных макрофагов и высвобождению внутриклеточных бактерий, которые могут в дальнейшем инфицировать новые клетки и распространяться на другие ткани (Dutta и Каракусис, 2014).

Таким образом, сохранение солидных гранулем у инфицированных людей является признаком сбалансированной конфронтации между M. tuberculosis и хозяином, и любое нарушение равновесия может вызвать развитие заболевания (рис. 1). Иммунный гомеостаз в гранулемах может регулироваться АМ двух поляризованных типов, известных как классически активированные макрофаги (макрофаги М1) и альтернативно активированные макрофаги (макрофаги М2) (Hussell and Bell, 2014). Макрофаги M1 реагируют на Th2-доминантный иммунитет, стимулируемый IFN-γ и TNF, и могут эффективно продуцировать антибактериальные агенты, такие как активные формы кислорода (АФК) и оксид азота (NO), а также провоспалительные цитокины (например,g., TNF, IL-1β и IL-6) (Gordon, 2003). Напротив, дифференцировка в макрофаги M2 запускается цитокинами IL-4 и IL-13, продуцируемыми клетками Th3 (для макрофагов M2a), иммунными комплексами и рецепторами распознавания образов (PRR) (для макрофагов M2b), и IL-10, продуцируемым T регуляторные (Treg) клетки (для макрофагов M2c) (Mantovani et al., 2004). Макрофаги M1 имеют решающее значение для подавления прогрессирования туберкулеза, но неконтролируемое воспаление может вызвать серьезное повреждение тканей (Hussell and Bell, 2014), которое может быть уравновешено иммуносупрессивной регуляцией, опосредованной макрофагами M2 и клетками Th3. Примечательно, что, по-видимому, во время развития ТБ у хозяина возникает склонность к иммунитету Th3-типа, что считается полезным для внутриклеточного выживания M. tuberculosis (Raju et al., 2008; Schreiber et al., 2009; Реденте и др., 2010). Дальнейшее выяснение регуляторных механизмов, которые контролируют баланс иммунных реакций Th2/Th3 в гранулемах, содержащих M.tuberculosis , несомненно, станет захватывающей областью исследований в ближайшие годы, и такие исследования могут предоставить важные знания для эффективного манипулирования Баланс Th2/Th3 для борьбы с туберкулезной инфекцией при минимизации связанного с этим повреждения тканей хозяина.

Рисунок 1 . Несбалансированная иммунная система у больных туберкулезом приводит к развитию различных заболеваний. После вдыхания M.tuberculosis образуются гранулемы со скоплениями иммунных клеток для изоляции неочищенных бактерий, которые впоследствии переходят в латентное состояние. Когда у хозяина снижается иммунитет, M.tuberculosis реактивируется для репликации и диссеминации, что сопровождается казеозом, разжижением и образованием полостей гранулемы (1).Неказеозные гранулемы могут существовать после элиминации бактерий и проявляться как саркоидоз из-за чрезмерного воспалительного иммунного ответа хозяина (2). Инфицированные клетки, M. tuberculosis компоненты, метаболиты и иммунные молекулы хозяина, такие как цитокины и хемокины, могут обмениваться и передаваться через систему кровообращения, что увеличивает риск развития заболевания (3). Микробиота кишечника также участвует во взаимодействии между M. tuberculosis и сопутствующей патологией туберкулеза через ось кишечник-легкие (4).

Инвазия

M.tuberculosis в клетки-мишени

Удивительно, но недавние исследования показывают, что микобактерии способны вторгаться в различные неканонические иммунные клетки, включая эпителиальные клетки, эндотелиальные клетки, фибробласты, адипоциты и нейрональные клетки (Randall et al. , 2015). Эта способность M.tuberculosis может объяснить, почему туберкулезная инфекция может появиться в любом анатомическом участке и распространиться на несколько органов.

Ключевым условием для внутриклеточной колонизации микобактерий является их способность прикрепляться и проникать в клетки-хозяева.На сегодняшний день идентифицирован ряд PRR-хозяев, которые опосредуют фагоцитоз M.tuberculosis . Эти PRR включают рецепторы маннозы, рецепторы комплемента, рецепторы Fc и рецепторы лектина С-типа, в том числе неинтегрин, захватывающий молекулу межклеточной адгезии, специфичную для дендритных клеток-3 (DC-SIGN), и лектин С-типа, индуцируемый макрофагами (Mincle). Эрнст, 1998; Исикава и др., 2009). Напротив, было идентифицировано несколько молекулярных компонентов из M. tuberculosis , которые способствуют этому событию с четкими механизмами.Гепарин-связывающий гемагглютинин-адгезин (HBHA) был первым определенным адгезином в M.tuberculosis , который имеет решающее значение для внелегочной диссеминации M. tuberculosis (Menozzi et al., 1998; Pethe et al., 2001). Потеря HBHA снижает адгезию микобактерий и инвазию эпителиальных клеток, но не макрофагов (Pethe et al., 2001). Недавно было высказано предположение, что M. tuberculosis pili (MTP) действуют как важные молекулы адгезии, влияющие на взаимодействие микобактерий и клеток-хозяев (Ramsugit et al., 2016). Семейство белков входа в клетку млекопитающих (Mce) представляет собой еще одну группу молекул, находящихся на поверхности бактерий, связанных с входом в клетку-хозяин. Ген mce1 , рекомбинированный в Escherichia coli , придает бактериям способность внедряться в эпителиальные клетки (Arruda et al., 1993). Недавно наша лаборатория подтвердила, что Mce3C может также способствовать интернализации M.tuberculosis в макрофаги за счет использования сигнального пути, опосредованного интегрином β2 (Zhang Y.и др., 2017).

Внутриклеточное выживание

M.tuberculosis с уравновешенной иммунной защитой хозяина

Хозяин проявляет как врожденную, так и адаптивную иммунную функцию для защиты от инфекции M. tuberculosis . Первоначально врожденные иммунные клетки быстро реагируют путем прямого распознавания консервативных патоген-ассоциированных молекулярных паттернов (PAMP), таких как липопротеины, гликолипиды и углеводы, на клеточной поверхности M.tuberculosis (Killick et al., 2013). Впоследствии различные иммунные механизмы, такие как фагоцитоз, аутофагия, апоптоз и сборка воспалительных заболеваний, вызываются для эффективного контроля выживаемости M. tuberculosis (Liu et al., 2017). Наконец, вовлекается адаптивный иммунитет, такой как ответы Th2/Th27, опосредованные M. tuberculosis -специфическими CD4 + Т-клетками, что играет ключевую роль в контроле прогрессирования ТБ (Jasenosky et al., 2015). Кроме того, недавние исследования показывают, что гуморальный иммунитет, опосредованный В-клетками, может также управлять воспалительными реакциями в гранулемах ТБ для контроля локальной инфекции, несмотря на наблюдаемое незначительное влияние на общую патологию или прогрессирование заболевания (Maglione et al. , 2007; Козакевич и др., 2013; Фуа и др., 2016).

Примечательно, что адаптивный иммунитет хозяина к M.tuberculosis активируется после значительно более длительного интервала по сравнению с другими патогенными инфекциями. В нескольких исследованиях показано, что Т-клеточный ответ CD4 + начинается только через 10–14 дней после заражения и достигает пика примерно через 3 недели после заражения M. tuberculosis у мышей (Chackerian et al., 2002; Khader et al. , 2007; Вольф и др., 2008). Эта задержка ответа еще полностью не объяснена, хотя одна из возможностей состоит в том, что M.tuberculosis может подавлять функцию ДК и ограничивать их миграцию из легких в лимфатические узлы для активации исходных Т-клеток (Wolf et al., 2008; Divangahi et al., 2010; Roberts and Robinson, 2014; Griffiths et al., 2016).

Врожденный иммунитет хозяина против M.tuberculosis привлекает все большее внимание в последние годы, потому что врожденные иммунные клетки находятся на переднем крае защиты от инфекции, а также являются основными эффекторными клетками после дальнейшей активации адаптивным иммунитетом. При заражении M.tuberculosis хозяин управляет множественными сигнальными каскадами через PRRs для запуска различных функций врожденной иммунной защиты, которые разрушаются секретируемыми эффекторными белками M.tuberculosis . M. tuberculosis доставляет эффекторные белки через системы секреции (ESX) семейства ранних секреторных антигенных мишеней (ESAT6) 6 кДа (классифицируемые как системы секреции типа VII), включая ESX-1 до ESX-5 (Gröschel et al., 2016) . Система ESX-1 является наиболее изученной системой секреции у микобактерий и хорошо охарактеризована благодаря своему жизненно важному влиянию на запуск иммунной системы хозяина (например,g., активация IFN-ответа I типа и инфламмасомы NLRP3/ASC) или уклонение (например, разрыв фагосомы и подрыв аутофагического потока) (Stanley et al., 2007; Mishra et al., 2010; Romagnoli et al., 2012 ; Симеоне и др., 2012). Примечательно, что ESX-1 не является исключительной системой, определяющей патогенез микобактерий, поскольку некоторые эффекторные белки, экспрессируемые в БЦЖ, в которой спонтанно отсутствует локус esx-1 , все еще секретируются и эффективно способствуют выживанию бактерий в клетках-хозяевах. Например, ранее мы выявили, что эффекторные белки M. tuberculosis , такие как PtpA и Mce3E, модулируют врожденный иммунитет хозяина, способствуя внутриклеточному выживанию микобактерий (Li et al., 2015; Wang et al., 2015). Кроме того, все большее число исследований показывает, что система ESX-5, которая экспортирует ряд белков семейства микобактерий PE и PPE для модуляции иммунитета хозяина, является еще одним механизмом секреции, играющим критическую роль во взаимодействиях микобактерий и хозяина (Chen and Xie, 2010; Грёшель и др., 2016). Интересно, что врожденные иммунные клетки хозяина также применяют факторы рестрикции, чтобы противодействовать функции эффекторных белков патогенов. Например, было продемонстрировано, что многие белки семейства tripartite motif (TRIM) служат факторами рестрикции хозяина посредством регуляции врожденного иммунитета и противодействия эффектам некоторых вирусных эффекторных белков (Hatakeyama, 2017). В случае M. tuberculosis наша лаборатория идентифицировала трехчастный мотив белка-хозяина, содержащий 27 (TRIM27), в качестве потенциального фактора рестрикции хозяина, который может напрямую взаимодействовать с M. tuberculosis PtpA и контролируют выживаемость бактерий в макрофагах за счет усиления воспалительных реакций и клеточного апоптоза (Wang J. et al., 2016). Таким образом, существует эволюционная динамика взаимодействия между факторами рестрикции хозяина и антагонистами возбудителя при микобактериальной инфекции.

M.tuberculosis и легочные заболевания

В качестве входных ворот для бактерий легкие являются наиболее часто поражаемым органом при инфекции M. tuberculosis .Дыхательные пути и бронхоальвеолярные пространства представляют собой уникальный иммунологический компартмент, в котором разнообразные тканеспецифические клетки формируют иммунный ответ первой линии на вдыхаемый M. tuberculosis . Эти взаимодействия изменяют легочную микросреду, что может реконструировать дыхательные пути и влиять на развитие и исходы различных легочных заболеваний.

Хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ)

ХОБЛ характеризуется ограничением воздушного потока, связанным с усиленной хронической воспалительной реакцией как в дыхательных путях, так и в легких, на вредные частицы или газы, такие как вещества, образующиеся при курении табака. Недавние эпидемиологические исследования выявили прочную связь между историей ТБ и последующим развитием хронической обструкции дыхательных путей (Amaral et al., 2015; Byrne et al., 2015). Все больше данных свидетельствует о том, что туберкулез легких может привести к ремоделированию легочной архитектуры, что может проявляться в виде обширного фиброза, образования полостей, тракционных бронхоэктазов, бронхостеноза или деструкции паренхимы легких (Dheda et al., 2005; Jordan et al., 2010). Это может быть возможным объяснением развития ХОБЛ у пациентов с туберкулезом в анамнезе.Также предполагается, что хроническая обструкция дыхательных путей является следствием активного туберкулеза из-за развития бронхоэктазов у ​​пациентов с ХОБЛ (Chakrabarti et al., 2007). Общая связь с патогенезом обоих состояний может заключаться в разрушении легочного внеклеточного матрикса (ECM), которое может быть вызвано различными факторами риска, такими как курение и воздействие топлива из биомассы (Elkington and Friedland, 2006; Løkke et al. др., 2006). Кроме того, человеческая пневмония, как еще одно легочное заболевание, часто встречающееся у больных ТБ (особенно у подростков с выраженным иммунологическим ответом), также может повышать показатели заболеваемости и смертности, связанные с острыми обострениями ХОБЛ (Modesto dos Santos et al., 2014; Олива и др., 2015).

Рак легких

И туберкулез, и рак легких представляют собой глобальные угрозы, уносящие миллионы жизней во всем мире. Клинические данные показывают, что в некоторых случаях ТБ и рак легких могут сосуществовать, а наличие в анамнезе инфекции ТБ считается фактором риска развития рака легких (Brenner et al., 2001; Engels et al., 2009). Как было описано, M.tuberculosis может ускользать от иммунной защиты хозяина и вызывать хроническое и персистирующее воспаление. Считается, что хронические воспалительные состояния создают подходящую микросреду для развития рака с помощью ряда механизмов.В частности, более высокая скорость обновления клеток, вероятно, увеличивает риск генетических ошибок, которые могут вызвать канцерогенез. Например, различные компоненты клеточной стенки микобактерий могут индуцировать выработку NO и АФК, вызывая повреждение ДНК (Sharma et al., 2004; Shin et al., 2008), что связано с канцерогенезом, связанным с воспалением (Kawanishi et al., 2006). ). Кроме того, усиленные клеточно-опосредованные иммунные реакции, вызванные микобактериальной инфекцией, могут привести к расширению легочного фиброза, что, вероятно, может способствовать развитию рубцовой карциномы легких (Ardies, 2003).Интересно, что недавние исследования, проведенные в нашей лаборатории, показали, что M. tuberculosis PtpA, который является секретируемым эффекторным белком, проникающим в ядро ​​клеток-хозяев, может способствовать пролиферации и миграции клеток аденомы легкого человека A549 in vitro и в модель ксенотрансплантата мыши (Wang J. et al., 2017). Экспериментальные данные на животных также показали, что хроническая туберкулезная инфекция может приводить к клеточной дисплазии и плоскоклеточному раку, особенно в легких (Nalbandian et al. , 2009). Поскольку причинно-следственная связь между туберкулезом и раком легких остается неубедительной, а сходство между этими двумя заболеваниями легких может ввести в заблуждение при диагностике, необходимы дальнейшие исследования, чтобы полностью понять основные механизмы, связывающие инфекцию M. tuberculosis с развитием рака легких.

M.tuberculosis и аутоиммунные заболевания (СПИД)

Развитие СПИДа определяется сочетанием генетических, гормональных и экологических факторов, а также иммунологическим статусом человека.Микобактериальная инфекция считается триггером окружающей среды для инициации СПИДа. Например, внутрипузырное введение БЦЖ при раке мочевого пузыря запускает системный аутоиммунитет (Sampaio et al., 2017). Клинические данные также подтверждают мнение о том, что M.tuberculosis могут быть вовлечены в аутоиммунитет. Например, аутоантитела, связанные с СПИДом, такими как гранулематоз Вегенера и системная красная волчанка (СКВ), выявляются у 40% больных туберкулезом (Kakumanu et al. , 2008).

Существует три возможных механизма, объясняющих потенциальное развитие СПИДа после инфицирования туберкулезом.Первый механизм представляет собой молекулярную мимикрию, посредством которой микобактериальные компоненты включают эпитоп, структурно сходный с эпитопом собственного антигена (Blank et al., 2007). Например, M. tuberculosis белок теплового шока 60 (HSP60) и HSP65 являются аутоантигенами, присутствующими в сыворотке пациентов со СПИДом (Ribeiro et al., 2010). Второй механизм — это свидетельская активация, состояние, при котором повышенная продукция цитокинов, таких как IFN-γ и TNF-α, индуцирует экспансию аутореактивных Т-клеток (Gilbertson et al., 2004; Шоенфельд и др., 2008). В-третьих, TLR-опосредованная активация передачи сигналов, вызванная инфекцией M.tuberculosis , также может быть вовлечена в патогенез AID (Leadbetter et al., 2002; Rifkin et al., 2005).

Далее, мы обсуждаем два ассоциированных с ТБ СПИДа, саркоидоз и СКВ, с целью лучшего выяснения сложной взаимосвязи между микобактериальной инфекцией и аутоиммунитетом.

Саркоидоз

Саркоидоз, AID без определенных доказательств инфекционной этиологии, характеризуется наличием неказеозных гранулем со скоплением эпителиоидных клеток в различных органах.В предыдущем исследовании сообщалось, что микобактериальная ДНК может быть идентифицирована в очагах саркоидоза (Song et al., 2005), предполагая, что микобактерии являются причиной или, по крайней мере, важным кофактором в патогенезе саркоидоза. Кроме того, микобактериальные HSP обнаруживаются с высокой экспрессией в тканях саркоидоза, что указывает на то, что эти белки также могут участвовать в этиопатогенезе саркоидоза. M.tuberculosis HSP16 и HSP70 связаны с ранней и поздней стадиями саркоидоза, соответственно (Dubaniewicz et al., 2006). Примечательно, что множественные эффекторные белки, секретируемые M.tuberculosis , могут служить агонистами TLRs для регуляции высвобождения цитокинов, тем самым влияя на иммунологические события, связанные с образованием повреждений при саркоидозе легких. Например, клетки бронхоальвеолярного лаважа от пациентов с саркоидозом демонстрируют повышенный цитокиновый ответ на 19-кДа липопротеин M.tuberculosis (LpqH), лиганд TLR2/1 (Gabrilovich et al., 2013). Из-за схожих клинических и гистопатологических особенностей саркоидоза и туберкулеза некоторые исследователи утверждают, что это может быть одно и то же заболевание с различными проявлениями (Agrawal et al., 2016; Элкингтон и др., 2016). Однако, отмечая, что противотуберкулезное лечение мало влияет на пациентов с саркоидозом (Dubaniewicz et al., 2013), необходимы дополнительные исследования и клинические испытания, чтобы лучше прояснить эту потенциальную связь.

СЛЭ

СКВ представляет собой системное заболевание неизвестной этиологии, характеризующееся образованием аутоантител против собственных антигенов, что приводит к различным системным симптомам, опосредованным воспалением. Инфекции, почечная недостаточность и сердечно-сосудистые заболевания являются причиной большинства смертей у пациентов с СКВ (Ward et al. , 1995). Несколько исследований показывают, что пациенты с СКВ подвержены повышенному риску реактивации и диссеминации туберкулеза из-за множественных иммунных нарушений и иммуносупрессивной терапии (Yun et al., 2002). В то же время появляется все больше данных, подтверждающих ключевую роль микобактериальной инфекции в индукции и обострении СКВ (Ghosh et al., 2009). В этом контексте в нескольких исследованиях сообщается о развитии СКВ после инфицирования туберкулезом, а присутствие аутоантител, таких как антинуклеарные антитела (АНА) и ревматоидный фактор (РФ), в сыворотке больных активным туберкулезом объясняется перекрестной реактивностью между микобактериями. и аутоантигены хозяина (Amital-Teplizki et al., 1989). Кроме того, несколько исследований показывают, что каскады передачи сигналов витамина D и TLR хозяина также могут частично объяснять связь между туберкулезом и СКВ (Papadimitraki et al., 2007; Nnoaham and Clarke, 2008). Взятые вместе, можно постулировать, что M. tuberculosis может быть иммуномодулирующим агентом, который ускоряет развитие СКВ, но более полное понимание общих сигнальных путей и важнейших узелков, участвующих в этих двух заболеваниях, еще предстоит определить.

M.tuberculosis и метаболические синдромы

Метаболическая система играет центральную роль в поддержании стабильного статуса питания хозяина, что имеет решающее значение для противотуберкулезного иммунитета (Paranandi and Wanke, 2017). Влияние метаболизма хозяина на инфекцию M.tuberculosis в первую очередь связано с биоэнергетическими потребностями для эффективной иммунной активации. Обнаружение патогенных угроз клетками врожденного иммунитета запускает ответы иммунных сигнальных сетей, позволяя большому количеству генов инициировать транскрипцию и экспрессию.За этим следует высвобождение воспалительных цитокинов и хемокинов и, впоследствии, экспансия и дифференцировка адаптивных иммунных клеток. Несомненно, поддержание эффективности этих иммунных процессов сталкивается с острой потребностью в энергии, что приводит к метаболическому переключению с окислительного фосфорилирования на аэробный гликолиз (также известный как эффект Варбурга) (Warburg et al. , 1958). Несмотря на доступность кислорода, активированные иммунные клетки преимущественно метаболизируют глюкозу в пентозофосфатном пути (PPP) и предпочитают выделять пируват, образующийся в результате гликолиза, в виде лактата, а не переводить его в цикл трикарбоновых кислот (TCA) (Pearce and Pearce, 2013).НАДФН, который в основном обеспечивается через ПФП, необходим для образования АФК, опосредованных НАДФН-оксидазой, и, таким образом, способствует бактерицидной эффективности фагоцитов. Кроме того, адаптивные иммунные клетки также могут гибко использовать другие метаболиты, такие как глютамин, посредством глутаминолиза, для снабжения цикла ТСА и подпитки митохондриального окислительного фосфорилирования (OXPHOS) для их пролиферации (Wang et al., 2011; Le et al., 2012). Следует также отметить, что метаболическое перепрограммирование обычно происходит как в врожденных, так и в адаптивных иммунных клетках (включая макрофаги M1, нейтрофилы, ДК, NK-клетки, Т- и В-клетки) после активации (Gaber et al. , 2017). Хорошо зарекомендовавшая себя парадигма представляет собой метаболическую диспозицию между макрофагами М1 и М2. Помимо заметной активности гликолиза и глутаминолиза, индукция макрофагов M1 с помощью агониста TLR4 также приводит к усилению пути синтеза эйкозаноидов, метаболического процесса полиненасыщенных жирных кислот, который производит несколько метаболитов, связанных с воспалением, таких как простагландины и лейкотриены (Norris et al. , 2011; Деннис и Норрис, 2015). Для сравнения, макрофаги M2, индуцированные IL-4, обнаруживаются с небольшой гликолитической активностью и низким потоком через PPP, но, скорее, с активным окислением жирных кислот (FAO), которое подпитывает цикл TCA и OXPHOS для обеспечения энергией (Vats et al., 2006).

Все чаще признается, что метаболические расстройства хозяина могут способствовать развитию ТБ, а M. tuberculosis имеет тенденцию подрывать иммунную защиту хозяина, вмешиваясь в метаболическую систему. Далее мы суммируем современные знания о реципрокной регуляции инфекции M. tuberculosis и нескольких метаболических синдромов, таких как диабет, ожирение, атеросклероз и гиповитаминоз.

Диабет

Сахарный диабет (СД), особенно диабет 2 типа (СД2), является одним из сильнейших факторов риска заболевания ТБ, который способствовал ~7.7% (~0,8 миллиона новых случаев) от общего числа оценочных случаев ТБ в 2016 г. (ВОЗ, 2017 г.). Кроме того, когортные исследования и клинические данные свидетельствуют о том, что у людей с СД почти в три раза выше риск развития активного ТБ по сравнению со случаями без СД, и у них могут развиться более тяжелые симптомы в легких (Jeon and Murray, 2008; Leung et al. , 2017). Растущие исследования коморбидности ТБ-СД также предоставляют доказательства, подтверждающие неблагоприятное воздействие СД на противотуберкулезный иммунитет хозяина. Например, несколько исследований показывают, что либо спонтанные, либо химически индуцированные животные модели СД2 (включая мышей, крыс и морских свинок), инфицированные M. tuberculosis демонстрируют более высокую бактериальную нагрузку и более тяжелую патологию, чем контрольная группа без СД (Sugawara et al., 2004; Martens et al., 2007; Podell et al., 2014). Исследования также показывают, что пациенты с активным ТБ и СД имеют повышенные ответы CD4 + Th2 и Th27, но сниженную частоту Treg-клеток по сравнению с пациентами без СД (Kumar et al., 2013), в то время как у пациентов с СД с латентным ТБ, наоборот, снижены Th2 и Ответы Th27 по сравнению с пациентами без СД (Kumar et al., 2014). Еще одним интригующим открытием является то, что усиленный провоспалительный ответ хозяина и усиленная пролиферация микобактерий происходят только в моделях хронической, но не острой инфекции DM-TB (Martens et al., 2007). Соответственно, прогрессирование ТБ в моделях СД не отличается явно от такового в нормальных группах до поздней стадии инфекции (Podell et al., 2014). В совокупности эти исследования позволяют предположить, что нарушение противотуберкулезного иммунитета у больных СД может быть результатом длительного воздействия нарушенного метаболического статуса, возникающего как при СД, так и при ТБ. Однако детальные механизмы того, как течения ТБ и СД влияют друг на друга через регуляцию метаболической системы, до сих пор остаются в значительной степени неизвестными.

Ожирение

Ожирение является причиной растущей глобальной распространенности СД (Popkin, 2015). Интересно, что несколько исследований показывают, что люди с избыточным весом и ожирением защищены от риска ТБ (Leung et al., 2007; Yen et al., 2017; Zhang H. et al., 2017). Эти результаты, по-видимому, согласуются с выводами о том, что недоедание усугубляет заболеваемость и смертность от туберкулеза (Paranandi and Wanke, 2017).Тем не менее, трудно сделать вывод о том, что прибавка в весе полезна для противотуберкулезного иммунитета хозяина, поскольку в этих исследованиях могут быть задействованы несколько искажающих факторов (например, между людьми с ожирением и здоровыми могут существовать разные образы жизни и привычки). Однако данные, основанные на экспериментах на животных, предполагают иммуномодулирующую функцию жировой ткани во время инфекции M. tuberculosis . Лептин, адипокин, в основном секретируемый адипоцитами, является плейотропным фактором, участвующим в метаболической, нейроэндокринной и иммунной системах (Abella et al., 2017). Было показано, что модели животных с дефицитом лептина демонстрируют гораздо более слабую иммунную защиту от микобактериальной инфекции (Wieland et al., 2005; Ordway et al., 2008). Кроме того, липидомное исследование у мышей с ожирением, вызванным диетой с высоким содержанием жиров, выявило отчетливое изменение метаболитов эйкозаноидов (Wang W. et al., 2016), которые играют важную регулирующую роль в адаптивном иммунитете к инфекции M. tuberculosis (Divangahi et al. др., 2010). Тем не менее необходимы дальнейшие исследования для лучшего выяснения влияния ожирения с измененным метаболическим статусом, таким как повышенный уровень жирных кислот и холестерина, на M.tuberculosis , поскольку липиды хозяина являются основными источниками углерода для внутриклеточного выживания M. tuberculosis (Nazarova et al., 2017).

Атеросклероз

Эпидемические данные указывают на предполагаемую связь между туберкулезом и атеросклеротическим заболеванием (Chung et al., 2014; Wang S.H. et al., 2017). Соответственно, микобактериальный HSP65 и человеческий гомолог HSP60 обнаруживаются при повышенных уровнях в сыворотке у пациентов с атеросклерозом (Xu et al., 1993; Zhu et al., 2001).Кроме того, у животных с атеросклерозом, вызванным диетой с высоким содержанием холестерина, иммунизированных HSP65, наблюдается ускоренное прогрессирование заболевания, в то время как пероральная толерантность с помощью HSP65 может блокировать прогрессирующее образование атеросклеротических бляшек (Zhang et al., 2012; Wick et al., 2017). Атерома долгое время считалась хроническим инфекционным заболеванием, ассоциированным с несколькими патогенами, в том числе M.tuberculosis , Chlamydia pneumoniae, Helicobacter pylori и пародонтальными бактериями (Anestad et al., 2001; Huaman et al. , 2015). Одним из возможных объяснений этого феномена может быть то, что патогенная инфекция, вызывающая иммунный ответ Th2-типа хозяина, может также усиливать воспаление на ранней стадии образования бляшек (Frostegard et al., 1999).

Интересно, что иммунологическое прогрессирование атеросклероза имеет схожие закономерности с формированием туберкулезных гранулем. Атеросклероз инициируется аберрантной задержкой окисленных липопротеинов низкой плотности (окЛПНП) в интиме артерий, что приводит к рекрутированию воспалительных клеток, включая лимфоциты, моноциты и макрофаги, в субэндотелиальное пространство (Chinetti-Gbaguidi et al., 2015). Впоследствии макрофаги удаляют частицы липопротеинов, сохраняя их в виде липидных капель (ЛД) в своей цитоплазме и превращаясь в пенистые клетки. Повышенное отложение oxLDL и воспаление приводят к апоптозу этих макрофагов, что приводит к образованию некротического ядра в бляшке с последующим дальнейшим воспалением и тромбозом (Chinetti-Gbaguidi et al. , 2015). Точно так же существуют пенистые макрофаги (FM), распределенные в области интерфейса вокруг некротического центра гранулем туберкулеза (Peyron et al., 2008). Эти FM, содержащие покоящиеся M. tuberculosis , характеризуются накоплением LD, и они могут транслоцироваться в содержащие микобактерии вакуоли и потенциально быть захвачены бациллами в качестве резервуаров энергии (Peyron et al., 2008; Barisch and Soldati, 2017). При хроническом атеросклерозе стареющие ФМ вредны на протяжении всего развития болезни, но из-за Th2-доминантного ответа в поражениях такие ФМ не могут быть быстро очищены макрофагами М2 посредством эффероцитоза (Viola and Soehnlein, 2015; Childs et al., 2016). Таким образом, интересно исследовать роль M.tuberculosis в манипулировании ФМ в атеросклеротических бляшках, поскольку M.tuberculosis , по-видимому, способен ассимилировать цитоплазматические LD и может изменять поляризацию M1/M2 макрофагов в атеросклеротических бляшках. . Интересно, что одно исследование продемонстрировало потенциальный антиатеросклеротический эффект БЦЖ (van Dam et al. , 2016), но необходимы дальнейшие исследования, чтобы подтвердить это наблюдение и лучше понять основные механизмы.

Гиповитаминоз

Витамины являются важными микроэлементами для поддержания индивидуального здоровья. Одним из наиболее изученных витаминов является витамин D, который демонстрирует потенциальные преимущества при лечении многих заболеваний, включая туберкулез (Feldman et al., 2014). Накопление исследований обеспечивает механистическое понимание эффектов передачи сигналов витамина D на регуляцию иммунной защиты хозяина против M.tuberculosis . Во-первых, активация TLRs в моноцитах, инфицированных микобактериями, необходима для ускорения пути синтеза 1,25-дигидроксивитамина D 3 (1,25(OH) 2 D 3 ), активной формы провитамин D 3 , который приводит к выработке антимикробного пептида для уничтожения бацилл (Liu et al., 2006). Во-вторых, 1,25(OH) 2 D 3 стимулирует аутофагию и созревание фагосом, что приводит к подавлению роста микобактерий и репликации ВИЧ-1 при коинфекции (Campbell and Spector, 2012). В-третьих, обработка инфицированных макрофагов витамином D уменьшает образование липидных капель в цитоплазме, что может ограничивать источник питания для M. tuberculosis (Salamon et al., 2014). Накопленные данные свидетельствуют о том, что уровень витамина D в сыворотке крови у больных туберкулезом снижается, но остается неясным, является ли это снижение причинным фактором риска развития туберкулеза или последующим результатом инфицирования туберкулезом (Azam et al., 2016; Ван К. и др., 2017). Хотя это кажется многообещающим, целесообразность использования микронутриентов (таких как витамины D, C и B6) с потенциальными противотуберкулезными эффектами в качестве вспомогательного противотуберкулезного лечения все еще нуждается в дальнейшем подтверждении (Dick et al., 2010; Vilchèze et al., 2013).

Взаимодействие

M. tuberculosis и человеческого микробиома

Больные туберкулезом часто страдают коинфекцией другими патогенами, такими как ВИЧ-1, Helicobacter pylori (Perry et al. , 2010) и гельминтов (Babu and Nutman, 2016), что привело к предположению, что M. tuberculosis могут иметь сложные взаимодействия либо с экзогенными патогенами, либо с местными микробами. Проект микробиома человека (HMP) позволил собрать обширную информацию о составе микробиома человека (Huttenhower et al., 2012; Lloyd-Price et al., 2017). Все больше данных показывают, что разнообразие микробиоты, составляющей интегрированный микробиом, может сильно различаться в разных нишах внутри и среди здоровых людей и оказывает сильное влияние на иммунный баланс и состояние здоровья.Здесь мы в основном сосредоточены на описании микробиомов кишечника и легких и взаимной регуляции этих локальных микробных сообществ и M. tuberculosis .

Микробиом кишечника

В кишечнике человека содержится около 100 триллионов микробных клеток и более 160 видов бактерий у каждого человека (Qin et al., 2010). Интеграция этих микробных сообществ была предложена в качестве нового эндокринного органа у человека (Clarke et al. , 2014). Благодаря метаболитам, доставляемым комменсальными микробами, иммунная система хозяина в значительной степени регулируется кишечной микробиотой.Например, бактериальные жирные кислоты с короткой цепью в изобилии обнаруживаются в просвете толстой кишки, среди которых н-бутират был идентифицирован как ингибитор деацетилаз гистонов в макрофагах собственной пластинки, чтобы уменьшить провоспалительные реакции клеток (Chang et al., 2014). Эта гипореактивность может способствовать иммунному игнорированию местных микробов. Другим примером является то, что метаболиты триптофана (Trp), секретируемые микробиотой желудочно-кишечного тракта, участвуют в иммуномодуляции хозяина, как было показано в недавней работе, показывающей, что индол-3-альдегид, продуцируемый лактобациллами, стимулирует транскрипцию IL-22 во врожденных лимфоидных клетках (ILC) через метаболический путь Trp и повышает устойчивость слизистой оболочки к грибку (Zelante et al., 2013). Кроме того, особое подмножество микробов может также колонизировать лимфоидные ткани кишечника и находиться в ДК, чтобы напрямую модулировать выработку цитокинов, которые затем усиливают локальные ответы Th27 и ILC (Fung et al. , 2016).

Почти 20% пациентов с желудочно-кишечным ТБ одновременно имеют легочный ТБ (Shah and Chida, 2017). Однако сведения о желудочно-кишечном ТБ могут быть занижены из-за ограниченных и нечувствительных диагностических подходов (Horvath and Whelan, 1998; Shah and Chida, 2017).Инвазия M.tuberculosis в кишечник, вероятно, связана с проглатыванием зараженной пищи, гематогенным путем от активного легочного ТБ и смежным распространением из соседних инфицированных органов (Horvath and Whelan, 1998). Предполагается, что инфекция M. tuberculosis вызывает дисбактериоз микробиома и может быть связана с желудочно-кишечными заболеваниями. В исследовании, отслеживающем динамику микробиоты кишечника у мышей до и после аэрозольного заражения M. tuberculosis , наблюдалось постоянное изменение в структуре сообщества микробиоты кишечника инфицированных мышей (Winglee et al., 2014). Однако остается неизвестным, является ли это нарушение микробиоты потенциальным фактором риска развития других заболеваний. Несмотря на это, дисбактериоз микробиоты кишечника при лечении антибиотиками у мышей действительно способствует колонизации и распространению M.tuberculosis , а также нарушает баланс клеток Treg и Th2 (Khan et al., 2016). Любопытно, что все больше исследований показывают, что Mycobacterium avium подвида paratuberculosis , другой патогенной микобактерии, действует как инфекционный фактор при воспалительных заболеваниях кишечника (ВЗК) и был выделен из терминального отдела подвздошной кишки пациентов с болезнью Крона (Chiodini et al. др., 1984; Насер и др., 2014). Поскольку трудно отличить кишечный ТБ от ВЗК, такого как болезнь Крона (Debi et al., 2014), интересно сравнить структуры микробиома кишечного ТБ и ВЗК, чтобы помочь выявить общие регуляторные механизмы, лежащие в основе обоих заболеваний, и определить биомаркеры. для дифференциальной диагностики.

Микробиом легких

Респираторный микробиом человека остается в значительной степени неизученной областью. Согласно поиску в PubMed, только около 3% публикаций посвящены биомам дыхательных путей и легких (Lloyd-Price et al., 2016). Однако метагеномика, основанная на секвенировании, и недавно разработанная микробная культуромика, основанная на методах масс-спектрометрии, дополнительно предоставили доступ к изучению некультивируемых видов (Lagier et al., 2012) и дополнительно выявили более полное разнообразие человеческого микробиома, включая что в дыхательных путях. По сравнению с человеческим кишечником поверхность легкого топологически подвергается воздействию внешней среды с двунаправленным потоком воздуха и миграцией микробов. Примечательно, что микробы из верхних дыхательных путей могут иммигрировать в легкие путем микроаспирации, потому что бактериальные сообщества в ротовой полости имеют такое же членство, как и в здоровых легких (Bassis et al., 2015). Любая дестабилизация легочной среды может привести к изменению местной микробиоты. В частности, динамическое чередование микробной структуры легких у пациентов с хроническими заболеваниями легких, такими как ХОБЛ, астма, муковисцидоз и идиопатический легочный фиброз, имеет значительную связь с обострениями заболевания (Dickson et al. , 2014; O’Dwyer). и др., 2016).

Несколько анализов микробиоты мокроты показывают, что больные ТБ демонстрируют измененное разнообразие сообщества по сравнению со здоровыми субъектами, а в образцах мокроты больных ТБ был идентифицирован ряд различных чужеродных бактерий (Cui et al., 2012; Ву и др., 2013; Кришна и др., 2016). В этих исследованиях микробы, такие как Streptococcus и Pseudomonas , доминируют в образцах ТБ, однако нет четкого консенсуса относительно частоты и численности родов бактерий, определяемых у больных ТБ. Следует отметить, что на самом деле у больных туберкулезом существует триада взаимодействия, которая включает в себя М.tuberculosis , местную микробиоту и хозяина. Например, недавнее исследование демонстрирует, что нативная микробиота способна усиливать продукцию IL-17A в легких и стимулировать альвеолярные макрофаги в ответ на респираторную инфекцию (Brown et al., 2017).

Еще одним важным вопросом, касающимся сложной регуляции туберкулезной инфекции и микробиома, является взаимная связь кишечника и легких, известная как ось кишечник-легкие. Ряд недавних исследований показывает, что в определенных обстоятельствах микробиота кишечника либо защищает легкие от инфекционных заболеваний, таких как пневмококковая пневмония и туберкулез (Khan et al., 2016; Schuijt et al., 2016), либо усугубляет аутоиммунитет легких из-за чрезмерные ответы Th27 (Bradley et al., 2017). Необходимы дополнительные исследования, чтобы полностью понять связи между инфекцией M. tuberculosis и микробиотой в пределах оси кишечник-легкие. Результаты таких исследований могут помочь в разработке рациональных диет и антибиотикотерапии для больных туберкулезом.

Заключение

M.tuberculosis является наиболее успешным патогеном, который приспосабливается к выживанию во внутриклеточной микросреде хозяина. Вместо того, чтобы безрассудно вызывать острое воспаление, требуются «скомпрометированные» контрмеры, чтобы войти в состояние покоя, чтобы избежать иммунного клиренса хозяина.В течение длительного латентного периода M. tuberculosis использует ряд эффекторных белков для укрепления своих живых ниш и уравновешивания иммунной защиты хозяина. Хотя латентная туберкулезная инфекция может длиться десятилетиями без обострения, инфицированные люди, вероятно, подвергаются постоянному воздействию M. tuberculosis , что приводит к нарушению обмена веществ, иммунному дисбалансу и дисбактериозу микробиоты. Мы суммировали типичные заболевания человека, часто встречающиеся у больных туберкулезом (табл. 2).Однако многие вопросы остаются нерешенными. Какие иммунные пути участвуют в предотвращении реактивации латентных микобактерий и в определении прогрессирования гранулем? Как спящие микобактерии могли почувствовать изменения в микроокружении хозяина, чтобы начать размножаться и вызывать осложнения? Является ли инфекция M.tuberculosis исходной причиной или сопутствующим исходом метаболических синдромов у пациентов? Какие биомаркеры можно использовать для отличия туберкулеза от других неинфекционных заболеваний?

Таблица 2 .Примеры исследований механизмов, лежащих в основе взаимодействия между туберкулезной инфекцией и множественными заболеваниями человека.

Адаптивные свойства M.tuberculosis также предполагают более рациональное комбинированное лечение больных туберкулезом. В соответствии с последней стандартной схемой лечения лекарственно-чувствительного ТБ требуется 6-месячная терапия комбинацией рифампицина, изониазида, пиразинамида и этамбутола, в то время как лечение РУ/МЛУ-ТБ может длиться до 12 месяцев (ВОЗ, 2017). Чрезмерно длительный курс лечения этими антибиотиками неизбежно вызывает множественные побочные эффекты, такие как поражение легких, гепатотоксичность, гипотиреоз, нарушения электролитного баланса, нарушения зрения и слуха (Horsburgh et al., 2015). Многокомпонентные китайские растительные лекарственные средства могут оказывать синергетическое противотуберкулезное действие, регулируя иммунную систему и поддерживая ее в сбалансированном состоянии, которое часто нарушается при хроническом воспалении и инфекционных заболеваниях (Pan et al., 2011; Posadzki et al., 2013; Гупта и др., 2017). Тем не менее, молекулярные детали, лежащие в основе взаимной регуляции M. tuberculosis и множественных сопутствующих заболеваний, далеки от полного понимания. Необходимы более глубокие и тонкие исследования, чтобы лучше понять сложные отношения и динамическую регуляцию среди M.tuberculosis , иммунитет хозяина и микробиота хозяина как в физиологических, так и в патологических условиях. Такие знания имеют решающее значение для разработки рациональных методов лечения, позволяющих лучше контролировать туберкулез и облегчать связанные с ним сопутствующие заболевания.

Вклад авторов

QC и YZ написали предварительный проект этой рукописи. CL руководил этой работой и редактировал черновой вариант рукописи. Все авторы рассмотрели и одобрили рукопись.

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Работа выполнена при поддержке Национальной программы ключевых исследований и разработок Китая (грант № 2017YFA0505900), Национальной программы фундаментальных исследований Китая (грант № 2014CB74440), Национального фонда естественных наук Китая (гранты № 81371769 и 81571954). ) и Фонд Ассоциации содействия инновациям молодежи CAS.

Каталожные номера

Абелла, В., Скотече, М., Конде, Дж., Пино, Дж., Гонсалес-Гей, М.А., Гомес-Рейно, Дж.Дж. и др. (2017). Лептин во взаимодействии воспаления, метаболизма и нарушений иммунной системы. Нац. Преподобный Ревматол. 13, 100–109. doi: 10.1038/nrrheum.2016.209

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Агравал Р., Ки А. Р., Анг Л., Тун Ханг Ю., Гупта В., Кон О. М. и др. (2016). Туберкулез или саркоидоз: противоположные стороны одного и того же спектра болезней? Туберкулез 98, 21–26. doi: 10.1016/j.tube.2016.01.003

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Олвуд, Б.В., Майер, Л., и Бейтман, Э.Д. (2013). Систематический обзор связи между туберкулезом легких и развитием хронической обструкции дыхательных путей у взрослых. Дыхание 86, 76–85. дои: 10.1159/000350917

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Амарал А. Ф., Котон С., Като Б., Тан В.К., Студницка М., Янсон С. и соавт. (2015). Туберкулез связан как с обструкцией дыхательных путей, так и с низкой функцией легких: ЖИРНЫЕ результаты. евро.Дыхание Дж. 46, 1104–1112. дои: 10.1183/139.02325-2014

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Амитал-Теплизки Х., Авиноач И., Коутс А.Р., Куперман О., Бланк М. и Шенфельд Ю. (1989). Связывание моноклональных анти-ДНК и противотуберкулезных гликолипидов с тканями головного мозга. Аутоиммунитет 4, 277–287.

Реферат PubMed | Академия Google

Anestad, G., Hoel, T., Scheel, O., and Vainio, K. (2001). Атеросклероз и туберкулез: хронические инфекционные заболевания? Скан.Дж. Заразить. Дис. 3:797. дои: 10.1080/003655401317074725

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Арруда С., Бомфим Г., Найтс Р., Хуима-Байрон Т. и Райли Л. (1993). Клонирование фрагмента ДНК M.tuberculosis связано с проникновением и выживанием внутри клеток. Наука 261, 1454–1457. doi: 10.1126/science.8367727

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Азам Ф., Шахин А. и Аршад Р. (2016).Частота гиповитаминоза D и связанные с ним факторы риска у впервые выявленных больных туберкулезом легких. упак. Дж. Мед. науч. 32, 480–484. doi: 10.12669/pjms.322.8996

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Бариш, К., и Солдати, Т. (2017). Сжигание жира! Как микобактерии и другие внутриклеточные патогены манипулируют липидными каплями хозяина. Биохимия 141, 54–61. doi: 10.1016/j.biochi.2017.06.001

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Бассис, К.M., Erb-Downward, J.R., Dickson, R.P., Freeman, C.M., Schmidt, T.M., Young, V.B., et al. (2015). Анализ микробиоты верхних дыхательных путей как источника микробиоты легких и желудка у здоровых людей. МБио 6:e00037. doi: 10.1128/mBio.00037-15

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Бхаванам С. , Райат Г. Р., Килан М., Кунимото Д. и Дрюс С. Дж. (2016). Понимание патофизиологии гранулемы легкого туберкулеза человека с использованием моделей гранулемы in vitro . Будущая микробиология. 11, 1073–1089. doi: 10.2217/fmb-2016-0005

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Брэдли С.П., Тенг Ф., Феликс К.М., Сано Т., Наскар Д., Блок К.Е. и др. (2017). Сегментированные нитчатые бактерии провоцируют аутоиммунитет легких, индуцируя клетки оси кишка-легкие Th27, экспрессирующие двойные TCR. Клеточный микроб-хозяин 22, 697 e694–704 e694. doi: 10.1016/j.chom.2017.10.007

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Бреннер, А.V., Wang Z., Kleinerman R.A., Wang L., Zhang S., Metayer C. и соавт. (2001). Предыдущие легочные заболевания и риск рака легких в провинции Ганьсу, Китай. Междунар. Дж. Эпидемиол. 30, 118–124. doi: 10.1093/ije/30.1.118

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Браун, Р. Л., Секейра, Р. П., и Кларк, Т. Б. (2017). Микробиота защищает от респираторных инфекций посредством передачи сигналов GM-CSF. Нац. коммун. 8:1512. doi: 10.1038/s41467-017-01803-x

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Берн, А.Л., Марэ, Б.Дж., Митник, К.Д., Лекка, Л., и Маркс, Г.Б. (2015). Туберкулез и хронические респираторные заболевания: систематический обзор. Междунар. Дж. Заразить. Дис. 32, 138–146. doi: 10.1016/j.ijid.2014.12.016

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Кэмпбелл, Г. Р., и Спектор, С. А. (2012). Витамин D подавляет инфекцию вируса иммунодефицита человека типа 1 и Mycobacterium tuberculosis в макрофагах посредством индукции аутофагии. PLoS Pathog. 8:e1002689. doi: 10.1371/journal.ppat.1002689

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Чакерян А.А., Альт Дж.М., Перера Т.В., Дашер С.С. и Бехар С. М. (2002). Распространение Mycobacterium tuberculosis зависит от факторов хозяина и предшествует инициации Т-клеточного иммунитета. Заразить. Иммун. 70, 4501–4509. doi: 10.1128/iai.70.8.4501-4509.2002

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Чакрабарти, Б., Калверли, П.М., и Дэвис, П.Д. (2007). Туберкулез и его заболеваемость, особенности и связь с хронической обструктивной болезнью легких. Междунар. Дж. Хрон. Препятствовать. Пульмон. Дис. 2, 263–272.

Реферат PubMed | Академия Google

Чанг П.В., Хао Л., Офферманнс С. и Меджитов Р. (2014). Микробный метаболит бутират регулирует функцию кишечных макрофагов посредством ингибирования гистондеацетилазы. Проц. Натл. акад. науч. США 111, 2247–2252.doi: 10.1073/pnas.1322269111

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Чен, Т., и Се, Дж. (2010). Роль семейства PE_PGRS в патогенезе Mycobacterium tuberculosis и новых мерах против туберкулеза. Микроб. Патог. 49, 311–314. doi: 10.1016/j.micpath.2010.07.004

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Чайлдс, Б.Г., Бейкер, Д.Дж., Вийшейк, Т., Коновер, К.А., Кампизи, Дж., и ван Дерсен, Дж.М. (2016). Стареющие пенистые клетки интимы вредны на всех стадиях атеросклероза. Наука 354, 472–477. doi: 10.1126/science.aaf6659

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Chiodini, R.J., Van Kruiningen, H.J., Merkal, R.S., Thayer, W.R. Jr., and Coutu, J.A. (1984). Характеристики неклассифицированных видов Mycobacterium , выделенных от пациентов с болезнью Крона. Дж. Клин. микробиол. 20, 966–971.

Реферат PubMed | Академия Google

Chung, W.S., Lin, C.L., Hung, C.T., Chu, Y.H., Sung, F.C., Kao, C.H., et al. (2014). Туберкулез увеличивает последующий риск острого коронарного синдрома: общенациональное когортное исследование населения. Междунар. Дж. Туберк. легкие дис. 18, 79–83. doi: 10.5588/ijtld.13.0288

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Кларк, Г., Стиллинг, Р. М., Кеннеди, П. Дж., Стэнтон, К., Крайан, Дж. Ф.и Динан, Т.Г. (2014). Миниобзор: микробиота кишечника: забытый эндокринный орган. Мол. Эндокринол. 28, 1221–1238. doi: 10.1210/me.2014-1108

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Cui, Z., Zhou, Y., Li, H., Zhang, Y., Zhang, S., Tang, S., et al. (2012). Сложный микробный состав мокроты у больных туберкулезом легких. ВМС микробиол. 12:276. дои: 10.1186/1471-2180-12-276

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Деби, Ю., Рависанкар, В., Прасад, К.К., Синха, С.К., и Шарма, А.К. (2014). Абдоминальный туберкулез желудочно-кишечного тракта: повторный взгляд. Мир Дж. Гастроэнтерол. 20, 14831–14840. дои: 10.3748/wjg.v20.i40.14831

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Дхеда, К. , Бут, Х., Хаггетт, Дж. Ф., Джонсон, М. А., Зумла, А., и Рук, Г. А. (2005). Ремоделирование легких при туберкулезе легких. Дж. Заражение. Дис. 192, 1201–1209. дои: 10.1086/444545

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Дик, Т., Манджуната, У., Каппес, Б., и Генгенбахер, М. (2010). Биосинтез витамина B6 необходим для выживания и вирулентности Mycobacterium tuberculosis . Мол. микробиол. 78, 980–988. doi: 10.1111/j.1365-2958.2010.07381.x

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Диксон, Р. П., Мартинес, Ф. Дж., и Хаффнэгл, Великобритания (2014). Роль микробиома в обострениях хронических заболеваний легких. Ланцет 384, 691–702. дои: 10.1016/s0140-6736(14)61136-3

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Divangahi, M., Desjardins, D., Nunes-Alves, C., Remold, HG, and Behar, S.M. (2010). Пути эйкозаноидов регулируют адаптивный иммунитет к Mycobacterium tuberculosis . Нац. Иммунол. 11, 751–758. doi: 10.1038/ni.1904

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Дубаниевич А., Тржонковски П., Дубаниевич-Выберальска М., Дубаниевич А., Сингх, М., и Мысливски, А. (2006). Сравнительный анализ микобактериального апоптоза мононуклеарных клеток периферической крови, индуцированного белками теплового шока, при саркоидозе и туберкулезе. Дж. Клин. Иммунол. 26, 243–250. doi: 10.1007/s10875-006-9011-9

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Дубаниевич А., Циммерманн А., Дудзяк М., Типяк М. и Скотарчак М. (2013). Туберкулез в процессе лечения саркоидоза: необходимо ли генотипирование для персонализированной терапии? Эксперт Ред.клин. Иммунол. 9, 349–360. doi: 10.1586/eci.13.8

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Датта, Н.К., и Каракусис, П.К. (2014). Латентная туберкулезная инфекция: мифы, модели и молекулярные механизмы. Микробиолог. Мол. биол. Ред. 78, 343–371. doi: 10.1128/MMBR.00010-14

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Эрт, С., и Шнаппингер, Д. (2009). Стратегии выживания микобактерий в фагосоме: защита от стрессов хозяина. Сотовый. микробиол. 11, 1170–1178. doi: 10.1111/j.1462-5822.2009.01335.x

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Engels, E.A., Shen, M., Chapman, R.S., Pfeiffer, R.M., Yu, Y.Y., He, X., et al. (2009). Туберкулез и последующий риск рака легких в Сюаньвэй, Китай. Междунар. Дж. Рак 124, 1183–1187. doi: 10.1002/ijc.24042

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Фельдман Д., Кришнан А.В., Свами С., Джованнуччи Э. и Фельдман Б. Дж. (2014). Роль витамина D в снижении риска и прогрессирования рака. Нац. Преподобный Рак 14, 342–357. дои: 10.1038/nrc3691

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Forrellad, M. A., Klepp, L.I., Gioffré, A., Sabio y García, J., Morbidoni, H.R., de la Paz Santangelo, M., et al. (2013). Факторы вирулентности комплекса Mycobacterium tuberculosis . Вирулентность 4, 3–66.doi: 10.4161/viru.22329

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Frostegård, J., Ulfgren, A.K., Nyberg, P., Hedin, U., Swedenborg, J., Andersson, U., et al. (1999). Экспрессия цитокинов в развитых атеросклеротических бляшках человека: доминирование провоспалительных (Th2) и макрофагостимулирующих цитокинов. Атеросклероз 145, 33–43.

Реферат PubMed | Академия Google

Фунг, Т. С., Бессман, Нью-Джерси, Хепворт, М. Р., Кумар, Н., Шибата Н., Кобулей Д. и соавт. (2016). Комменсальные бактерии, обитающие в лимфоидной ткани, способствуют установлению мутуализма членам семейства цитокинов IL-10. Иммунитет 44, 634–646. doi: 10.1016/j.immuni.2016.02.019

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Габрилович, М. И., Уолрат, Дж., Ван Люнтерен, Дж., Нетери, Д., Сейфу, М., Керн, Дж.А., и соавт. (2013). Нарушенный ответ Toll-подобного рецептора 2 в патогенезе легочного саркоидоза. клин. Эксп. Иммунол. 173, 512–522. doi: 10.1111/cei.12138

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Галаган Дж. Э., Минч К., Петерсон М., Любецкая А., Азизи Э., Свит Л. и др. (2013). Регуляторная сеть Mycobacterium tuberculosis и гипоксия. Природа 499, 178–183. doi: 10.1038/nature12337

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Гош К., Патвардхан М. и Прадхан В.(2009). Инфекция Mycobacterium tuberculosis провоцирует СКВ у пациентов из эндемичных районов. Ревматол. Междунар. 29, 1047–1050. doi: 10.1007/s00296-009-0903-x

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Гилбертсон Б., Джермано С., Стил П., Тернер С., Фазекас де Сент-Грот Б. и Ура К. (2004). Спонтанная активация CD8+ Т-лимфоцитов при экспериментальной микобактериальной инфекции. Заразить. Иммун. 72, 6884–6891.doi: 10.1128/IAI.72.12.6884-6891.2004

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Голдберг, М. Ф., Сайни, Н. К., и Порчелли, С. А. (2014). Уклонение от врожденного и адаптивного иммунитета Mycobacterium tuberculosis . Микробиолог. Спектр. 2:MGM2-0005-2013. doi: 10.1128/microbiolspec.MGM2-0005-2013

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Гриффитс, К.Л., Ахмед, М., Дас, С., Гопал, Р., Хорн, В., Connell, T.D., et al. (2016). Нацеливание на дендритные клетки для ускорения активации Т-клеток устраняет узкое место в эффективности противотуберкулезной вакцины. Нац. коммун. 7:13894. doi: 10.1038/ncomms13894

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Грёшель, М. И., Сайес, Ф., Симеоне, Р., Майлесси, Л., и Брош, Р. (2016). Системы секреции ESX: эволюция микобактерий для противодействия иммунитету хозяина. Нац. Преподобный Микробиолог. 14, 677–691. doi: 10.1038/nrmicro.2016.131

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Гупта В.К., Кумар М.М., Бишт Д. и Кошик А. (2017). Растения в наших стратегиях борьбы с Mycobacterium tuberculosis : достигнутый прогресс и преодоленные препятствия. Фарм. биол. 55, 1536–1544. дои: 10.1080/13880209.2017.1309440

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Ханна М. Г. мл., Збар Б. и Рапп Х. Дж. (1972). Гистопатология регрессии опухоли после внутриочаговой инъекции Mycobacterium bovis .I. Опухолевой рост и метастазирование. Дж. Натл. Рак инст. 48, 1441–1455.

Реферат PubMed | Академия Google

Houben, D., Demangel, C., van Ingen, J., Perez, J., Baldeón, L., Abdallah, A.M., et al. (2012). Опосредованная ESX-1 транслокация в цитозоль контролирует вирулентность микобактерий. Сотовый. микробиол. 14, 1287–1298. doi: 10.1111/j.1462-5822.2012.01799.x

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Хуаман, М.А., Хенсон Д., Тикона Э., Стерлинг Т. Р. и Гарви Б. А. (2015). Туберкулез и сердечно-сосудистые заболевания: связь эпидемий. Троп. Дис. Путешествовать. Мед. Вакцины 1:10. doi: 10.1186/s40794-015-0014-5

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Хаттенхауэр, К., Геверс, Д., Найт, Р., Абубакер, С., Бэджер, Дж. Х., Чинвалла, А. Т., и соавт. (2012). Структура, функции и разнообразие микробиома здорового человека. Природа 486, 207–214.doi: 10.1038/nature11234

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Исикава Э., Исикава Т., Морита Ю. С., Тойонага К., Ямада Х., Такеучи О. и др. (2009). Прямое распознавание микобактериального гликолипида, димиколата трегалозы, лектином C-типа Mincle. Дж. Экспл. Мед. 206, 2879–2888. doi: 10.1084/jem.200

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Ясенски, Л. Д., Скриба, Т. Дж., Ханеком, В. А., и Голдфельд, А.Э. (2015). Т-клетки и адаптивный иммунитет к Mycobacterium tuberculosis у человека. Иммунол. Ред. 264, 74–87. doi: 10.1111/imr.12274

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Чон, С.Ю., и Мюррей, М.Б. (2008). Сахарный диабет повышает риск активного туберкулеза: систематический обзор 13 обсервационных исследований. PLoS Мед. 5:e152. doi: 10.1371/journal.pmed.0050152

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Какуману, П., Yamagata, H., Sobel, E.S., Reeves, W.H., Chan, E.K., and Satoh, M. (2008). У больных туберкулезом легких часто обнаруживаются антитела к циклическому цитруллинированному пептиду, но их сыворотка также реагирует с немодифицированным аргининсодержащим пептидом. Ревматоидный артрит. 58, 1576–1581. дои: 10.1002/арт.23514

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Каваниши С., Хираку Ю., Пинлаор С. и Ма Н. (2006). Окислительные и нитрационные повреждения ДНК у животных и больных воспалительными заболеваниями в связи с воспалительным канцерогенезом. биол. хим. 387, 365–372. doi: 10.1515/BC.2006.049

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Khader, S.A., Bell, G.K., Pearl, J.E., Fountain, J.J., Rangel-Moreno, J., Cilley, G.E., et al. (2007). IL-23 и IL-17 в установлении защитных ответов легких CD4+ Т-клеток после вакцинации и во время заражения Mycobacterium tuberculosis . Нац. Иммунол. 8, 369–377. дои: 10.1038/ni1449

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Хан, Ни., Видьярти А., Надим С., Неги С., Наир Г. и Агревала Дж. Н. (2016). Изменение микробиоты кишечника провоцирует восприимчивость к туберкулезу. Фронт. Иммунол. 7:529. doi: 10.3389/fimmu.2016.00529

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Киллик, К. Э., Ни Чеаллей, К., О’Фаррелли, К., Хокамп, К., МакХью, Д. Э., и Харрис, Дж. (2013). Рецепторно-опосредованное распознавание микобактериальных возбудителей. Сотовый. микробиол. 15, 1484–1495.doi: 10.1111/cmi.12161

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Кояма Ю., Ито Т., Хасэгава А., Эригути М., Инаба Т., Ушигуса Т. и другие. (2016). Экзосомы, полученные из опухолевых клеток, генетически модифицированных для экспрессии антигена Mycobacterium tuberculosis : новая вакцина для лечения рака. Биотехнолог. лат. 38, 1857–1866 гг. doi: 10.1007/s10529-016-2185-1

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Кояма Ю., Йошихара, К., и Ито, Т. (2015). Новая противоопухолевая стратегия с использованием плазмиды, экспрессирующей антиген Mycobacterium tuberculosis , в качестве «сигнала опасности» для блокирования иммунного ускользания опухолевых клеток. Фармацевтика 7, 165–174. doi: 10.3390/фармацевтика7030165

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Козакевич Л., Чен Ю., Сюй Дж., Ван Ю., Дунусси-Джоаннопулос К., Оу К. и соавт. (2013). В-клетки регулируют нейтрофилию во время инфекции Mycobacterium tuberculosis и вакцинации БЦЖ путем модулирования реакции интерлейкина-17. PLoS Pathog. 9:e1003472. doi: 10.1371/journal.ppat.1003472

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Кришна, П., Джайн, А., и Бисен, П.С. (2016). Разнообразие микробиома мокроты больных туберкулезом легких. евро. Дж. Клин. микробиол. Заразить. Дис. 35, 1205–1210. doi: 10.1007/s10096-016-2654-4

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Кумар, Н. П., Джордж, П. Дж., Кумаран, П., Долла, С.К., Натман, Т.Б., и Бабу, С. (2014). Снижение системных и антиген-специфических типов 1, 17 и других провоспалительных цитокинов у больных диабетом и преддиабетом с латентной инфекцией Mycobacterium tuberculosis . Дж. Заражение. Дис. 210, 1670–1678. doi: 10.1093/infdis/jiu329

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Кумар, Н. П., Сридхар, Р., Бануреха, В. В., Джавахар, М. С., Натман, Т. Б., и Бабу, С. (2013).Экспансия патоген-специфических Т-хелперов 1 и Т-хелперов 17 при туберкулезе легких с сопутствующим сахарным диабетом 2 типа. Дж. Заражение. Дис. 208, 739–748. doi: 10.1093/infdis/jit241

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Lagier, J.C., Armougom, F., Million, M., Hugon, P., Pagnier, I., Robert, C., et al. (2012). Микробная культуромика: смена парадигмы в изучении микробиома кишечника человека. клин. микробиол. Заразить. 18, 1185–1193.дои: 10.1111/1469-0691.12023

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Ле А., Лейн А. Н., Хамакер М., Бозе С., Гоув А., Барби Дж. и соавт. (2012). Независимый от глюкозы метаболизм глютамина посредством цикла TCA для пролиферации и выживания В-клеток. Клеточный метаб. 15, 110–121. doi: 10.1016/j.cmet.2011.12.009

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Ледбеттер, Э. А., Рифкин, И. Р., Хольбаум, А. М., Бодетт, Б.С., Шломчик М.Дж. и Маршак-Ротштейн А. (2002). Комплексы хроматин-IgG активируют В-клетки за счет двойного взаимодействия IgM и Toll-подобных рецепторов. Природа 416, 603–607. дои: 10.1038/416603a

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Leung, C.C., Lam, T.H., Chan, W.M., Yew, W.W., Ho, K.S., Leung, G., et al. (2007). Меньший риск туберкулеза при ожирении. Арх. Стажер Мед. 167, 1297–1304. doi: 10.1001/archinte.167.12.1297

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Люн, К.C., Yew, W.W., Mok, T.Y.W., Lau, K.S., Wong, C.F., Chau, C.H., et al. (2017). Влияние сахарного диабета на клиническую картину и ответ на лечение туберкулеза. Респирология 22, 1225–1232. doi: 10.1111/соотв. 13017

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Li, J., Chai, Q.Y., Zhang, Y., Li, B.X., Wang, J., Qiu, X.B., et al. (2015). Mycobacterium tuberculosis Mce3E подавляет врожденные иммунные реакции хозяина, воздействуя на передачу сигналов ERK1/2. Дж. Иммунол. 194, 3756–3767. doi: 10.4049/jimmunol.1402679

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Лян, Х.Ю., Ли, С.Л., Ю, С.С., Гуань, П., Инь, З.Х., Хе, К.С., и соавт. (2009). Факты и вымысел о взаимосвязи между ранее существовавшим туберкулезом и риском рака легких: систематический обзор. Междунар. Дж. Рак 125, 2936–2944. doi: 10.1002/ijc.24636

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Лю, П.T., Stenger, S., Li, H., Wenzel, L., Tan, B.H., Krutzik, S.R., et al. (2006). Толл-подобный рецептор запускает опосредованный витамином D антимикробный ответ человека. Наука 311, 1770–1773. doi: 10.1126/наука.1123933

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Ллойд-Прайс, Дж., Махуркар, А., Рахнавард, Г., Крэбтри, Дж., Орвис, Дж., Холл, А.Б., и соавт. (2017). Штаммы, функции и динамика в расширенном проекте микробиома человека. Природа 550, 61–66.doi: 10.1038/nature23889

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Лёкке А., Ланге П., Шарлинг Х., Фабрициус П. и Вестбо Дж. (2006). Развитие ХОБЛ: 25-летнее последующее исследование населения в целом. Грудная клетка 61, 935–939. doi: 10.1136/thx.2006.062802

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Лённрот, К., Уильямс, Б.Г., Цегельски, П., и Дай, К. (2010). Устойчивая логарифмическая зависимость между заболеваемостью туберкулезом и индексом массы тела. Междунар. Дж. Эпидемиол. 39, 149–155. doi: 10.1093/ije/dyp308

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Maglione, P. J., Xu, J., and Chan, J. (2007). В-лимфоциты замедляют прогрессирование воспаления и усиливают бактериальное сдерживание при заражении легких Mycobacterium tuberculosis . Дж. Иммунол. 178, 7222–7234. doi: 10.4049/jimmunol.178.11.7222

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Мантовани, А., Сика А., Соццани С., Аллавена П., Векки А. и Локати М. (2004). Система хемокинов в различных формах активации и поляризации макрофагов. Тренды Иммунол. 25, 677–686. doi: 10.1016/j.it.2004.09.015

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Мартенс, Г.В., Арикан, М.К., Ли, Дж., Рен, Ф., Грайнер, Д., и Корнфельд, Х. (2007). Восприимчивость к туберкулезу мышей с диабетом. утра. Дж. Дыхание. Ячейка Мол. биол. 37, 518–524.doi: 10.1165/rcmb.2006-0478OC

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Menozzi, F.D., Bischoff, R., Fort, E., Brennan, M. J., and Locht, C. (1998). Молекулярная характеристика микобактериального гепаринсвязывающего гемагглютинина, микобактериального адгезина. Проц. Натл. акад. науч. США 95, 12625–12630.

Реферат PubMed | Академия Google

Мишра, Б. Б., Моура-Алвес, П., Сонаван, А., Хакоэн, Н., Гриффитс, Г., Мойта, Л.Ф. и др. (2010). Белок ESAT-6 Mycobacterium tuberculosis является мощным активатором воспаления NLRP3/ASC. Сотовый. микробиол. 12, 1046–1063. doi: 10.1111/j.1462-5822.2010.01450.x

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Модесто душ Сантуш В., Мартинс Р. Р., Фачинелли Л. Р., Араужо М. К., душ Сантуш У. М. и Рибейро К. Д. (2014). Незаподозренный туберкулез при ХОБЛ и применение левофлоксацина: проблемы диагностики. Инфез.Мед. 22, 309–312.

Реферат PubMed | Академия Google

Налбандян А., Ян Б.С., Пичугин А., Бронсон Р.Т. и Крамник И. (2009). Канцерогенез легких, индуцированный хронической туберкулезной инфекцией: экспериментальная модель и генетический контроль. Онкоген 28, 1928–1938. doi: 10.1038/onc.2009.32

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Насер С.А., Саграмсингх С.Р., Насер А.С. и Танигачалам С. (2014). Mycobacterium avium подвида paratuberculosis вызывает болезнь Крона у некоторых пациентов с воспалительными заболеваниями кишечника. Мир Дж. Гастроэнтерол. 20, 7403–7415. дои: 10.3748/wjg.v20.i23.7403

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Назарова Е.В., Монтегю С.Р., Ла Т., Уилберн К.М., Сукумар Н., Ли В. и соавт. (2017). Rv3723/LucA координирует поглощение жирных кислот и холестерина у Mycobacterium tuberculosis . Элиф 6:e26969.doi: 10.7554/eLife.26969

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Норрис, П. К., Рейхарт, Д., Думлао, Д. С., Гласс, С. К., и Деннис, Э. А. (2011). Специфичность продукции эйкозаноидов зависит от фенотипа макрофагов, стимулируемых TLR-4. Дж. Лейкок. биол. 90, 563–574. doi: 10.1189/jlb.0311153

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

О’Дуайер, Д. Н., Диксон, Р. П., и Мур, Б. Б. (2016). Микробиом легких, иммунитет и патогенез хронических заболеваний легких. Дж. Иммунол. 196, 4839–4847. doi: 10.4049/jimmunol.1600279

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Олива, Дж. Н., Карумби, Дж. М., Марэ, Б. Дж., Мадхи, С. А., и Грэм, С. М. (2015). Туберкулез как причина или коморбидность детской пневмонии в эндемичных по туберкулезу районах: систематический обзор. Ланцет Респир. Мед. 3, 235–243. doi: 10.1016/S2213-2600(15)00028-4

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Ордуэй, Д., Henao-Tamayo, M., Smith, E., Shanley, C., Harton, M., Troudt, J., et al. (2008). Животная модель легочной инфекции Mycobacterium abscessus . Дж. Лейкок. биол. 83, 1502–1511. doi: 10.1189/jlb.1007696

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Пан, М. Х., Чиу, Ю. С., Цай, М. Л., и Хо, К. Т. (2011). Противовоспалительная активность традиционных китайских лекарственных трав. Ж. традиц. Комплем. Мед. 1, 8–24. doi: 10.1016/s2225-4110(16)30052-9

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Пападимитраки, Э.Д., Берциас Г.К. и Бумпас Д.Т. (2007). Толл-подобные рецепторы и аутоиммунитет: критическая оценка. J. Аутоиммун. 29, 310–318. doi: 10.1016/j.jaut.2007.09.001

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Парананди, А., и Ванке, К. (2017). «Туберкулезная инфекция и питание», в Nutrition and Health in a Developing World , eds S. de Pee, D. Taren и M.W.Bloem (Cham: Springer International Publishing), 437–447.

Академия Google

Перри, С., de Jong, B.C., Solnick, J.V., de la Luz Sanchez, M. , Yang, S., Lin, P.L., et al. (2010). Заражение Helicobacter pylori связано с защитой от туберкулеза. PLoS ONE 5:e8804. doi: 10.1371/journal.pone.0008804

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Pethe, K., Alonso, S., Biet, F., Delogu, G., Brennan, M.J., Locht, C., et al. (2001). Связывающий гепарин гемагглютинин M.tuberculosis необходим для внелегочной диссеминации. Природа 412, 190–194. дои: 10.1038/35084083

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Пейрон, П., Вобурже, Дж., Поке, Ю., Левиллен, Ф., Ботанч, К., Барду, Ф., и другие. (2008). Пенистые макрофаги из гранулем больных туберкулезом представляют собой богатый питательными веществами резервуар для персистенции M. tuberculosis . PLoS Pathog. 4:e1000204. doi: 10.1371/journal.ppat.1000204

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Фуах, Дж., Wong, E. A., Gideon, H.P., Maiello, P., Coleman, M.T., Hendricks, M.R., et al. (2016). Влияние истощения В-клеток на раннюю инфекцию Mycobacterium tuberculosis у яванских макак. Заразить. Иммун. 84, 1301–1311. doi: 10.1128/IAI.00083-16

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Пиенаар, Э., Матерн, В. М., Линдерман, Дж. Дж., Бадер, Дж. С., и Киршнер, Д. Э. (2016). Многомасштабная модель инфекции Mycobacterium tuberculosis сопоставляет изменения метаболитов и генов с прогнозами стерилизации гранулемы. Заразить. Иммун. 84, 1650–1669. doi: 10.1128/IAI.01438-15

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Podell, B.K., Accart, D.F., Obregon-Henao, A., Eck, S.P., Henao-Tamayo, M., Richardson, M., et al. (2014). Повышение тяжести течения туберкулеза у морских свинок с сахарным диабетом 2 типа: модель коморбидности диабета и туберкулеза. утра. Дж. Патол. 184, 1104–1118. doi: 10.1016/j.ajpath.2013.12.015

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Прабу, В.и Агравал, С. (2010). Системная красная волчанка и туберкулез: обзор сложных взаимодействий сложных заболеваний. Дж. Постград. Мед. 56, 244–250. дои: 10.4103/0022-3859.68653

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Qin, J., Li, R., Raes, J., Arumugam, M., Burgdorf, K.S., Manichanh, C., et al. (2010). Каталог микробных генов кишечника человека, созданный с помощью метагеномного секвенирования. Природа 464, 59–65. doi: 10.1038/nature08821

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Раджу, Б., Хошино Ю., Белицкая-Леви И., Доусон Р., Ресс С., Голд Дж. А. и соавт. (2008). Профили экспрессии генов бронхоальвеолярных клеток при туберкулезе легких. Туберкулез 88, 39–51. doi: 10.1016/j.tube.2007.07.003

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Рамсугит С. , Пиллэй Б. и Пиллэй М. (2016). Оценка роли Mycobacterium tuberculosis pili (MTP) как индуктора адгезинов, инвазинов и цитокинов эпителиальных клеток. Браз.Дж. Заразить. Дис. 20, 160–165. doi: 10.1016/j.bjid.2015.11.002

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Рэндалл П. Дж., Хсу Н. Дж., Кенио В., Риффель Б. и Джейкобс М. (2015). Mycobacterium tuberculosis инфекция «неклассической иммунной клетки». Иммунол. Клеточная биол. 93, 789–795. doi: 10.1038/icb.2015.43

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Реденте, Э. Ф., Хиггинс, Д.М., Дуайер-Нилд, Л. Д., Орм, И. М., Гонсалес-Хуарреро, М., и Малкинсон, А. М. (2010). Дифференциальная поляризация альвеолярных макрофагов и моноцитов костного мозга после хронического воспаления легких, вызванного химическими и патогенными микроорганизмами. Дж. Лейкок. биол. 88, 159–168. doi: 10.1189/jlb.0609378

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Ribeiro, F. M., Szyper-Kravitz, M., Klumb, E.M., Lannes, G., Ribeiro, F.R., Albuquerque, E.M., et al. (2010).Могут ли вспышки волчанки быть связаны с туберкулезной инфекцией? клин. Преподобный Аллергия Иммунол. 38, 163–168. doi: 10.1007/s12016-009-8149-7

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Рифкин И.Р., Лидбеттер Э.А., Бускони Л., Вильянти Г. и Маршак-Ротштейн А. (2005). Толл-подобные рецепторы, эндогенные лиганды и системное аутоиммунное заболевание. Иммунол. Ред. 204, 27–42. doi: 10.1111/j.0105-2896.2005.00239.x

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Риттерсхаус, Э.С., Бэк, С. Х. и Сассетти, К. М. (2013). Нормальность покоя: общие темы в микробном покое. Микроб-хозяин клетки 13, 643–651. doi: 10.1016/j.chom.2013.05.012

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Робертс, Л.Л., и Робинсон, К.М. (2014). Инфекция Mycobacterium tuberculosis дендритных клеток человека снижает экспрессию интегрина, адгезию и миграцию к хемокинам. Иммунология 141, 39–51. дои: 10.1111/имм.12164

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Романьоли, А., Этна, М.П., ​​Джакомини, Э., Пардини, М., Ремоли, М.Е., Кораццари, М., и соавт. (2012). Зависимое от ESX-1 нарушение аутофагического потока Mycobacterium tuberculosis в дендритных клетках человека. Аутофагия 8, 1357–1370. doi: 10.4161/auto.20881

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Саламон Х., Брюнерс Н., Лейкехал К., Ши Л., Ravi, J., Yamaguchi, K.D., et al. (2014). Передовой опыт: витамин D регулирует метаболизм липидов при инфекции Mycobacterium tuberculosis . Дж. Иммунол. 193, 30–34. doi: 10.4049/jimmunol.1400736

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Sampaio, PCM, Lira, YG, Ribeiro, HYU, de Paula Moreira, F., Gadelha, MSM, and da Cruz, SFS (2017). Болезнь Понсе после внутрипузырной инстилляции бациллы Кальметта-Герена (БЦЖ): клинический случай. BMC Рез. Примечания 10:416. doi: 10.1186/s13104-017-2606-9

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Schreiber, T., Ehlers, S., Heitmann, L., Rausch, A., Mages, J., Murray, P.J., et al. (2009). Аутокринный IL-10 индуцирует признаки альтернативной активации макрофагов и подавляет противотуберкулезные эффекторные механизмы без ущерба для Т-клеточного иммунитета. Дж. Иммунол. 183, 1301–1312. doi: 10.4049/jimmunol.0803567

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Шуйт, Т.J., Lankelma, J.M., Scicluna, B.P., de Sousa e Melo, F., Roelofs, J.J., de Boer, J.D., et al. (2016). Микробиота кишечника играет защитную роль в защите хозяина от пневмококковой пневмонии. Гут 65, 575–583. doi: 10.1136/gutjnl-2015-309728

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Шах, М., и Чида, Н. (2017). «Внелегочный туберкулез», в Handbook of Tuberculosis , eds JH Grosset and RE Chaisson (Cham: Springer International Publishing), 91–118.

Академия Google

Шарма С., Шарма М., Рой С., Кумар П. и Бозе М. (2004). Mycobacterium tuberculosis индуцирует высокую продукцию оксида азота в координации с продукцией фактора некроза опухоли-альфа у пациентов со свежим активным туберкулезом, но не с МЛУ туберкулезом. Иммунол. Клеточная биол. 82, 377–382. doi: 10.1111/j.0818-9641.2004.01245.x

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Шим, Т. С. (2014). Диагностика и лечение латентной туберкулезной инфекции в связи с началом анти-ФНО терапии. Туберкулез. Дыхание Дис. 76, 261–268. doi: 10.4046/trd.2014.76.6.261

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Шин, Д.М., Ян, К.С., Ли, Дж.Ю., Ли, С.Дж., Чой, Х.Х., Ли, Х.М., и соавт. (2008). Mycobacterium tuberculosis Липопротеин-индуцированная ассоциация TLR2 с протеинкиназой C zeta в липидных рафтах способствует зависимой от активных форм кислорода передаче сигналов воспаления в макрофагах. Сотовый. микробиол. 10, 1893–1905 гг.doi: 10.1111/j.1462-5822.2008.01179.x

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Шенфельд Ю., Зандман-Годдард Г., Стоянович Л., Кутоло М., Амитал Х., Леви Ю. и др. (2008). Мозаика аутоиммунитета: гормональные факторы и факторы окружающей среды, участвующие в аутоиммунных заболеваниях-2008. Изр. Мед. доц. Дж. 10, 8–12.

Реферат PubMed | Академия Google

Симеоне Р., Бобард А., Липпманн Дж., Биттер В., Майлесси Л., Брош Р., и другие. (2012). Разрыв фагосомы Mycobacterium tuberculosis приводит к токсичности и гибели клетки-хозяина. PLoS Pathog. 8:e1002507. doi: 10.1371/journal.ppat.1002507

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Song, Z., Marzilli, L., Greenlee, B.M., Chen, E.S., Silver, R.F., Askin, F.B., et al. (2005). Микобактериальная каталаза-пероксидаза является тканевым антигеном и мишенью адаптивного иммунного ответа при системном саркоидозе. Дж.Эксп. Мед. 201, 755–767. doi: 10.1084/jem.20040429

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Стэнли, С. А., Джондроу, Дж. Э., Мансанильо, П., и Кокс, Дж. С. (2007). Ответ IFN типа I на инфекцию Mycobacterium tuberculosis требует секреции, опосредованной ESX-1, и способствует патогенезу. Дж. Иммунол. 178, 3143–3152. doi: 10.4049/jиммунол.178.5.3143

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Ван Дам, А.Д., Беккеринг С., Красборн М., ван Бик Л., ван ден Берг С.М., Врилинг Ф. и соавт. (2016). БЦЖ снижает уровень холестерина в плазме и задерживает прогрессирование атеросклеротического поражения у мышей. Атеросклероз 251, 6–14. doi: 10.1016/j.atherosclerosis.2016.05.031

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Ватс, Д., Мукундан, Л., Одегаард, Дж. И., Чжан, Л., Смит, К. Л., Морел, С. Р., и соавт. (2006). Окислительный метаболизм и PGC-1β ослабляют воспаление, опосредованное макрофагами. Клеточный метаб. 4, 13–24. doi: 10.1016/j.cmet.2006.05.011

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Вилчез, К., Хартман, Т., Вайнрик, Б., и Джейкобс, В. Р. мл. (2013). Mycobacterium tuberculosis необычайно чувствителен к гибели в результате реакции Фентона, вызванной витамином С. Нац. коммун. 4:1881. doi: 10.1038/ncomms2898

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Ван, Дж., Ге, П., Qiang, L., Tian, ​​F., Zhao, D., Chai, Q., et al. (2017). Микобактериальная фосфатаза PtpA регулирует экспрессию генов-хозяев и способствует пролиферации клеток. Нац. коммун. 8:244. doi: 10.1038/s41467-017-00279-z

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Wang, J., Li, B.X., Ge, P.P., Li, J., Wang, Q., Gao, G.F., et al. (2015). Mycobacterium tuberculosis подавляет врожденный иммунитет, взаимодействуя с убиквитиновой системой хозяина. Нац.Иммунол. 16, 237–245. doi: 10.1038/ni.3096

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Wang, J., Teng, J.L., Zhao, D., Ge, P., Li, B., Woo, P.C., et al. (2016). Убиквитинлигаза TRIM27 действует как фактор рестрикции хозяина, противодействующий Mycobacterium tuberculosis PtpA во время микобактериальной инфекции. науч. Респ. 6:34827. дои: 10.1038/srep34827

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Ван, К., Liu, Y., Ma, Y., Han, L., Dou, M., Zou, Y., et al. (2017). Тяжелый гиповитаминоз D у больных активным туберкулезом и его предикторы. клин. Нутр. 37, 1034–1040. doi: 10.1016/j.clnu.2017.04.018

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Wang, R., Dillon, C.P., Shi, L.Z., Milasta, S., Carter, R., Finkelstein, D., et al. (2011). Фактор транскрипции Myc контролирует метаболическое перепрограммирование при активации Т-лимфоцитов. Иммунитет 35, 871–882.doi: 10.1016/j.immuni.2011.09.021

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Wang, S.H., Chien, W.C., Chung, C.H., Lin, F.H., Peng, C.K., Chian, C.F., et al. (2017). Туберкулез увеличивает риск заболевания периферических артерий: общенациональное популяционное исследование. Респирология 22, 1670–1676. doi: 10.1111/соотв. 13117

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Ван, В., Ян, Дж., Ян, Х., Санидад, К.Z., Hammock, B.D., Kim, D., et al. (2016). Влияние диеты с высоким содержанием жиров на профили метаболитов эйкозаноидов в плазме у мышей. Простагландины Другие липидные посредники. 127, 9–13. doi: 10.1016/j.prostaglandins.2016.11.003

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Уорд М.М., Пьюн Э. и Студенски С. (1995). Причины смерти при системной красной волчанке. Долгосрочное наблюдение за начальной когортой. Ревматоидный артрит 38, 1492–1499.

Реферат PubMed | Академия Google

ВОЗ (2017 г.). Глобальный отчет о туберкулезе за 2017 г. . Женева: пресса ВОЗ.

Вик, К., Онестингель, Э., Демец, Э., Дитрих, Х., и Вик, Г. (2017). Пероральная толерантность микобактериальным белком теплового шока 65 уменьшает хронический экспериментальный атеросклероз у старых мышей. Геронтология 64, 36–48. дои: 10.1159/000480436

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Wieland, C.W., Florquin, S., Chan, E.D., Leemans, J.C., Weijer, S., Verbon, A., et al.(2005). Легочная инфекция Mycobacterium tuberculosis у мышей ob/ob с дефицитом лептина. Междунар. Иммунол. 17, 1399–1408. doi: 10.1093/intimm/dxh417

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Уингли, К., Элоэ-Фадрош, Э., Гупта, С., Го, Х., Фрейзер, К., и Бишай, В. (2014). Аэрозольная инфекция Mycobacterium tuberculosis вызывает быструю потерю разнообразия микробиоты кишечника. PLoS ONE 9:e97048. doi: 10.1371/журнал.пон.0097048

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Вольф, А. Дж., Десвигнес, Л., Линас, Б., Банайи, Н., Тамура, Т., Такацу, К., и др. (2008). Инициация адаптивного иммунного ответа на Mycobacterium tuberculosis зависит от продукции антигена в локальном лимфатическом узле, а не в легких. Дж. Экспл. Мед. 205, 105–115. doi: 10.1084/jem.20071367

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Ву, Дж., Лю, В., Хе, Л., Huang, F., Chen, J., Cui, P., et al. (2013). Микробиота мокроты, ассоциированная с впервые выявленным, рецидивирующим и неэффективным туберкулезом. PLoS ONE 8:e83445. doi: 10.1371/journal.pone.0083445

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Xu, Q., Willeit, J., Marosi, M., Kleindienst, R., Oberhollenzer, F., Kiechl, S., et al. (1993). Ассоциация сывороточных антител к белку теплового шока 65 с атеросклерозом сонных артерий. Ланцет 341, 255–259.

Реферат PubMed | Академия Google

Йен, Ю.F., Hu, H.Y., Lee, Y.L., Ku, P.W., Lin, I.F., Chu, D., et al. (2017). Ожирение/избыточный вес снижает риск активного туберкулеза: общенациональное популяционное когортное исследование на Тайване. Междунар. Дж. Обес. 41, 971–975. doi: 10.1038/ijo.2017.64

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Yun, J.E., Lee, S.W., Kim, T.H., Jun, J.B., Jung, S., Bae, S.C., et al. (2002). Заболеваемость и клинические характеристики инфекции Mycobacterium tuberculosis среди пациентов с системной красной волчанкой и ревматоидным артритом в Корее. клин. Эксп. Ревматол. 20, 127–132.

Реферат PubMed | Академия Google

Збар, Б., Бернштейн, И., Танака, Т., и Рапп, Х. Дж. (1970). Противоопухолевый иммунитет получают внутрикожной инокуляцией живых опухолевых клеток и живых Mycobacterium bovis (штамм БЦЖ). Наука 170, 1217–1218.

Реферат PubMed | Академия Google

Зеланте, Т., Яннитти, Р.Г., Кунья, К., Де Лука, А., Джованнини, Г., Пьерачини, Г., и др.(2013). Катаболиты триптофана из микробиоты взаимодействуют с арильными углеводородными рецепторами и уравновешивают реактивность слизистой оболочки через интерлейкин-22. Иммунитет 39, 372–385. doi: 10.1016/j.immuni.2013.08.003

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Zhang, G.W., Qin, G.F., Han, B., Li, C.X., Yang, H.G., Nie, P.H., et al. (2015). Эффективность полисахарида Zhuling polyporus с БЦЖ для ингибирования рака мочевого пузыря. Углевод. Полим. 118, 30–35. дои: 10.1016/j.carbpol.2014.11.012

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Zhang, H., Li, X., Xin, H., Li, H., Li, M., Lu, W., et al. (2017). Ассоциация индекса массы тела с инфекцией туберкулеза: популяционное исследование среди 17796 взрослых в сельской местности Китая. науч. Респ. 7:41933. дои: 10.1038/srep41933

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Чжан Ю., Ли Дж., Ли Б., Ван Дж. и Лю С. Х. (2017). Mycobacterium tuberculosis Mce3C способствует проникновению микобактерий в макрофаги посредством активации сигнального пути, опосредованного β2-интегрином. Сотовый. микробиол. 27, 411–418. doi: 10.1111/cmi.12800

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Zhang, Y., Xiong, Q., Hu, X., Sun, Y., Tan, X., Zhang, H., et al. (2012). Новый атерогенный эпитоп из белка теплового шока 65 Mycobacterium tuberculosis усиливает атеросклероз у кроликов и мышей с дефицитом рецептора ЛПНП. Сосуды сердца 27, 411–418. doi: 10.1007/s00380-011-0183-8

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Zhu, J., Quyyumi, A.A., Rott, D., Csako, G., Wu, H., Halcox, J., et al. (2001). Антитела к человеческому белку теплового шока 60 связаны с наличием и тяжестью ишемической болезни сердца: свидетельство аутоиммунного компонента атерогенеза. Тираж 103, 1071–1075. doi: 10.1161/01.CIR.103.8.1071

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

границ | В клетках Mycobacterium tuberculosis, выживших в условиях длительного присутствия бактерицидных концентраций рифампицина in vitro, развивается отрицательно заряженный утолщенный наружный слой капсулы, ограничивающий проницаемость для антибиотика

Введение

Mycobacterium tuberculosis ( Mtb ), патогенная бактерия, вызывающая туберкулез, обладает замечательными структурными и функциональными особенностями, обеспечивающими их выживание в различных стрессовых условиях, включая летальные концентрации антибиотиков.Считается, что одна из таких особенностей, уникально структурированная клеточная стенка (Daffe, 2015; Jankute et al., 2015), способствует невосприимчивости бацилл ко многим антибиотикам. Физиологическое значение изменений клеточной стенки микобактерий, находящихся в макрофагах (Larrouy-Maumus et al. , 2016), в условиях алиментарного стресса (Nyka, 1974; Bacon et al., 2014), гипоксии (Cunningham, Spreadbury, 1998). ) и патогенности (Daffé and Etienne, 1999).Сложная структура клеточной стенки Mtb , как полагают, также ограничивает ее проницаемость для нескольких антимикробных биомолекул хозяина, тем самым обеспечивая выживание бацилл в их разнообразных средах обитания (Lederer et al., 1975; Jarlier and Nikaido, 1994). ; Кук и др., 2009; Нгуен, 2016). Однако неизвестно, развиваются ли у выживших антибиотиков субпопуляции Mtb какие-либо специфические структурные особенности клеточной оболочки, которые могут обеспечить сублетальную внутриклеточную концентрацию антибиотиков, несмотря на постоянное воздействие высоких концентраций антибиотиков.

Одним из механизмов обеспечения низких уровней внутриклеточных концентраций антибиотиков у активно растущих бактерий является снижение проницаемости антибиотиков в клетки. Причинами сниженной проницаемости являются утолщение клеточной стенки против рифампицина у Neisseria meningitidis (Abadi et al. , 1996), ванкомицина у Staphylococcus aureus (Cui et al., 2003) и адаптивная устойчивость к амикацину у клинических изолятов. метициллин-резистентного штамма Staphylococcus aureus (MRSA) (Yuan et al., 2013). Было обнаружено, что повышенное утолщение клеточной стенки, приводящее к снижению внутриклеточной концентрации антибиотика, также вызвано слиянием генов Rv0071/74 из-за делеции области RD105 в некоторых клинических штаммах Mtb (Qin et al., 2019). Было обнаружено, что ограниченная проницаемость мембран также способствует устойчивости к рифампицину активно растущих микобактерий (Hui et al., 1977).

Было обнаружено, что штаммы

Mtb , содержащие высокие уровни поли (P) из-за дефицита гена экзополифосфатазы (ppx2), имеют увеличенную толщину клеточной стенки и, как следствие, сниженную проницаемость для лекарств (Chuang et al., 2015). Кроме того, было обнаружено, что снижение содержания кислорода в латентных микобактериях вызывает утолщение клеточной стенки (Velayati et al. , 2011). Недавно мы сообщили об утолщении наружного слоя капсулы, вызванном образованием определенных типов полисахаридов в необычно большом количестве в гипоксически нереплицирующихся персистентных клетках Mtb , что ограничивало проникновение рифампицина, тем самым обеспечивая выживание (Jakkala and Ajitkumar, 2019) . Нереплицирующиеся клетки Mtb , испытывающие дефицит питательных веществ, также показали сниженное проникновение антибиотиков (Sarathy et al., 2013). Помимо утолщения клеточной стенки, во многих случаях капсулярные полисахариды ограничивают проникновение антибиотиков в клетки, что приводит к лекарственной устойчивости (Slack and Nichols, 1982).

Недавно мы сообщили, что небольшая часть культур Mtb и Mycobacterium smegmatis ( Msm ) средней логарифмической фазы (MLP), подвергшихся воздействию бактерицидных концентраций рифампицина и моксифлоксацина, выживает в течение 20 дней и 96 часов и больше для Mtb и Msm соответственно, несмотря на продолжающееся присутствие летальных концентраций антибиотиков (Sebastian et al. , 2017; Swaminath et al., 2020a, b). Однако неизвестно, происходили ли какие-либо изменения клеточной поверхности в этих выживших после антибиотиков клетках при длительном присутствии летальных концентраций антибиотиков. Кроме того, если такие изменения действительно происходят, играют ли они какую-либо роль в обеспечении сублетальных внутриклеточных концентраций рифампицина в выживших после рифампицина клетках in vitro . Поэтому здесь мы проанализировали ультраструктурные особенности поверхности клеток Mtb , которые могли обеспечить ограниченную проницаемость для рифампицина и выживаемость in vitro .

Материалы и методы

Поколение выжившей популяции рифампицина из

Mtb in vitro

Mycobacterium tuberculosis H 37 R a ( Mtb ), (Институт лепры и других микобактериальных заболеваний JALMA, Индия) культивировали в биологических тройных повторах в среде Миддлбрука 7Н9 (Middlebrook et al., 1947), содержащей гликоль. (0,2%), Твин 80 (0,05%) и АДС (альбумин, декстроза, натрия хлорид) (10%), при 37°С в бактериологическом инкубаторе при встряхивании при 170 об/мин.Среднелогарифмическую фазу (MLP, 0,6 при OD 600 нм ) бактериальную культуру обрабатывали 10-кратной минимальной бактерицидной концентрацией (MBC, 1 мкг/мл) рифампицина (Sigma) и инкубировали в течение 24 дней. Один раз каждые 24 ч из культур отбирали аликвоты и высевали на чашки с агаром Миддлбрука 7 ч 20 мин без рифампицина с 10% ADS, как описано. Планшеты инкубировали при 5% СО 2 и 37°С в инкубаторе СО 2 в течение 3–4 недель. Колониеобразующие единицы (КОЕ) наносили на график в зависимости от времени воздействия, чтобы получить профиль чувствительности к рифампицину, по которому определяли фазу выживания антибиотика, как описано (Sebastian et al., 2017).

Биотест на 5-FAM-рифампицин

Staphylococcus aureus (ATCC 25923), чувствительный к рифампицину штамм, использовали для биоанализа 5-FAM-рифампицина, как описано (Dickinson et al. , 1974; Sebastian et al., 2017). Вкратце, исходные растворы (2 мг/мл) рифампицина (сигма) и 5-FAM-рифампицина готовили в ДМСО. Различные разведения этих растворов использовались для биоанализа, как описано (Dickinson et al., 1974; Sebastian et al., 2017). Пятьдесят микролитров S.aureus глицериновый маточный раствор смешивали со 100 мл агара LB (теплого на ощупь) и выливали, чтобы сделать чашки с агаром LB, залитыми бациллами. Прокол из нержавеющей стали диаметром 0,5 см использовали для создания диффузионных лунок в агаре. В лунку добавляли 50 мкл аликвоты растворов, содержащих возрастающие концентрации рифампицина или 5-FAM-рифампицина. Планшеты инкубировали в течение ночи при 37°С в бактериологическом инкубаторе. Зону ингибирования (ZOI) бациллярного роста определяли путем измерения диаметра зоны с помощью штангенциркуля.Значения ZOI, полученные из планшетов с рифампицином, использовали для построения стандартного графика для рифампицина. По этому стандартному графику определяли ZOI 5-FAM-рифампицина, по которому оценивали относительную биологическую активность 5-FAM-рифампицина.

Флуоресцентная микроскопия

Клетки MLP и клетки из популяции, пережившей рифампицин, использовали для экспериментов по проточной цитометрии. Клетки ресуспендировали в среде 7Н9 (100 мкл). Зонд проницаемости рифампицина, 5-FAM-рифампицин (1.5 мкг/мл) добавляли в клеточные суспензии, которые затем инкубировали в бактериологическом инкубаторе-шейкере в течение 1 ч при 37°С. Чтобы отличить мертвые клетки от живых клеток, разведение 1:1000 йодида пропидия (PI) инкубировали в многолуночных предметных стеклах, покрытых поли- L -лизином, в течение 20 мин в темноте. Клетки один раз промывали PBS, заключали в глицерин и наблюдали под объективом 100× с использованием флуоресцентного микроскопа (Zeiss AxioVision). Для удаления наружного слоя капсулы выполняли бисерное биение.Для этого клетки в 20 мл культуры инкубировали со стерильными стеклянными шариками (диаметром 4 мм; 10 г) при 37°С в течение 15 мин при 50 об/мин, как описано (Ortalo-Magne et al., 1995), с небольшими изменениями. . Затем добавляли 5-FAM-рифампицин и обрабатывали, как описано ниже.

Анализ проницаемости 5-FAM-рифампицина с использованием проточной цитометрии

Клетки из культур MLP и из популяции, выжившей после рифампицина, использовали для анализа проницаемости 5-FAM-рифампицина. Суспензию клеток (20 мл) подвергали воздействию 1.5 мкг/мл (конечная концентрация) 5-FAM-рифампицина, что эквивалентно 10× MBC рифампицину, путем инкубации их в бактериологическом шейкере-инкубаторе при 37°С. Для удаления наружного капсульного слоя MLP и клетки из популяции, выжившей после рифампицина, осторожно взбивали стеклянными шариками диаметром 4 мм в течение 5 минут при 50 об/мин в инкубаторе-шейкере, как описано (Ortalo-Magne et al., 1995), с незначительные модификации. Через каждые 15 минут аликвоты культур собирали и один раз промывали охлажденным льдом бульоном 7H9 и обрабатывали для анализа проточной цитометрией в системе BD FACSVerse.Медиану аутофлуоресценции контрольных образцов поддерживали на уровне 10 2 и рассчитывали относительную флуоресценцию окрашенных образцов. Статистическую значимость 60-минутной медианы флуоресценции между образцами оценивали с использованием двустороннего парного t -критерия.

В каждой выборке вся популяция (все события) была отобрана для получения популяции P1. Точное количество клеток в популяции P1, демонстрирующих более высокую флуоресценцию 5-FAM, чем остальные клетки в популяции P1, было получено с использованием полигональных ворот P2.Многоугольные ворота P2 помогли исключить клетки с более низкой флуоресценцией в популяции P1. Кроме того, популяция P2 была получена путем размещения многоугольных ворот P2 точно там, где заканчивалась популяция P1. Это помогло получить фактическое количество клеток в популяции P1, демонстрирующих более высокую медианную флуоресценцию 5-FAM, чем оставшиеся клетки в популяции P1. Клетки P2 представляли собой клетки, которые приобрели флуоресценцию 5-FAM во время 60-минутной экспозиции.

Был построен стандартный график для расчета степени проницаемости 5-FAM-рифампицина. Для этого клетки Mtb MLP инкубировали с возрастающими концентрациями 5-FAM-рифампицина в течение 1 ч при 37°С. После инкубации клетки один раз промывали охлажденным льдом бульоном Миддлбрука 7H9 и обрабатывали для анализа проточной цитометрией с использованием лазера 488 нм с фильтром 527/32. Нормализованные средние значения флуоресценции 5-FAM-рифампицина наносили на график в зависимости от концентрации, чтобы получить стандартный график. Клетки с 12-го дня лечения были взяты как клетки выжившей после рифампицина популяции (Sebastian et al., 2017). Клетки из популяции, выжившей после рифампицина, инкубировали с 5-FAM-рифампицином в концентрации, эквивалентной 10-кратной концентрации рифампицина MBC. Значения флуоресценции шести независимых образцов клеток из популяции, выжившей после рифампицина (10 000 гейтированных клеток), нормализовали значениями аутофлуоресценции и наносили на график. Относительные концентрации 5-FAM-рифампицина в клетках популяции, пережившей рифампицин, рассчитывали по стандартному графику.

Анализ гидрофобности гексадекана для бактериальных клеток

Анализ гидрофобности проводили с использованием ранее описанного метода (Rosenberg et al., 1980; Stokes et al., 2004) с изменениями. Клетки MLP и клетки из выжившей после рифампицина популяции (из 100 мл культуры каждая) суспендировали в стерилизованном фильтрованием буфере PUM (50 мМ KH 2 PO 4 , 100 мМ K 2 HPO 4 .3H 2 O, 1 мМ MgSO 4 .7H 2 O и 33,3 мМ мочевины, pH 7,1), приготовленные в бидистиллированной автоклавной воде в силиконизированных боросиликатных пробирках, чтобы получить OD 600 нм ~0,7 ( >10 6 клеток/мл).Один объем ПУМ-буфера, содержащего клетки, фазово экстрагировали тремя объемами н -гексадекана путем встряхивания в течение 8–10 с и оставляли при 25°С на 15 мин. Используя силиконизированные наконечники, клетки, оставшиеся в водной фазе, собирали, слегка обрабатывали ультразвуком, серийно разбавляли и высевали на чашки с агаром 7 ч 20 мин. Процент клеток с гидрофильным наружным слоем рассчитывали по разнице КОЕ клеток в водной фазе до и после фазы экстракции.

Определение дзета-потенциала

Mtb клеток

Клетки из средней логарифмической фазы, фазы уничтожения, фазы выживающей после рифампицина популяции и фазы повторного роста собирали и промывали бульоном Middlebrook 7H9.Дзета-потенциал клеток измеряли в бульоне Миддлбрука 7H9 (если не указано иное) с использованием прибора дзета-сайзера (Nano-ZS90), как описано (Wilson et al., 2001; Ayala-Torres et al., 2014). Изоэлектрическую точку (pI) клеток определяли путем ресуспендирования клеток в буферных растворах с различными значениями pH от 2 до 10. Буферы с различными значениями pH готовили в PPMS (20 мМ KH 2 PO 4 , 1,5 мМ MgSO 4 .7H 2 O и 40 мМ K 2 HPO 4 на литр воды Milli Q) и измеряли дзета-потенциал.

Трансмиссионная электронная микроскопия

Клетки Mtb из популяции, пережившей MLP и рифампицин, использовали для просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ) с использованием метода, описанного ранее (Takade et al. , 1983), с небольшими модификациями, стандартизированными в нашей лаборатории (Vijay et al., 2012). ). Все реагенты, использованные для подготовки образцов, были пригодны для электронной микроскопии от Sigma-Aldrich, если не указано иное. Все реактивы для ПЭМ готовили свежими в необходимом количестве на бидистиллированной воде, где это было необходимо.Вкратце, клетки сначала предварительно фиксировали четырехокисью осмия (1% масс./об. раствор в воде) в 0,15 М буфере какодилата натрия с рН 7,2 в течение 1 ч при 25°С и снова промывали тем же буфером. Затем клетки фиксировали глутаровым альдегидом и дубильной кислотой (по 2% об./об. каждого в 0,15 М буфере какодилата натрия) в течение 2 ч при 25°С. Клетки после фиксации еще раз промывали натрий-какодилатным буфером и дополнительно фиксировали в четырехокиси осмия в течение 14 ч при 4°С. Затем фиксированные клетки обезвоживали, используя серию промывок 25, 50, 75 и 95% этанолом.Затем клеточный осадок инфильтровали 50% белой смолой LR (приготовленной на 50% этаноле) в течение 24 ч при 4°С. Осадки клеток формировали в виде блоков в желатиновых капсулах с использованием 100% белой смолы LR и инкубировали при 65°C в течение 2–3 дней на сухой бане для затвердевания. Затем блоки нарезали на срезы толщиной 80–100 нм с помощью ультрамикротома. Затем срезы помещали на медные сетки для электронной микроскопии (150 меш, Sigma), последовательно окрашивали 0,5% уранилацетатом и 0,04% цитратом свинца. Затем высушенные на воздухе образцы исследовали с помощью электронной микроскопии (JEOL-100 CXII) при 100 кВ.В общей сложности 126 клеток из популяции, выжившей после рифампицина, и 109 клеток из MLP (отрицательных по дубильной кислоте) были собраны из биологических культур в трех повторностях, и изображения каждой из 30 клеток были измерены с нескольких сторон каждой из 30 клеток для определения средней толщины капсульный наружный слой.

Анализ проточной цитометрией клеток, окрашенных Calcofluor White

Аликвоты (500 мкл) культур до и после бисерного взбивания окрашивали 1:1000 раствором калькофлуора белого (CFW; динатриевая соль 4,4′-бис-[4-анилино-бис-диэтиламино- S-триазин-2-иламино]-2,2′-стильбен-дисульфокислота; 0. 1% раствор, Сигма; Maeda and Ishida, 1967) в течение одного часа при 37°C, как описано (Wood, 1980; Trivedi et al., 2016). Клетки однократно быстро промывали средой Middlebrook 7H9 и использовали для анализа проточной цитометрии в проточном цитометре BD FACSVerse с использованием лазера 405 нм с фильтром 448/45. Средние значения флуоресценции образцов клеток, окрашенных CFW, определяли, сохраняя значение аутофлуоресценции 2-log 10 . Данные проточной цитометрии анализировали с использованием программного обеспечения FACSuite. Популяцию P1 получали путем гейтирования всей популяции (все события) в каждой выборке.Многоугольные ворота P2 использовали для анализа точного количества клеток в популяции P1, демонстрирующих более высокую флуоресценцию CFW, чем оставшиеся клетки в популяции P1 (многоугольные ворота P2 помогли исключить клетки с более низкой флуоресценцией в популяции P1). Кроме того, ворота P2 были помещены точно там, где заканчивалась популяция P1, для определения фактического количества клеток, демонстрирующих более высокую медианную флуоресценцию CFW, чем оставшиеся клетки в популяции P1. Настройки напряжения фотоумножителя были 208 (FSC), 333 (SSC).Калибровка прибора выполнялась с использованием установки цитометра FACSuite и отслеживающих шариков (CS&T, Becton Dickinson). Данные обрабатывали и анализировали, как описано выше для анализа проницаемости 5-FAM-рифампицин. Для расчета статистической значимости использовали парный t -критерий.

ГХ-МС профилирование полисахаридов во внешнем слое капсулы

ГХ-МС анализ компонентов OL, выделенных из MLP, и клеток из популяции, выжившей после рифампицина, выполняли, как описано ранее (Ortalo-Magne et al., 1995). Вкратце, клетки сначала промывали один раз 1× PBS. Отмытые клетки ресуспендировали в 20 мл дистиллированной воды и инкубировали со стерильными стеклянными шариками диаметром 4 мм (10 г) на шейкере-инкубаторе при 50 об/мин в течение 15 мин при 25°С. Клеточную суспензию центрифугировали при 12 000 × g в течение 10 мин, супернатант собирали, фильтровали (0,2-микронный фильтр) и лиофилизировали. Образец был дериватизирован в соответствии с протоколом в центре гликомической масс-спектрометрии в Центре клеточных и молекулярных платформ (C-CAMP), Бангалор.Анализ ГХ-МС был выполнен на дериватизированных образцах, и данные были проанализированы на объекте. Процентное «относительное содержание» каждого соединения во внешнем слое капсулы MLP и популяции, выживающей после рифампицина, определяли независимо по данным ГХ-МС. Путем сравнения этих значений для каждого соединения была рассчитана кратная разница. В связи с относительным количественным определением нормализация значений не проводилась ни по какому параметру.

Результаты

Экспериментальное обоснование и стратегия

Эксперименты были разработаны, чтобы выяснить, изменялась ли проницаемость для рифампицина в клетках Mtb , выживших в постоянном присутствии летальных доз рифампицина, и, если проницаемость уменьшалась, вызывали ли это какие-либо изменения клеточной поверхности на ультраструктуре и компонентах уровни. С этой целью мы подвергли клеток Mtb воздействию 10× MBC рифампицина в течение 20 дней, как описано ранее, чтобы подготовить популяцию, выживающую после рифампицина (Sebastian et al., 2017), которая была экспериментальным образцом. Выжившая популяция антибиотиков может содержать субпопуляции классических «персистеров», как их назвал Bigger (1944) и определил недавно (Balaban et al., 2019), персистеры, которые медленно росли и делились, подобно медленно растущим и делящимся изониазидным персистерам M. smegmatis ( Msm ) (Wakamoto et al., 2013), классические клетки, устойчивые к антибиотикам, как определено (Brauner et al., 2016; Windels et al., 2019), и, вероятно, многие другие субпопуляции неизвестных до сих пор фенотипов. Любая или все из этих субпопуляций могут демонстрировать пониженную проницаемость для рифампицина, и будет трудно выделить и идентифицировать их по отдельности с помощью определенных тестов, поскольку их доля будет очень низкой. Следовательно, мы исследовали проникновение рифампицина во всю популяцию, выжившую после рифампицина, по сравнению с популяцией MLP.

Ранее мы сообщали, что клетки Mtb MLP при воздействии 10× MBC (1 мкг/мл) рифампицина в течение длительного времени (20 дней) последовательно и воспроизводимо демонстрировали профиль трех последовательных фаз в отношении КОЕ. Это была фаза гибели с резким снижением КОЕ (до 10-го дня воздействия), за которой следовала популяция, показывающая лишь небольшое изменение КОЕ (с 10-го по 15-й день воздействия), которую мы назвали популяцией, выжившей после рифампицина. за которой последовала фаза возобновления роста с устойчивым повышением КОЕ (начиная с 15-го дня) у резистентных к рифампицину (Sebastian et al., 2017). Во время фазы выживаемости рифампицина в популяции мы обнаружили, что концентрация рифампицина по-прежнему составляет примерно 8–4× MBC (Sebastian et al., 2017). Аналогичный воспроизводимый профиль мы обнаружили и в настоящем исследовании (рис. 1А). Поэтому мы выбрали 12-й день, середину фазы выживания рифампицина, в качестве источника клеток для всех экспериментов.

Рисунок 1. Трехфазный ответ культуры Mtb на рифампицин и проверка 5-FAM-рифампицина в качестве зонда проницаемости для рифампицина. (A) Трехфазный ответ культуры Mtb на 10× MBC рифампицин. (B) Возможные структурные изомеры конъюгатов 5-FAM-рифампицин. Карбоксильная группа 5-FAM может образовывать сложноэфирную связь с любой из гидроксильных групп в алифатическом кольце рифампицина, образуя два возможных изомера. Эфирная связь показана красным кружком. Эта структура 5-FAM-рифампицина представляет собой модифицированную версию независимых структур рифампицина и 5-FAM, показанных на дополнительных рисунках S3A, B в Jakkala and Ajitkumar (2019). (C) Стандартный график, показывающий проницаемость 5-FAM-рифампицина для клеток MLP при двукратно увеличивающихся концентрациях. (D) Гистограмма, показывающая ингибирование роста Staphylococcus aureus рифампицином и 5-FAM-рифампицином с использованием анализа диффузии в агар.

Проницаемость популяции, выжившей после рифампицина, определяли с использованием конъюгированного с флуорофором рифампицина, 5-карбоксифлуоресцеин-рифампицина (5-FAM-рифампицин), до и после осторожного механического удаления внеклеточного капсулярного полисахаридного слоя (ECPL), поскольку он был участвует в проницаемости антибиотиков и других клеточных свойствах клеток Mtb (Hui et al., 1977; Велаяти и др., 2011; Сарати и др., 2013). Обнаружив значительно сниженную проницаемость зонда, мы изучили биофизические свойства ECPL, используя гексадекановый анализ гидрофобности клеточной поверхности и измерение дзета-потенциала для определения поверхностного заряда, изоэлектрической точки (pI) и, таким образом, полярности/неполярности. характер поверхности клеток. Биохимическую природу ECPL клеток из популяции, выжившей после рифампицина, дополнительно изучали с помощью флуоресцентной микроскопии и проточной цитометрии с окрашиванием клеток полисахарид-специфическими красителями до и после удаления ECPL. Ультраструктурные особенности клеток из популяции, выжившей после рифампицина, исследовали с помощью просвечивающей электронной микроскопии. Обнаружив, что ECPL на клетках MLP превратился в утолщенный наружный слой капсулы (TCOL) на поверхности клеток в популяции, выжившей после рифампицина, его молекулярный состав определяли с помощью ГХ-МС. Биофизические и биохимические свойства TCOL коррелировали со сниженной проницаемостью клеток для 5-FAM-рифампицина в популяции, выжившей после рифампицина.

Функциональная валидация зонда проницаемости 5-FAM-рифампицин

Мы исследовали проницаемость для рифампицина выживших после рифампицина популяций с использованием флуорофора, 5-карбоксифлуоресцина (5-FAM), конъюгированного с рифампицином, для получения 5-FAM-рифампицина (рис. 1В). Наличие двух алифатических гидроксильных групп в рифампицине дало возможность образования двух изомеров при образовании любой из двух сложноэфирных связей с 5-FAM с образованием 5-FAM-рифампицина (рис. 1В).Этот препарат использовали для анализа проницаемости. Рифампицин, относительно неполярная молекула, которая, как считается, пассивно диффундирует в клетки микобактерий, в более раннем исследовании достигла равновесной концентрации 154 нг/мг клеток микобактерий за 2 минуты воздействия (Piddock et al., 2000). ). Считалось, что небольшой размер и неполярная природа 5-FAM сохраняют такие свойства рифампицина в 5-FAM-рифампицине. Таким образом, принимая во внимание эти свойства группы 5-FAM, ожидалось, что она будет подходящим кандидатом для конъюгации с рифампицином в качестве флуорофора.

Концентрационно-зависимое проникновение при воздействии двукратного повышения концентрации 5-FAM-рифампицина в активно растущие клетки Mtb MLP, количественно оцененное с помощью проточной цитометрии, подтвердило его высокий уровень проницаемости в клетки (рис. 1C и дополнительные рисунки 1A, B). Таким образом, на проницаемость рифампицина в активно растущие клетки Mtb MLP, по-видимому, не оказывает существенного влияния его конъюгация с 5-FAM. Таким образом, интенсивность флуоресценции 5-FAM-рифампицина, которую контролируют с помощью проточной цитометрии, где только интактные клетки будут учитываться как события, можно рассматривать как меру его проницаемости и накопления в бактериальных клетках.Таким образом, даже если учесть возможность неспецифического связывания зонда с мертвыми клетками, измерения проточной цитометрии не будут интерпретировать их как события. Эти характеристики высокого уровня проницаемости 5-FAM-рифампицина в клетках Mtb MLP подтвердили его использование в качестве зонда проницаемости для проникновения рифампицина в клетки в выживших после рифампицина популяциях по сравнению с его проникновением в клетки MLP.

Кроме того, 5-FAM-рифампицин обладал сниженной бактерицидной активностью в отношении S.aureus , и это составляло всего 2,5% от исходной бактерицидной активности рифампицина (рис. 1D и дополнительные рисунки 1C, D). Минимальная ингибирующая концентрация (МИК) рифампицина составляла 0,05 мкг/мл как для Mtb , так и для S. aureus , хотя Mtb был в два раза более чувствителен к дезацетил рифампицину, метаболиту рифампицина, обнаруженному в сыворотке больных туберкулезом (Maggi et al. др., 1968). Поэтому мы предположили, что 5-FAM-рифампицин также может проявлять низкую бактерицидную активность в отношении Mtb , как и в отношении S.золотистый . Более того, инкубация клеток Mtb из MLP и популяции, выжившей после рифампицина, с 5-FAM-рифампицином длилась всего один час, что составляет 1/24 времени его генерации. Таким образом, низкая бактерицидная активность 5-FAM-рифампицина в отношении Mtb , как и в отношении S. aureus , позволила бы значительно избежать гибели клеток, которая в противном случае помешала бы анализу проницаемости клеток из выжившей после рифампицина популяции. По биоцидной причине избегали использования радиоактивно меченых 14 C/ 3 H-рифампицина, поскольку они по-прежнему имели бы нативную структуру как рифампицин, тем самым вызывая летальность клеток и тем самым мешая экспериментам.

Уменьшенная проницаемость 5-FAM-рифампицина для выживших после рифампицина популяций

Качественный анализ проницаемости с помощью флуоресцентной микроскопии

Сначала с помощью флуоресцентной микроскопии была качественно изучена проницаемость клеток популяции, пережившей рифампицин, для 5-FAM-рифампицина. Клетки в популяции, пережившей рифампицин, и клетки MLP (в качестве положительного контроля) подвергались воздействию 1,5 мкг/мл 5-FAM-рифампицина в течение 1 часа. Клетки популяции, выжившей после рифампицина, показали низкие уровни флуоресценции по сравнению с клетками MLP, что указывает на то, что проницаемость 5-FAM-рифампицина могла быть ограничена в клетках популяции, выжившей после рифампицина (дополнительная фигура 2A).

Было обнаружено, что толерантность к антибиотикам обусловлена ​​измененной проницаемостью мембран у N. meningitidis (Abadi et al., 1996) и микобактерий (Hui et al., 1977), а также утолщением клеточной стенки у S. aureus (Куи и др., 2003). Поскольку Mtb обладает характерным наружным капсулярным слоем (Daffé and Etienne, 1999), который может быть диссоциирован легким биением (Daffe and Laneelle, 2001), мы хотели выяснить, улучшит ли или восстановит ли удаление наружного слоя капсулу 5 Проницаемость -FAM-рифампицина в популяции, выжившей после рифампицина, по сравнению с MLP.В соответствии с этой предпосылкой мягкое биение клеток выжившей популяции рифампицина усиливало флуоресценцию 5-FAM, что указывает на повышенную проницаемость 5-FAM-рифампицина в клетки (дополнительная фигура 2B, сравните с дополнительной фигурой 2A). Однако биение бусинок клеток MLP не повлияло на флуоресценцию 5-FAM-рифампицина (дополнительная фигура 2B, сравните с дополнительной фигурой 2A). Таким образом, биение шариков вызывало повышенную проницаемость 5-FAM-рифампицина в клетки Mtb в популяции, выживающей после рифампицина, но не в популяции MLP.Это различие предполагает, что: (i) внешний слой капсулы клеток в популяции, выжившей после рифампицина, может отличаться от такового в клетках MLP; (ii) внешний слой капсулы клеток Mtb в популяции, выжившей после рифампицина, может способствовать ограниченной проницаемости 5-FAM-рифампицина в эти клетки. Эти возможности указывают на то, что естественный капсулярный внешний слой клеток MLP при длительном воздействии летальных доз рифампицина мог подвергаться изменениям в популяции, выживающей после рифампицина, что, в свою очередь, могло ограничивать проницаемость 5-FAM-рифампицина.

Количественный анализ проницаемости рифампицина с использованием проточной цитометрии

Степень проникновения 5-FAM-рифампицина в клетки популяции, пережившей рифампицин, сравнивали с таковой для клеток MLP с использованием проточной цитометрии. Для этого клетки MLP и клетки выжившей после рифампицина популяции инкубировали с 1,5 мкг/мл 5-FAM-рифампицина в течение 1 ч до и после бисерного взбивания. Каждые 15 минут аликвоты собирали и анализировали с помощью проточной цитометрии для расчета степени интенсивности флуоресценции 5-FAM-рифампицина в клетках.Клетки MLP до и после бисерного биения демонстрировали сопоставимый профиль с устойчивым увеличением флуоресценции 5-FAM-рифампицина в зависимости от времени (рис. 2A, C, E и дополнительные рисунки 3, 4, 5A). . Это показало, что на проницаемость 5-FAM-рифампицина не влиял внешний слой капсулы клеток MLP. Напротив, после бисерного биения клетки популяции, выжившей после рифампицина, показали значительное увеличение внутриклеточной флуоресценции 5-FAM-рифампицина в течение первых 30 минут инкубации, за которым последовало плато (рис. 2B, D, E и Дополнительные рисунки 5B, 6, 7).Было высказано предположение, что наличие измененного внешнего слоя капсулы, который мог функционировать как «физический барьер», ограничивающий проницаемость 5-FAM-рифампицина, могло быть причиной сниженной флуоресценции 5-FAM-рифампицина в клетках. рифампицин выживающей популяции.

Рисунок 2. Проточный цитометрический анализ проницаемости 5-FAM-рифампицина в клетках Mtb MLP и RSP до и после биения гранул. Гистограмма, показывающая долю клеток MLP и RSP в воротах P2 в течение 60 минут зависящей от времени проницаемости 5-FAM-рифампицина в: (A) клетки MLP и (B) клетки RSP, до и после гранулы избиение. (C, D) Зависимое от времени присутствие флуоресценции 5-FAM-рифампицина в P2-гейтированной популяции: (C) MLP и (D) RSP клеток, подвергшихся воздействию 5-FAM-рифампицина в течение 60 мин. (E) Количественно значимое различие между медианой флуоресценции 5-FAM-рифампицина P2-гейтированной популяции клеток MLP и RSP через 60 мин до и после биения гранул. Статистическую значимость рассчитывали с использованием парного теста t- ( n = 3).

Гидрофильная поверхность клеток популяции, выжившей после рифампицина

Значительное снижение проницаемости для рифампицина, вызванное наружным слоем капсулы у клеток Mtb выжившей после рифампицина популяции, может быть связано с несколькими причинами, которые могут отражать биофизические свойства и/или состав наружного слоя капсулы.Поэтому, чтобы понять, как внешний слой капсулы снижает проницаемость для рифампицина, были изучены поверхностные свойства клеток из популяции, пережившей рифампицин, и молекулярный состав наружного слоя капсулы. В рамках этой попытки была измерена гидрофобность их клеточной поверхности по сравнению с гидрофобностью клеток MLP с использованием анализа гидрофобности гексадекана для бактериальных клеток, как сообщалось ранее (Rosenberg et al., 1980). В этом анализе клетки с гидрофобной и гидрофильной поверхностью популяции, выжившей после рифампицина, и популяции MLP распределяли между гидрофобным гексадеканом и водным буфером.После разделения фаз долю клеток, оставшихся в водном слое, определяли путем посева аликвот водной фазы. Полученные КОЕ сравнивали с КОЕ всех вводимых клеток для оценки доли клеток с гидрофильной поверхностью. Около 10% клеток популяции, выжившей после рифампицина, оставались в водной фазе по сравнению с примерно 0,03% клеток MLP (фиг. 3А). Таким образом, доля клеток с гидрофильной поверхностью была примерно в 233 раза выше в популяции, выжившей после рифампицина, по сравнению с таковой в популяции MLP.Более высокая доля клеток с гидрофильной природой поверхности клеток популяции, выжившей после рифампицина, свидетельствует о том, что воздействие летальных доз рифампицина приводит к образованию популяции клеток с более высоким гидрофильным поверхностным зарядом, что, вероятно, отражает разный состав наружного слоя капсулы. по сравнению с клетками в популяции MLP.

Рисунок 3. Физико-химические свойства подвергшихся воздействию рифампицина клеток M. tuberculosis из популяции, выжившей после рифампицина. (A) Анализ гексадекана, показывающий доли гидрофильных клеток в популяции, выжившей после рифампицина, и клеток MLP. (B) ZP клеток из разных фаз воздействия рифампицина на клеток M.tuberculosis и соответствующее (C) наложение гистограммы. ZP клеток как функция pH, показывающая изоэлектрическую точку клеток между pH 4,0 и pH 5,0 для: (D) клеток MLP, (E) клеток популяции, выжившей после рифампицина, и (F) клетки из фазы умерщвления.Одна звездочка ( ) указывает на P -значение меньше или равно 0,05 ( P ≤ 0,05). Две звездочки ( ∗∗ ) обозначают P – значение, меньшее или равное 0,01 ( P ≤ 0,01). Статистическую значимость рассчитывали с использованием двустороннего парного t -критерия.

Отрицательно заряженная поверхность клеток

Mtb выживших после рифампицина популяции

Обнаружив, что поверхность клеток в популяции, пережившей рифампицин, более гидрофильна, чем у клеток MLP, мы определили их суммарный поверхностный заряд по сравнению с таковым у клеток MLP.Ранее сообщалось, что наружный слой капсулы активно растущих микобактерий содержал в основном нейтральные полисахариды и белки, помимо небольшого количества липидов (Ortalo-Magne et al., 1995). Мы предположили, что гидрофильная природа поверхности клеток популяции, пережившей рифампицин, может быть связана с наличием заряженных полисахаридов во внешнем слое капсулы. Поэтому мы определили суммарный заряд клеточной поверхности путем измерения дзета-потенциала (ZP) клеток с точки зрения электрофоретической подвижности клеток в жидкой среде, как описано (Wilson et al., 2001; Айяла-Торрес и др., 2014). Соответствующие значения ZP клеток Mtb из MLP, фазы уничтожения, популяции, выживающей после рифампицина, и фазы повторного роста определяли по отдельности и сравнивали.

При длительном воздействии рифампицина значение ZP (-)3,91 мВ клеток Mtb MLP постепенно увеличивалось до (-)19,26 мВ на клетках в фазе уничтожения и до (-)32,76 мВ на клетках из популяция, выжившая после рифампицина (рис. 3В). Такое увеличение означало, что клетки в популяции, пережившей рифампицин, имеют значительно более высокий отрицательный заряд на своей поверхности по сравнению с клетками из других фаз воздействия рифампицина.Значительно высокий отрицательный поверхностный заряд клеток в популяции, пережившей рифампицин, предполагает накопление отрицательно заряженных (анионных) молекул на поверхности клеток. Значительное значение ZP, равное (-)21 мВ, у клеток в фазе отрастания (RG), вероятно, свидетельствовало о том, что содержание отрицательно заряженных молекул на поверхности отрастающих клеток могло начать снижаться из-за возобновления роста и деления субпопуляции. клеток за счет приобретения генотипической устойчивости к рифампицину.Фактически, ранее мы продемонстрировали, что устойчивые к рифампицину генетические мутанты возникли de novo из выживших после рифампицина/моксифлоксацина популяций Mtb и Msm , подвергшихся воздействию антибиотиков в течение длительного времени (Sebastian et al. , 2017; Swaminath et al. ., 2020а, б). В соответствии с этими возможностями гистограмма ZP популяции RG-фазы показала несколько пиков, предполагая существование гетерогенности с точки зрения степени содержания и отрицательного заряда наружного слоя капсулы, регенерирующая популяция из-за возобновления роста и деления клеток. Рисунок 3С).

Ионные свойства TOL клеток из популяции, выжившей после рифампицина

Поскольку мы наблюдали высокий отрицательный заряд на поверхности клеток из популяции, выжившей после рифампицина, мы также попытались определить ионные свойства клеточной поверхности. Для этого мы сравнили изоэлектрическую точку (pI), которая представляет собой pH, при котором суммарный поверхностный заряд клеток (ZP) становится равным нулю, клеток Mtb популяции, выжившей после рифампицина, по сравнению со значениями pI клетки в фазе уничтожения и MLP при значениях pH 2, 4, 6, 8 и 10.Близкие к нулю значения ZP клеток MLP при pH 2,0 и pH 4,0 снизились до (-) 2,58 мВ при pH 6,0, что свидетельствует о том, что клетки MLP имеют pI между pH 4,0 и pH 6,0 (рис. 3D). Клетки популяции, выжившей после рифампицина, также показали аналогичный профиль pI, с их pI ближе к pH 4,0 и с более низкими значениями ZP (-) 20 мВ при более высоком pH (рис. 3E). Клетки в фазе уничтожения также имели pI между pH 4,0 и pH 6,0, при этом значение было ближе к pH 4,0. Однако снижение отрицательного значения ZP при более высоком pH было значительно меньшим для клеток в фазе уничтожения, чем для клеток популяции, выжившей после рифампицина (рис. 3F, сравните с рис. 3E).Таким образом, клетки Mtb из популяции MLP, киллинга и выжившей после рифампицина популяции показали сопоставимые значения pI, что, вероятно, свидетельствовало о том, что природа отрицательно заряженных молекул могла не измениться на поверхности клеток при переходе от киллинг-фазы к рифампицину. популяции, выживающей после рифампицина, и к фазе отрастания. Скорее, содержание этих молекул могло увеличиться в клетках выжившей после рифампицина популяции по сравнению с клетками других фаз.Однако более высокое отрицательное значение ZP клеток популяции, выживающей после рифампицина, при более высоких значениях pH, в отличие от клеток в фазе уничтожения или клеток MLP, указывало на более высокий отрицательный заряд на поверхности этих клеток. Возможно, это связано с более высоким содержанием отрицательно заряженных молекул на поверхности клеток популяции, выжившей после рифампицина, по сравнению с таковой на поверхности клеток из фазы MLP или фазы киллинга/возобновления роста. Эти наблюдения побудили нас изучить ультраструктуру клеток популяции, выжившей после рифампицина, с помощью просвечивающей электронной микроскопии.

Утолщенный наружный слой капсулы на клетках в популяции выживших после рифампицина

По причинам, указанным в разделе «Экспериментальное обоснование и стратегия», для определения ультраструктуры клеток была взята вся популяция, выжившая после рифампицина. Трансмиссионные электронные микрофотографии (ПЭМ) клеток популяции, выжившей после рифампицина, показали, что внешний слой капсулы был толстым, неровным, слабо связанным и глубоко окрашенным, что мы назвали утолщенным наружным слоем капсулы, TCOL (рис. 4A со вставкой изображения TCOL). ).Поскольку для анализа была взята вся выжившая после рифампицина популяция, как и ожидалось, мы могли наблюдать позитивные по дубильной кислоте затемненные мертвые/поврежденные клетки (рис. 4А). Напротив, клетки MLP (контрольный образец) обладали светлым равномерно окрашенным нормальным наружным слоем капсулы, называемым NCOL (рис. 4В), как сообщалось ранее (Ortalo-Magne et al., 1995). Клетки MLP, которые культивировали в течение 12 дней в отсутствие рифампицина, которые представляли собой контрольный образец, не подвергавшийся воздействию рифампицина, эквивалентный продолжительности клеток MLP, подвергавшихся воздействию рифампицина в течение 12 дней, не развивали TCOL (рис. 4C).Больше изображений на дополнительной фигуре 8. Хотя средняя толщина NCOL составляла 15 ± 10 нм, толщина TCOL оказалась равной 90 ± 40 нм, что было значительно выше, чем у NCOL (рис. 4D). Электронно-прозрачный слой (ETL) клеток популяции, пережившей рифампицин, и MLP имели сравнимую толщину (рис. 4E), как сообщалось ранее (Rastogi et al., 1986). Это указывало на то, что ультраструктурная разница между клетками популяции, выжившей после рифампицина, и MLP была ограничена толщиной наружного слоя капсулы.Кроме того, в исследовании для анализа рассматривались клетки, отрицательные по дубильной кислоте, которые являются живыми клетками (Núnez-Durán, 1980; Stirling, 1993). Поскольку некоторые из клеток, положительных по дубильной кислоте, также показали TCOL, мы не оценивали долю клеток с TCOL. Тем не менее, небольшая часть клеток в популяции, выжившей после рифампицина, обладала TCOL.

Рисунок 4. Наличие TCOL в клетках M.tuberculosis из популяции, выжившей после рифампицина (RSP). (A,B) Трансмиссионная электронная микрофотография клеток популяции, пережившей рифампицин (RSP; 12-й день воздействия), и популяции MLP. (А) Клетки РСП с утолщенным капсулярным наружным слоем (ТКОЛ). (Б) Клетка MLP (контроль) с NCOL. Увеличенные изображения показаны на вставке в (A) и на соответствующих смежных панелях в (B) . NCOL клеток MLP, культивируемых в течение 12 дней без рифампицина, показан в (C) .Желтые стрелки указывают TCOL/NCOL для RSP/MLP соответственно. (D) Толщина (в нм) TCOL/NCOL клеток популяции RSP и MLP. * указывает p значение <0,05. (E) Толщина (в нм) электронно-прозрачного слоя (ЭПС) клеток популяций RSP и MLP.

Природа составляющих TCOL

Ранее сообщалось, что материал внешней капсулы активно растущего Mtb состоит в основном из полисахаридов и белков, помимо небольшого количества липидов (Ortalo-Magne et al., 1995). Наружный слой капсулы богат полисахаридами, состоящими из D -глюкана, D -арабино- D -маннана и D -маннана, которые содержат остатки глюкозо-маннозы (Rastogi et al., 1986; Lemassu and Daffé). , 1994; Ortalo-Magne et al., 1995; Stokes et al., 2004; Kalscheuer et al., 2019). Высокомолекулярный α-глюкан (>100 кДа), составляющий до 80% наружного слоя капсулы клеток Mtb , содержит глюкозные звенья в →4-α- D -Glc-1→ ядро с разветвлением в положении 6 на каждые 5 или 6 остатков с →4-α- D -Glc-1→ олигоглюкозиды (Lemassu and Daffé, 1994; Ortalo-Magne et al., 1995; Динадаяла и др., 2004). Было обнаружено, что концевые остатки представляют собой Glc p -(1 → 4)-, Glc p -(1 → 6)- и (→4)-Glc p -(1 → 6)- (Dinadayala и др., 2004). Флуорофор, calcofluor white (CFW), специфически связывает единицы глюкозы β-конфигурации, глюкозо-β-(1 → 4)-маннозу, глюкозу-β-(1 → 4)-глюкозу и глюкозу-β-(1 → 3)-глюкоза в полисахаридах (Maeda and Ishida, 1967; Wood, 1980), а не единицы α-конфигурации.

Анализ проточной цитометрии

показал, что ~ 64–65% клеток MLP, окрашенных CFW (контрольный образец) в 0 минут, окрашивались в течение 60 минут инкубации (рис. 5A, B; см. Ворота P2 на дополнительных рисунках 9A, B).Однако только ~ 9–10% клеток MLP через 60 минут сохраняли флуоресценцию CFW после биения шариков (рис. 5A, B; см. Ворота P2 на дополнительных рисунках 9C, D). Напротив, только ~ 6–11% клеток популяции, выжившей после рифампицина (RSP) в 0 минут, окрашивались в течение 60 минут инкубации (рис. 5C, D; см. Ворота P2 на дополнительных рисунках 10A, B). После биения бусинок ~ 3,9–7,7% клеток RSP сохраняли даже флуоресценцию CFW (рис. 5C, D; см. Ворота P2 на дополнительных рисунках 10C, D). Эти наблюдения показали наличие значительно более высоких уровней полисахарида, содержащего CFW-специфические единицы глюкозы/маннозы в связях β (1 → 4) или β (1 → 3) на поверхности клеток MLP, чем во внешнем капсульном слое клеток. среди выживших после рифампицина.Однако большая доля клеток RSP, остающихся окрашенными CFW, по сравнению с клетками MLP, вероятно, может быть связана со значительно большей толщиной TCOL по сравнению с тонкой NCOL. Поскольку все предыдущие исследования, описанные выше, показали, что капсульный слой клеток Mtb , содержащий глюкозо-α-(1 → 4)-глюкозные связи, не связан с CFW (Maeda, Ishida, 1967; Wood, 1980), доля полисахаридов, содержащих единицы глюкозы/маннозы в β (1 → 4) или β (1 → 3) связях, может быть значительно выше в NCOL клеток MLP, чем в TCOL клеток популяции, выжившей после рифампицина.

Рисунок 5. Наличие полисахарида на поверхности клеток рифампицин-выживающей популяции (RSP). (A–D) Количественный анализ методом проточной цитометрии окрашенных калькофлуоровым белым (CFW) клеток Mtb MLP и RSP до и после биения гранул. Гистограмма и таблица, показывающие количество клеток: (A, B) MLP и (C, D) RSP в воротах P2 после 60-минутного окрашивания CFW. В скобках указаны пропорции соответствующих ячеек.Статистическую значимость рассчитывали с использованием парного теста t- ( n = 3).

Молекулярный состав TCOL

TCOL и NCOL, аккуратно экстрагированные, как сообщалось ранее (Ortalo-Magne et al., 1995), использовали для анализа ГХ-МС для определения типа содержащихся в них полисахаридов. Были перечислены кратные изменения относительного содержания моносахаридов, обнаруженных в TCOL, по сравнению с таковыми в NCOL (таблица 1; необработанные данные в дополнительной таблице 1).Состав NCOL был сопоставим с более ранним исследованием NCOL активно растущих клеток Mtb (Ortalo-Magne et al., 1995). Однако было обнаружено, что уровни этих компонентов в TCOL клеток из популяции, пережившей рифампицин, в несколько раз выше, чем в NCOL (табл. 1). Помимо α- D -глюкопиранозидов, уровни показали шести-семикратное увеличение. Более высокие уровни α- D -глюкопиранозида указывали на возможность присутствия трегалозы, которая состоит из двух звеньев α- D -глюкопиранозида, в виде α- D -глюкопиранозил-α- D — глюкопиранозид.Высокое содержание глюкана также может указывать на высокий уровень α- D -глюкопиранозида. Наличие примерно в два раза более высоких уровней арабинозы и маннозы может также указывать на присутствие арабиноманнана, который, как было установлено, является важным компонентом NCOL в клетках микобактерий MLP (Lemassu and Daffé, 1994; Daffé and Etienne, 1999; Jankute et al. др., 2015). Более высокие уровни сахаров β-конфигурации в NCOL клеток MLP (см. Дополнительную таблицу 1) коррелируют с более высоким связыванием CFW с клетками MLP.Таким образом, в то время как состав NCOL и TCOL был сопоставим между MLP и клетками из популяции, выжившей после рифампицина, TCOL содержал значительно более высокие уровни компонентов.

Таблица 1. Относительное содержание компонентов TCOL a в клетках из популяции, выжившей после рифампицина, по сравнению с содержанием NCOL b в клетках MLP c , согласно анализу с использованием ГХ-МС.

Обсуждение

Утолщение наружного слоя капсулы, ограничивающее проникновение рифампицина в клетки

Mtb

Настоящее исследование показало, что клетки Mtb в популяции, выжившей после рифампицина, обладали утолщенным наружным слоем капсулы (TCOL) с повышенным содержанием отрицательно заряженных полисахаридов, которые придавали клеточной поверхности высокий отрицательный заряд.Увеличенная толщина и высокий отрицательный заряд TCOL, возможно, сделали его «физическим барьером», который уменьшил проницаемость относительно неполярного 5-FAM-рифампицина в клетки Mtb . Отсутствие TCOL в клетках Mtb H 37 R a MLP даже после 12 дней культивирования гарантировало, что развитие TCOL в клетках выжившей после рифампицина популяции было специфическим механизмом, принятым только тогда, когда бациллы столкнулись с рифампицином. для снижения внутриклеточной концентрации рифампицина.Недавно мы обнаружили, что нереплицирующиеся персистентные (NRP) стадии 2 (гипоксическая) Mtb H 37 R a клетки в модели гипоксии Уэйна in vitro в состоянии покоя также обладали утолщенным наружным слоем капсулы, который утрачивался при сдвиг клеток стадии 2 NRP от гипоксии к нормоксии был (Jakkala and Ajitkumar, 2019).

Эти наблюдения показали, что клетки Mtb продемонстрировали сходную реакцию на антибиотики и стрессовые условия гипоксии, чтобы снизить внутриклеточную концентрацию рифампицина для их выживания в стрессовых условиях.Кроме того, ультраструктура клеток Mtb как из стадии NRP, так и из популяции, выжившей после рифампицина, показала, что изменение клеточной стенки было ограничено только внешним слоем капсулы, а не слоем пептидогликана или электронно-прозрачным слоем. Изменения в клеточной стенке, которые привели к отмене кислотоустойчивости и палочковидной формы, были обнаружены в клетках микобактерий, лишенных питательных веществ (Nyka, 1974). Хотя сам по себе пищевой стресс не вызывал утолщения наружного слоя капсулы.Как показал контрольный образец в настоящем исследовании, пищевой стресс в сочетании с низким содержанием кислорода или постепенным закислением часто приводил к утолщению клеточной стенки (Cunningham and Spreadbury, 1998; Shleeva et al., 2011). Недавно было показано, что даже фенотипическая толерантность к антибиотикам, такая как антибактериальная толерантность к солевому раствору, включает ремоделирование клеточной оболочки независимо от метаболических изменений и остановки роста, связанных со стрессом (Larrouy-Maumus et al., 2016).

Tween 80 и мертвые клетки не влияют на анализ проницаемости рифампицина

Было обнаружено, что

Tween 80 даже в такой низкой концентрации, как 0,05%, улучшает проницаемость многих противотуберкулезных препаратов, включая рифампицин, в Mycobacterium intracellulare , M. smegmatis и Mycobacterium avium complex и тем самым снижает КОЕ против наркотики (Hui et al., 1977; Masaki et al., 1990; Yamori and Tsukamura, 1991). При гидролизе Tween 80 высвобождается олеиновая кислота, которая накапливается как на поверхности клеток, так и в макромолекулярной фракции липидов (Schaefer, Lewis, 1965; Stinson, Solotorovsky, 1971).Следовательно, Tween 80 в питательной среде может косвенно влиять на проницаемость клеток для рифампицина. В нашем исследовании между 12-дневными клетками, подвергшимися воздействию рифампицина, из выжившей после рифампицина популяции и 12-дневными клетками, не подвергшимися воздействию рифампицина, только первые развили TCOL, но не последние, несмотря на то, что оба содержали 0,05% Tween 80. Кроме того, даже с Tween 80 в среде клетки популяции, выжившей после рифампицина, показали пониженную проницаемость для рифампицина. Эти различия между двумя типами культур исключают возможность того, что Tween 80 оказывает какое-либо специфическое влияние на модификацию наружного слоя капсулы исключительно на клетки из выжившей после рифампицина популяции, но не на 12-дневные клетки, не подвергшиеся воздействию рифампицина.

Было обнаружено, что выжившая после рифампицина популяция содержит большое количество мертвых клеток, как и ожидалось, из-за начальной фазы уничтожения. По причинам, описанным в разделе «Экспериментальное обоснование и стратегия», было невозможно выделить только живые клетки из популяции, выжившей после рифампицина. Хотя исследования отдельных клеток были возможны, мы не пытались их проводить, поскольку они не дали бы общей картины процессов во всей популяции выживших после рифампицина клеток.Кроме того, мы также не использовали микрофлюидику для изучения этого явления, поскольку это добавило бы механическое давление и изолированный статус клеток в качестве дополнительных условий стресса. Такие стрессовые условия могли оказывать на клетки свои эффекты, что усложняло интерпретацию. Кроме того, во многих стрессовых условиях бактериальные субпопуляции вызывают кооперацию, как мы обнаружили между двумя субпопуляциями во всей культуре, подвергшейся воздействию рифампицина (Nair et al., 2019). Такие естественные кооперативные процессы между субпопуляциями в популяции, выжившей после рифампицина, не будут работать в экспериментах по микрофлюидике.

Особенности TCOL, которые могли снизить проницаемость рифампицина

Несколько линий доказательств из настоящего исследования позволяют предположить, что особенности TCOL, которые могли ограничивать проницаемость для рифампицина, скорее всего, заключались в значительно большей толщине и повышенном отрицательном заряде на поверхности клеток популяции, выжившей после рифампицина, из-за накопления высокий уровень отрицательно заряженных полисахаридов.

Вклад толщины

Высокие уровни (в шесть-семь раз) α- D -глюкопиранозида и пятикратное увеличение 1, 2, 5-связанного маннита в TCOL подразумевают, что их содержание в клетках MLP могло увеличиться, когда клетки достигли фаза выживания рифампицина.Повышенные уровни α-D -глюкопиранозида, каждая из единиц которого представляет собой дисахарид, трегалозу (α-D-глюкопиранозил-α-D-глюкопиранозид), указывали на то, что TCOL может содержать эти молекулы, которые защищают бактериальные клетки в условиях сильного стресса и высыхания (Argüelles, 2000; Elbein et al., 2003). На самом деле было обнаружено, что снижение уровня димиколатов трегалозы (TDM) способствует повышенной чувствительности ко многим антибиотикам (Nguyen et al., 2005). Точно так же, поскольку глюкан представляет собой полимер α-D-глюкопиранозида, обильное присутствие α-D-глюкопиранозида указывает также на присутствие глюкана. Было обнаружено, что он является составной частью молекул Mtb клеточной поверхности и экспрессируется в клетках Mtb , культивируемых in vitro и in vivo (Schwebach et al., 2002). Кроме того, было обнаружено, что полисахаридный слой имеет примерно на два порядка меньшую проницаемость для липофильных зондов по сравнению с проницаемостью обычного фосфолипидного двойного слоя (Plésiat and Nikaido, 1992).Снижение проницаемости антибиотиков также наблюдалось из-за присутствия измененных цепей ЛПС с О-цепями (Robbins et al., 2001). С учетом всех этих исследований значительное увеличение содержания полисахаридов могло способствовать утолщению наружного слоя капсулы, даже несмотря на то, что толщина была неравномерной, а TCOL слабо связан с клеточной поверхностью. Утолщенный наружный слой капсулы (TCOL) клеток в популяции, пережившей рифампицин, мог создать «физический барьер» для рифампицина, тем самым ограничивая проникновение антибиотика.

Роль отрицательного заряда клеточной поверхности

Накопление отрицательно заряженных компонентов капсульных OL (в основном полисахаридов) могло вызвать значительное увеличение плотности отрицательного заряда на поверхности клеток из популяции, выжившей после рифампицина. Более высокий отрицательный заряд (придающий полярную природу) мог снизить проницаемость относительно неполярного 5-FAM-рифампицина. Однако сообщалось, что рифампицин, рифапентин, бедаквилин, клофазимин и нитразоксамид, которые являются относительно неполярными липофильными антибиотиками, снижали КОЕ клеток Mtb в условиях гипоксии на ≥2-log ·10 в исследовании Wayne’s в модель гипоксии vitro с модификациями, в которой клетки культивировали при рН 5.8 (Пикаро и др., 2015). Напротив, относительно более полярные и гидрофильные по своей природе пиразинамид, моксифлоксацин, изониазид, этамбутол, метронидазол, меропенем не вызывали снижения КОЕ (Piccaro et al., 2015). Это наблюдение может означать, что ограниченное проникновение рифампицина, который является относительно неполярным, не может быть связано с полярными и гидрофильными свойствами TCOL. Однако было возможно, что низкий рН (5,8) мог протонировать отрицательные заряды на поверхности, тем самым придавая относительно неполярный характер поверхности клеток.Это, в свою очередь, могло способствовать проницаемости неполярного рифампицина и других липофильных препаратов, но не гидрофильных препаратов. Напротив, в нашем исследовании повышенные значения отрицательного дзета-потенциала показали, что при рН 7 среды Миддлбрук 7Н9, в которой присутствовали клетки выжившей после рифампицина популяции, поверхность клеток могла оставаться отрицательно заряженной. Это, в свою очередь, ограничило бы проницаемость относительно неполярного 5-FAM-рифампицина. Таким образом, комбинированный эффект увеличенной толщины и сильно анионной природы TCOL может обеспечить «отрицательно заряженный физический барьер», ограничивающий проникновение рифампицина в клетки Mtb выжившей после рифампицина популяции.Значительное утолщение капсулярной OL с повышенным отрицательным поверхностным зарядом может быть общей адаптивной особенностью клеток Mtb для выживания против антибиотиков (настоящее исследование) и в состоянии покоя клеток при гипоксии (Jakkala and Ajitkumar, 2019).

Некоторые уникальные составляющие TCOL

Присутствие α- D -глюкопиранозида указывало на присутствие трегалозы и глюкана, которые, как было обнаружено, являются частью оболочки Mtb (Sambou et al., 2008; Киарадиа и др., 2017; Калшойер и др., 2019). Кроме того, обилие α- D -глюкопиранозида указывает на повышенный уровень трегалозы и глюкана, каждый из которых участвует в качестве защитных агентов для выживания бактерий в условиях сильного стресса (Argüelles, 2000; Elbein et al., 2003). и при персистирующей инфекции Mtb у мышей (Sambou et al., 2008). Таким образом, наличие, вероятно, высоких уровней трегалозы и глюкана, которые могут защищать клетки от тяжелых стрессовых состояний, согласуется с тяжелым стрессовым состоянием выживания при летальных концентрациях рифампицина.

Образование TCOL в авирулентных

Mtb h47R a Клетки

Известно, что регулятор транскрипции PhoP в Mtb H 37 R v необходим для регуляции секреции ESAT-6, специфического узнавания Т-клетками и синтеза липидов поликетидного происхождения. , и тем самым играют важную роль в нескольких клеточных процессах (Pérez et al., 2001; Gonzalo-Asensio et al., 2006; Chesne-Seck et al., 2008; Frigui et al., 2008). Мутация PhoP в Mtb H 37 R a , которую мы использовали в качестве экспериментальной системы для изучения утолщения капсулярных OL в клетках из выживших после рифампицина популяций, способствует авирулентности штамма (Lee et al., 2008). Следовательно, можно утверждать, что клетки Mtb H 37 R v из популяции, выжившей после рифампицина, могут не развить TCOL, и если они вообще могут показать утолщение капсулярной OL, то состав TCOL может отличаться от такового. в Mtb H 37 R a благодаря наличию функционального PhoP.Однако есть исследования, которые предполагают, что утолщение капсулярной ОЛ при воздействии антибиотиков не зависит исключительно от генных продуктов, регулируемых PhoP. Например, клинические изоляты Mtb с множественной лекарственной устойчивостью (МЛУ) и/или широкой лекарственной устойчивостью (ШЛУ) показали значительную разницу в толщине клеточной стенки по сравнению с толщиной клеточной стенки чувствительных к антибиотикам штаммов микобактериальных изолятов (Velayati et al. ., 2009а). В то время как утолщение клеточной стенки у штаммов с MDR было связано с утолщением капсульных OL и ETL, оно было связано с утолщением и слиянием базального слоя пептидогликана с ETL и у штаммов с XDR.Около 5–7% изолятов ШЛУ-ТБ имели необычайно толстую клеточную стенку (Velayati et al., 2009a). В изолятах штаммов с полной лекарственной устойчивостью (TDR) независимо от генотипа или надсемейства штаммов можно было наблюдать бациллы с необычайно толстой клеточной стенкой (Velayati et al., 2009b). Таким образом, интересно отметить, что бациллы MDR, XDR и TDR, несмотря на функциональную PhoP, демонстрировали заметную толщину клеточной стенки, включая капсулярную OL, как и устойчивые к рифампицину клетки из выжившей популяции PhoP, выжившей после рифампицина. мутантный лабораторный штамм, Mtb H 37 R a .

Во-вторых, подобно утолщению клеточной стенки в клетках Mtb H 37 R v , подвергшихся гипоксии в течение 18 месяцев (Velayati et al., 2011), подвергшиеся гипоксии клетки NRP стадии 2 Mtb H 37 R a обладают TCOL, который мы назвали TOL в этой работе (Jakkala and Ajitkumar, 2019). Аналогичный ответ Mtb H 37 R v , обладающих функциональной PhoP, и Mtb H 37 R a , имеющих нефункциональную PhoP, демонстрирующих TCOL в условиях гипоксии и лекарственной устойчивости что утолщение капсулярных ОЛ в значительной степени не зависит от регулонов PhoP.Также возможно, что могут существовать альтернативные пути утолщения клеточной стенки, несмотря на нефункционирующий PhoP. Кроме того, несмотря на наличие функционально интактного ортолога PhoP и его регулонов, сапрофитные клетки Msm не развивали TOL в условиях гипоксии, при которой мутант PhoP Mtb H 37 R a демонстрировал TOL (Jakkala and Ajitkumar, 2019), несмотря на сопоставимость гипоксических реакций Msm и Mtb H 37 R и (Dick et al., 1998). Прежде всего, как и Mtb H 37 R a , M. smegmatis также образуют популяцию, выживающую против рифампицина (Grant et al., 2012; Sebastian et al., 2017; Swaminath, 02al et al. ). Эти разнообразные исследования подтверждают, что наблюдения, сделанные за развитием TCOL в клетках выживших после рифампицина популяции Mtb H 37 R a , являются значимыми и вполне естественными, несмотря на нефункциональную PhoP, и, следовательно, выводы взятые оттуда, могут иметь физиологическое значение.

Демонстрация TCOL с использованием обычного TEM

Для подготовки образцов для ультраструктурного анализа клеток Mtb из популяции, выжившей после рифампицина, мы использовали обычную ПЭМ (Takade et al., 1983) вместо метода замораживания-замещения (Takade et al., 2003). ; Yamada et al., 2010), по следующим причинам. Оба эти метода, хотя и различаются по подготовке образцов, дали идентичные результаты по наличию TCOL на гипоксических клетках Mtb H 37 R a стадии NRP 2 (Jakkala and Ajitkumar, 2019).В дальнейшем этот метод был успешно использован для изучения утолщения капсульных ОЛ в культурах микобактерий в стационарной фазе (Cunningham and Spreadbury, 1998), для отличия устойчивых штаммов от неустойчивых штаммов Mtb (Velayati et al., 2009a). и из 150-дневных культур, которые были получены из культур с началом стационарной фазы (Shleeva et al., 2011), и для характеристики штаммов Mtb , дефицитных по экзополифосфатазе (Chuang et al., 2015).Ранее мы использовали обычную ПЭМ для изучения ультраструктуры слоев клеточной стенки Mtb и Msm , и это дало четкие изображения капсульного внешнего слоя (OL), пептидогликанового слоя (PGL), электронно-прозрачного слоя (ETL) и клеточная мембрана (Vijay et al., 2012). Тем не менее, образцы были приготовлены щадящим способом, не нарушая слабосвязанный TCOL, что позволяло избежать возможности смещения TCOL. В настоящем исследовании мы обнаружили, что пропорции клеток с TCOL из популяции, пережившей рифампицин, и клеток MLP с NCOL были постоянными и воспроизводимыми в биологических трех повторностях.Таким образом, пробоподготовка для ПЭМ не могла вытеснить, казалось бы, слабосвязанный ТХОЛ, так как в противном случае это вызвало бы изменение доли клеток с ТХОЛ.

Актуальность флуоресцентного рифампицина для изучения проницаемости антибиотиков в

Mtb

Подготовка образцов для анализа проницаемости с использованием 5-FAM-рифампицина включала однократное промывание клеток охлажденным льдом бульоном Миддлбрука 7H9 для удаления любого 5-FAM-рифампицина, неспецифически связанного с TCOL.Эта процедура гарантировала, что количественное определение внутриклеточного 5-FAM-рифампицина с помощью проточной цитометрии действительно соответствовало уровням проникающего 5-FAM-рифампицина. Поскольку проточная цитометрия считает событиями только интактные клетки, а не мертвые клетки, даже если учесть возможность неспецифического связывания зонда с мертвыми клетками. Следовательно, интенсивность флуоресценции 5-FAM-рифампицина, определенная с помощью проточной цитометрии, будет мерой его внутриклеточных уровней в бактериальных клетках.Фактически, значения флуоресценции 5-FAM-рифампицина были сопоставимы между неотмытыми клетками и отмытыми клетками стадии 2 NRP (гипоксической) Mtb H 37 R a клеток, которые обладали TOL (Jakkala and Ajitkumar, 2019). . Эти наблюдения гарантировали, что 5-FAM-рифампицин не остается неспецифически и внешне связанным с TOL, что в противном случае привело бы к противоречивым и ошибочным измерениям в биологических трех повторных образцах. Постоянные и воспроизводимые значения флуоресценции 5-FAM в экспериментах с проточной цитометрией гарантировали, что наблюдаемые значения соответствуют внутриклеточному 5-FAM-рифампицину.По этим причинам мы не пытались проводить отдельное количественное определение внутриклеточных уровней 5-FAM-рифампицина в клеточных лизатах.

Польза TCOL для клеток популяции, пережившей рифампицин

Было интересно отметить, что только ~10% клеток в популяции, выжившей после рифампицина, обладали гидрофильной поверхностью, что указывает на присутствие отрицательно заряженных полисахаридов в TCOL (см. рис. 3A, B). Это подняло вопрос о том, какова будет роль TCOL, если он присутствует только в ∼10% клеток из популяции, выжившей после рифампицина? В этом контексте можно вспомнить сообщение о том, что бактерии разных родов при воздействии сублетальных концентраций антибиотиков генерируют гидроксильный радикал, вызывающий полногеномный мутагенез, который приводит к появлению устойчивых к антибиотикам мутантов, повторно вырастающих в присутствии антибиотиков. Кохански и др., 2010; Лонг и др., 2016; Хоексема и др., 2018). Недавно мы сообщили, что клетки Mtb и Msm , подвергшиеся воздействию бактерицидных концентраций рифампицина и/или моксифлоксацина, также продуцировали повышенные уровни гидроксильного радикала, что привело к полногеномному мутагенезу, вызывающему появление de novo устойчивых к рифампицину/моксифлоксацину клеток. rpoB/gyrA мутантов Mtb/Msm из популяции клеток, выживших после рифампицина/моксифлоксацина, в культурах in vitro (Sebastian et al., 2017; Swaminath et al., 2020a, b). Наше настоящее исследование согласовало эти два вывода, продемонстрировав, что утолщение наружного слоя капсулы могло быть вероятной причиной снижения внутриклеточной концентрации рифампицина в микобактериальных клетках из популяции, выжившей после рифампицина. Снижение внутриклеточного уровня антибиотика, в свою очередь, могло вызвать окислительный стресс, способствуя появлению устойчивых к рифампицину мутантов. Это может быть конечным преимуществом TCOL в клетках выжившей после рифампицина популяции.Таким образом, присутствие TCOL даже в небольшой доле клеток из популяции, выжившей после рифампицина, будет способствовать приобретению устойчивости к антибиотикам, тем самым восстанавливая популяцию устойчивых к антибиотикам. На основании данных нашего настоящего исследования в контексте нашей более ранней работы (Sebastian et al., 2017; Swaminath et al., 2020a, b) эти гипотезы были представлены в модели (рис. 6).

Рисунок 6. Предлагаемая модель пользы TCOL для получения устойчивых к рифампицину генетических штаммов M. .tuberculosis клеток популяции, выживающей после рифампицина (RSP). Клетки M. tuberculosis (зеленые) подвергаются воздействию летальных концентраций рифампицина, который убивает восприимчивые клетки. Клетки RSP вырабатывают TCOL, который ограничивает проникновение рифампицина в клетки M.tuberculosis RSP, что приводит к сублетальной внутриклеточной концентрации рифампицина. Присутствие внутриклеточного рифампицина вызывает окислительный стресс из-за образования активных форм кислорода (гидроксильных радикалов), что вызывает мутагенез всего генома.Это приводит к появлению de novo устойчивых к антибиотикам генетических мутантов (красный цвет), как показано нами (см. Sebastian et al., 2017). Модель представляет собой синтез данных настоящего исследования и данных Sebastian et al. (2017).

Клиническая значимость исследования

При лечении туберкулеза антибиотики остаются в организме пациентов в течение длительного периода времени, поскольку они постоянно пополняются за счет ежедневного приема высоких доз. Следовательно, существует вероятность того, что такое длительное воздействие высоких концентраций рифампицина может привести к выживанию рифампициновой популяции с TCOL, как показано в настоящем исследовании.Это может привести к низким внутриклеточным уровням рифампицина, которые могут вызвать генерацию АФК, которые могут вызывать полногеномные мутации (Sebastian et al., 2017; Swaminath et al., 2020a, b). Принимая во внимание эти возможности, заманчиво предположить, что присутствие TCOL даже в небольшой части клеток, выживших у больных туберкулезом, может способствовать возникновению лекарственно-устойчивых штаммов. Многие более ранние исследования показали положительную роль наружного слоя капсулы в различных физиологических процессах микобактерий (Armstrong and Hart, 1971; Saito et al., 1976; Лемассу и Даффе, 1994 г.; Стоукс и др., 2004 г.; Рагас и др., 2007; Герцен и др., 2009). В этом контексте настоящее исследование TCOL, вызывающего ограниченную проницаемость для рифампицина в клетки выжившей после рифампицина популяции Mtb , является еще одним примером полезной роли наружного слоя капсулы в бактериальной физиологии, что делает возможным появление устойчивые к рифампицину генетические мутанты. Далее, феномен образования TCOL на клетках Mtb популяции, пережившей рифампицин, имеет клиническое значение, если он возникает в туберкулезных палочках у больных туберкулезом при лечении высокими дозами относительно неполярного противотуберкулезного антибиотика, рифампицин.

Заявление о доступности данных

Оригинальные материалы, созданные для этого исследования, включены в статью/дополнительные материалы, дальнейшие запросы можно направлять соответствующему автору.

Вклад авторов

PA и JS задумали и разработали эксперименты. JS, RRN и SS провели эксперименты. PA, JS, RRN и SS проанализировали данные. PA предоставила реагенты, материалы и инструменты для анализа. PA и JS написали рукопись. PA, JS, RRN и SS прочитали и одобрили рукопись.Все авторы внесли свой вклад в статью и одобрили представленную версию.

Финансирование

Эта работа была частично поддержана средствами Партнерской программы DBT-IISc и Индийского института науки. Авторы признают наличие объекта FACS, поддерживаемого DBT, в Отделе биологических наук, а также объектов инфраструктуры, поддерживаемых DST-FIST, UGC-CAS, ICMR-CAS и IISc, в отделе MCB. JS получил SRF от DBT, а RRN и SS были SRF CSIR. RRN был RA в проекте.PA является почетным ученым Индийского совета медицинских исследований (ICMR).

Конфликт интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

PA посвящает эту работу как дань уважения профессору Т. Рамакришнану (покойному), который руководил новаторской и фундаментальной работой по биохимии и молекулярной биологии Mycobacterium tuberculosis в Индийском научном институте, Бангалор.Авторы признают, что настоящая рукопись представляет собой значительно измененную по тексту и рисункам версию ее более раннего препринта, выпущенного на сайте bioRxiv [Sebastian et al. (2019). Снижение проницаемости для рифампицина за счет утолщения капсулы как механизм персистенции антибиотика в Mycobacterium tuberculosis » bioRxiv . https://doi.org/10.1101/624569. Опубликовано 01 мая 2019 г., ссылка на который приведена в разделе «Ссылки».

Дополнительный материал

Дополнительный материал к этой статье можно найти в Интернете по адресу: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmicb.2020.554795/full#supplementary-material

Каталожные номера

Абади, Ф.Дж., Картер, П.Е., Кэш, П., и Пеннингтон, Т.Х. (1996). Устойчивость к рифампину у Neisseria meningitidis из-за изменения проницаемости мембран. Антимикроб. Агенты Чемотер. 40, 646–651. doi: 10.1128/aac.40.3.646

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Армстронг, Дж. А., и Харт, П. Д. (1971).Реакция культивируемых макрофагов на Mycobacterium tuberculosis с наблюдениями за слиянием лизосом с фагосомами. Дж. Экспл. Мед. 134, 713–740. doi: 10.1084/jem.134.3.713

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Айяла-Торрес, К., Эрнандес, Н., Галеано, А., Новоа-Апонте, Л., и Сото, К.Ю. (2014). Дзета-потенциал как мера поверхностного заряда микобактериальных клеток. Энн. микробиол. 64, 1189–1195. дои: 10.1007/с13213-013-0758-й

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Bacon, J., Alderwick, L.J., Allnutt, J.A., Gabasova, E., Watson, R., Hatch, K.A., et al. (2014). Нереплицирующийся Mycobacterium tuberculosis вызывает пониженный профиль инфекционности с соответствующими модификациями клеточной стенки и внеклеточного матрикса. PLoS One 6:e87329. doi: 10.1371/journal.pone.0087329

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Балабан, Н.О., Хелайн С., Льюис К., Акерманн М., Олдридж Б., Андерссон Д.И. и соавт. (2019). Определения и рекомендации по исследованию устойчивости к антибиотикам. Нац. Преподобный Микробиолог. 17, 441–448.

Академия Google

Браунер А., Фридман О., Гефен О. и Балабан Н. К. (2016). Различают резистентность, толерантность и устойчивость к антибиотикотерапии. Нац. Преподобный Микробиолог. 14, 320–330. doi: 10.1038/nrmicro.2016.34

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Чесне-Сек, М., Barilone, N., Boudou, F., Asensio, J.G., Kolattukudy, P.E., Martin, C., et al. (2008). Точечная мутация в двухкомпонентном регуляторе PhoP-PhoR объясняет отсутствие поликетидных ацилтрегалоз, но не фтиоцеролдимикоцеросатов в Mycobacterium tuberculosis h47Ra. J. Бактериол. 190, 1329–1334. doi: 10.1128/JB.01465-07

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Кьярадия, Л., Лефевр, К., Парра, Дж., Марку, Дж., Burlet-Shiltz, O., Etienne, G., et al. (2017). Рассечение клеточной оболочки микобактерий и определение состава нативной микомембраны. науч. Респ. 7:12807. doi: 10.1038/s41598-017-12718-4

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Чуанг, Ю., Бандйопадхьяй, Н., Рифат, Д., Рубин, Х., Бадер, Дж. С., и Каракусис, П. К. (2015). Дефицит новой экзополифосфатазы RV1026/PPX2 приводит к снижению метаболизма и изменению проницаемости клеточной стенки у Mycobacterium tuberculosis . мБио 6:e02428. doi: 10.1128/mBio.02428-14

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Кук Г.М., Берни М., Гебхард С., Хайнеманн М., Кокс Р.А., Данильчанка О. и соавт. (2009). Физиология микобактерий. Доп. микроб. Физиол. 55, 81–182. doi: 10.1016/S0065-2911(09)05502-7

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Cui, L., Ma, X., Sato, K., Okuma, K., Tenover, F.C., Mamizuka, E.M., et al. (2003). Утолщение клеточной стенки является общим признаком резистентности к ванкомицину у Staphylococcus aureus . Дж. Клин. микробиол. 41, 5–14. doi: 10.1128/jcm.41.1.5-14.2003

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Каннингем, А.Ф., и Спредбери, К.Л. (1998). Стационарная фаза микобактерий, вызванная низким напряжением кислорода: утолщение клеточной стенки и локализация гомолога альфа-кристаллина массой 16 килодальтон. J. Бактериол. 180, 801–808. doi: 10.1128/jb.180.4.801-808.1998

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Даффе, М.и Ланель, Массачусетс (2001). «Анализ капсулы Mycobacterium tuberculosis », в протоколах Mycobacterium tuberculosis , под ред. Т. Пэриш и Н. Г. Стокера (Нью-Джерси: Humana Press Inc.), 217–227. дои: 10.1385/1-59259-147-7:217

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Дик, Т., Ли, Б.Х., и Муругасу-Оэй, Б. (1998). Истощение кислорода вызвало состояние покоя у Mycobacterium smegmatis . FEMS микробиол. лат. 163, 159–164.doi: 10.1111/j.1574-6968.1998.tb13040.x

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Дикинсон, Дж. М., Абер, В. Р., Аллен, Б. В., Эллард, Г. А., и Митчисон, Д. А. (1974). Определение рифампицина в сыворотке. Дж. Клин. Патол. 27, 457–462. doi: 10.1136/jcp.27.6.457

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Dinadayala, P., Lemassu, A., Granovski, P., Cerantola, S., Winter, N., and Daffe, M. (2004). Пересмотр структуры противоопухолевых глюканов Mycobacterium bovis Bacille Calmette-Guerin.Структурный анализ внеклеточных глюканов и глюканов вакцинных субштаммов, полученных из экстракта кипящей воды. J. Biol. хим. 279, 12369–12378. doi: 10.1074/jbc.M308

0

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Frigui, W., Bottai, D., Majlessi, L., Monot, M., Josselin, E., Brodin, P., et al. (2008). Контроль секреции M. tuberculosis ESAT-6 и специфическое распознавание Т-клеток с помощью PhoP. PLoS Pathog. 4:e0040033. дои: 10.1371/журнал.ppat.0040033

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Geurtsen, J., Chedammi, S., Mesters, J., Cot, M., Driessen, N.N., Sambou, T., et al. (2009). Идентификация микобактериального альфа-глюкана в качестве нового лиганда для DC-SIGN: участие микобактериальных капсулярных полисахаридов в иммуномодуляции хозяина. Дж. Иммунол. 183, 5221–5231. doi: 10.4049/jimmunol.08

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Гонсало-Асенсио, Дж., Maia, C., Ferrer, N.L., Barilone, N., Laval, F., Soto, C.Y., et al. (2006). Связанная с вирулентностью двухкомпонентная система PhoP-PhoR контролирует биосинтез поликетидных липидов в Mycobacterium tuberculosis . J. Biol. хим. 281, 1313–1316. doi: 10.1074/jbc.C500388200

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Грант, С.С., Кауфманн, Б.Б., Чанд, Н.С., Хасли, Н., и Хунг, Д.Т. (2012). Эрадикация бактериальных персистеров с помощью гидроксильных радикалов, генерируемых антибиотиками. Проц. Натл. акад. науч. США 109, 12147–12152. doi: 10.1073/pnas.1203735109

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Хоексема М., Брюл С. и Тер Куиле Б. Х. (2018). Влияние активных форм кислорода на приобретение de novo устойчивости к бактерицидным антибиотикам. Антимикроб. Агенты Чемотер. 62:e02354-17. doi: 10.1128/AAC02354-17

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Джаккала К. и Аджиткумар П.(2019). Гипоксическая нереплицирующаяся персистирующая Mycobacterium tuberculosis образует утолщенный внешний слой, который помогает ограничить проникновение рифампицина. Фронт. микробиол. 10:2339. doi: 10.3389/fmicb.2019.02339

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Янкуте, М., Кокс, Дж. А., Харрисон, Дж., и Бесра, Г. С. (2015). Сборка клеточной стенки микобактерий. год. Преподобный Микробиолог. 69, 405–423. doi: 10.1146/annurev-micro-0-104121

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Ярлье, В.и Никайдо, Х. (1994). Клеточная стенка микобактерий: структура и роль в естественной резистентности к антибиотикам. FEMS микробиол. лат. 123, 11–18. doi: 10.1111/j.1574-6968.1994.tb07194.x

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Kalscheuer, R., Palacios, A., Anso, I., Cifuente, J., Anguita, J., and Jacobs, W. E. Jr., et al. (2019). Капсула Mycobacterium tuberculosis : клеточная структура, имеющая ключевое значение в патогенезе. Биохим.J. 476, 1995–2016 гг. дои: 10.1042/BCJ201

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Кохански, М.А., ДеПристо, М.А., и Коллинз, Дж.Дж. (2010). Сублетальное лечение антибиотиками приводит к множественной лекарственной устойчивости посредством радикального мутагенеза. Мол. Ячейка 37, 311–320. doi: 10.1016/j.molcel.2010.01.003

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Ларруи-Момус Г., Марино Л. Б., Маддури А. В., Раган Т.J., Hunt, D.M., Bassano, L., et al. (2016). Ремоделирование клеточной оболочки как детерминанта фенотипической антибактериальной толерантности у Mycobacterium tuberculosis . Заражение АКС. Дис. 2, 352–360. doi: 10.1021/acsinfecdis.5b00148

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Ледерер Э., Адам А., Чорбару Р., Пети Дж. Ф. и Витцербин Дж. (1975). Клеточные стенки микобактерий и родственных организмов; химические и иммуностимулирующие свойства. Мол.Клетка. Биохим. 7, 87–104. дои: 10.1007/bf017

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Lee, J.S., Krause, R., Schreiber, J., Mollenkopf, H., Kowall, J., Stein, R., et al. (2008). Мутация в регуляторе транскрипции PhoP способствует авирулентности штамма Mycobacterium tuberculosis h47Ra. Микроб-хозяин клетки 3, 97–103. doi: 10.1016/j.chom.2008.01.002

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Лонг, Х., Miller, S.F., Strauss, C., Zhao, C., Cheng, L., Ye, Z., et al. (2016). Лечение антибиотиками увеличивает скорость мутаций в клетках-мишенях по всему геному. Проц. Натл. акад. науч. США 113, E2498–E2505. doi: 10.1073/pnas.1601208113

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Маеда, Х., и Исида, Н. (1967). Специфичность связывания гексапиранозилполисахаридов с флуоресцентным отбеливателем. J. Biochem. 62, 276–278. doi: 10.1093/oxfordjournals.jbchem.a128660

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Масаки С., Сугимори Г., Окамото А., Имосе Дж. и Хаяши Ю. (1990). Влияние Tween 80 на рост комплекса Mycobacterium avium . Микробиолог. Иммунол. 34, 653–663.

Академия Google

Миддлбрук Г., Добос Р. Дж. и Пирс К. (1947). Вирулентность и морфологическая характеристика микобактерий туберкулеза млекопитающих. Дж. Экспл. Мед. 861, 175–184.doi: 10.1084/jem.86.2.175

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Наир, Р. Р., Шаран, Д., и Аджиткумар, П. (2019). Незначительная субпопуляция микобактерий по своей природе продуцирует высокие уровни активных форм кислорода, которые с высокой частотой генерируют резистентность к антибиотикам из самой себя и усиливают генерацию резистентности из своей основной родственной субпопуляции. Фронт. микробиол. 10:1842. doi: 10.3389/fmicb.2019.01842

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Нгуен, Л., Чиннапапагари, С., и Томпсон, С.Дж. (2005). FbpA-зависимый биосинтез димиколата трегалозы необходим для внутренней множественной лекарственной устойчивости, структуры клеточной стенки и колониальной морфологии Mycobacterium smegmatis . J. Бактериол. 187, 6603–6611. doi: 10.1128/JB.187.19.6603-6611.2005

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Ортало-Магне, А., Дюпон, М.А., Лемассу, А., Андерсен, А.Б., Гунон, П., и Даффе, М. (1995).Молекулярный состав материала самой наружной капсулы туберкулезной палочки. Микробиология 141, 1609–1620. дои: 10.1099/13500872-141-7-1609

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Перес, Э., Сампер, С., Бордас, Ю., Гилхот, К., Жикель, Б., и Мартин, К. (2001). Существенная роль phoP в вирулентности Mycobacterium tuberculosis . Мол. микробиол. 41, 179–187. doi: 10.1046/j.1365-2958.2001.02500.x

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Пиккаро, Г., Поче Г., Биава М., Джаннони Ф. и Фатторини Л. (2015). Активность липофильных и гидрофильных препаратов в отношении покоящихся и размножающихся микобактерий туберкулеза . Дж. Антибиот. 68, 711–714. doi: 10.1038/ja.2015.52

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Пиддок, Л.Дж., Уильямс, К.Дж., и Риччи, В. (2000). Накопление рифампицина Mycobacterium aurum , Mycobacterium smegmatis и Mycobacterium tuberculosis . J. Антимикроб. Чемотер. 45, 159–165. doi: 10.1093/jac/45.2.159

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Плезиа П. и Никайдо Х. (1992). Наружные мембраны грамотрицательных бактерий проницаемы для стероидных зондов. Мол. микробиол. 6, 1323–1333. doi: 10.1111/j.1365-2958.1992.tb00853.x

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Цинь Л., Ван Дж., Лу Дж., Ян Х., Чжэн Р., Лю З. и др.(2019). Делеция в области RD105 придает устойчивость ко многим лекарствам у Mycobacterium tuberculosis . БМС Биол. 17:7. doi: 10.1186/s12915-019-0628-6

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Рагас А., Руссель Л., Пьюзо Г. и Ривьер М. (2007). Гликопротеин Apa Mycobacterium tuberculosis клеточной поверхности в качестве потенциального адгезина для колонизации клеток-мишеней через легочный лектиновый сурфактантный белок C-типа врожденной иммунной системы A. J. Biol. хим. 282, 5133–5142. doi: 10.1074/jbc.M610183200

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Rastogi, N., Frehel, C., and David, HL (1986). Трехслойная структура клеточной стенки микобактерий: свидетельство существования внешнего слоя, богатого полисахаридами, у 18 видов микобактерий. Курс. микробиол. 13, 237–242. дои: 10.1007/BF01568645

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Роббинс, Дж. Р., Monack, D., McCallum, S.J., Vegas, A., Pham, E., Goldberg, M.B., et al. (2001). Создание градиента: полярность IcsA (VirG) у Shigella flexneri . Мол. микробиол. 41, 861–872. doi: 10.1046/j.1365-2958.2001.02552.x

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Розенберг М., Гутник Д. и Розенберг Э. (1980). Адгезия бактерий к углеводородам: простой метод измерения гидрофобности клеточной поверхности. FEMS микробиол.лат. 9, 29–33. doi: 10.1111/j.1574-6968.1980.tb05599.x

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Сайто Р., Танака А., Сугияма К., Адзума И. и Ямамура Ю. (1976). Адъювантный эффект кордового фактора, микобактериального липида. Заразить. Иммун. 13, 776–781. doi: 10.1128/iai.13.3.776-781.1976

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Самбоу, Т., Динадаяла, П., Штадтаген, Г., Барилоне, Н., Бордат, Ю., Констант, П., и другие. (2008). Капсульный глюкан и внутриклеточный гликоген Mycobacterium tuberculosis : биосинтез и влияние на персистенцию у мышей. Мол. микробиол. 70, 762–774. doi: 10.1111/j.1365-2958.2008.06445.x

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Сарати, Дж., Дартуа, В., Дик, Т., и Генгенбахер, М. (2013). Снижение поглощения лекарственного средства у фенотипически устойчивых нереплицирующихся микобактерий туберкулеза , испытывающих дефицит питательных веществ. Антимикроб. Агенты Чемотер. 57, 1648–1653. doi: 10.1128/AAC.02202-12

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Schwebach, J.R., Glatman-Freedman, A., Gunther-Cummins, L., Dai, Z., Robbins, J.B., Schneerson, R., et al. (2002). Глюкан является компонентом поверхности Mycobacterium tuberculosis , который экспрессируется in vitro и in vivo . Заразить. Иммун. 70, 2566–2575. doi: 10.1128/IAI.70.5.2566-2575.2002

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Себастьян Дж., Сваминатх С. и Аджиткумар П. (2019). Снижение проницаемости для рифампицина за счет утолщения капсулы как механизм персистенции антибиотиков. bioRxiv [Препринт]. дои: 10.1101/624569

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Себастьян Дж., Сваминатх С., Наир Р.Р., Джаккала К., Прадхан А. и Аджиткумар П. (2017). Появление De Novo генетически устойчивых мутантов Mycobacterium tuberculosis из клеток фазы персистенции, образованных против противотуберкулезных препаратов in vitro . Антимикроб. Агенты Чемотер. 61:e01343-16. doi: 10.1128/AAC.01343-16

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Шлеева М.О., Кудыкина Ю.К., Вострокнутова Г.Н., Сузина Н.Е., Мулюкин А.Л., Капрелянц А.С. (2011). Покойные овоидные клетки Mycobacterium tuberculosis образуются в ответ на постепенное внешнее закисление. Туберкулез 91, 146–154. doi: 10.1016/j.tube.2010.12.006

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Слэк, М.П. и Николс, В. В. (1982). Проникновение антибиотиков через бактериальные капсулы и экзополисахариды. J. Антимикроб. Чемотер. 10, 368–372. doi: 10.1093/jac/10.5.368

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Стинсон М.В. и Солоторовский М. (1971). Взаимодействие детергента Твин 80 с микобактериями в синтетической среде. I. Влияние Tween 80 на рост и турбидиметрический ответ культур Mycobacterium avium . утра.Преподобный Респир. Дис . 104, 717–727. doi: 10.1164/arrd.1971.104.5.717

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Стерлинг, Дж. В. (1993). Использование дубильной кислоты и усилителя серебра для улучшения окрашивания при электронной микроскопии и мечении иммунозолотом. J. Histochem. Цитохим. 41, 643–648. дои: 10.1177/41.4.7680681

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Стоукс, Р. В., Норрис-Джонс, Р., Брукс, Д. Э., Беверидж, Т. Дж., Доксси, Д.и Торсон, Л.М. (2004). Богатый гликанами внешний слой клеточной стенки Mycobacterium tuberculosis действует как антифагоцитарная капсула, ограничивающая ассоциацию бактерии с макрофагами. Заразить. Иммун. 72, 5676–5686. doi: 10.1128/iai.72.10.5676-5686.2004

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Сваминатх С., Пол А., Прадхан А., Себастьян Дж., Наир Р. Р. и Аджиткумар П. (2020a). Mycobacterium smegmatis Персистирующие клетки моксифлоксацина продуцируют высокие уровни гидроксильного радикала, образуя генетически резистентные клетки, селектируемые не только к моксифлоксацину, но также к этамбутолу и изониазиду. Микробиология 166, 180–198. doi: 10.1099/мик.0.000874

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Сваминатх С., Прадхан А., Наир Р. Р. и Аджиткумар П. (2020b). Инактивирующая рифампицин моно-АДФ-рибозилтрансфераза Mycobacterium smegmatis существенно влияет на уровни активных форм кислорода в активно растущих клетках. bioRxiv [Препринт]. дои: 10.1101/2020.01.10.8v1

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Такаде, А., Takeya, K., Taniguchi, H., and Mizuguchi, Y. (1983). Электронно-микроскопические наблюдения деления клеток Mycobacterium vaccae V1. J. Gen. Microbiol. 129, 2315–2320. дои: 10.1099/00221287-129-7-2315

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Такаде А., Умеда А., Мацуока М., Ёсида С., Накамура М. и Амако К. (2003). Сравнительные исследования клеточных структур Mycobacterium leprae и M.tuberculosis с помощью электронной микроскопии методом замораживания-замещения. Микробиолог. Иммунол. 47, 265–270. doi: 10.1111/j.1348-0421.2003.tb03394.x

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Триведи А., Мави П. С., Бхатт Д. и Кумар А. (2016). Тиоловый редуктивный стресс индуцирует образование биопленки, закрепленной на целлюлоазе, у Mycobacterium tuberculosis . Нац. коммун. 7:11392. doi: 10.1038/ncomms11392

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Велаяти, А.А., Фарниа П., Ибрагим Т.А., Харун Р.З., Куан Х.О., Ганавей Дж. и соавт. (2009а). Различия в толщине клеточной стенки между устойчивыми и неустойчивыми штаммами Mycobacterium tuberculosis : с помощью просвечивающей электронной микроскопии. Химиотерапия 55, 303–307. дои: 10.1159/000226425

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Велаяти, А. А., Фарниа, П., Масджеди, М. Р., Ибрагим, Т. А., Табарси, П., Харун, Р. З., и соавт. (2009б).Штаммы туберкулеза с полной лекарственной устойчивостью: свидетельство адаптации на клеточном уровне. евро. Дыхание Дж. 34, 1202–1203. дои: 10.1183/036.00081909

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Велаяти, А. А., Фарниа, П., Масджеди, М. Р., Жавнерко, Г. К., Мерза, М. А., Ганави, Дж., и соавт. (2011). Последовательная адаптация латентных туберкулезных бацилл: наблюдение с помощью атомно-силовой микроскопии (АСМ). Междунар. Дж. Клин. Эксп. Мед. 4, 193–199.

Реферат PubMed | Академия Google

Виджай С., Ананд Д. и Аджиткумар П. (2012). Выявление уникальных особенностей образования перегородок и перетяжек у микобактерий — ультраструктурное исследование. J. Бактериол. 194, 702–707. doi: 10.1128/JB.06184-11

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Wakamoto, Y., Dhar, N., Chait, R., Schneider, K., Signorino-Gelo, F., Leibler, S., et al. (2013). Динамическая персистенция микобактерий, подвергшихся стрессу антибиотиков. Наука 339, 91–95. doi: 10.1126/science.1229858

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Wilson, W.W., Wade, M.M., Holman, S.C., и Champlin, F.R. (2001). Состояние методов оценки свойств поверхностного заряда бактериальных клеток на основе измерений дзета-потенциала. J. Microbiol. Мет. 43, 153–164. doi: 10.1016/s0167-7012(00)00224-4

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Виндельс, Э. М., Михилс, Дж.Э., Ван ден Берг, Б., Фовар, М., и Михилс, Дж. (2019). Антибиотики: борьба с толерантностью, чтобы остановить резистентность. мБио 10:e02095-19.

Академия Google

Вуд, П.Дж. (1980). Специфичность взаимодействия прямых красителей с полисахаридами. Карб. Рез. 85, 271–287. doi: 10.1016/S0008-6215(00)84676-5

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Ямада Х., Митараи С., Тикамацу К., Мизуно К. и Ямагути М. (2010). Новая электронная микроскопия с замещением замораживания обеспечивает новые аспекты вирулентных Mycobacterium tuberculosis с визуализацией внешней мембраны и удовлетворением требований биобезопасности. J. Microbiol. Мет. 80, 14–18. doi: 10.1016/j.mimet.2009.09.022

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Ямори, С., и Цукамура, М. (1991). Парадоксальный эффект Tween 80 между чувствительностью к рифампицину и стрептомицину и чувствительностью к этамбутолу и сульфадиметоксину в комплексе Mycobacterium avium Mycobacterium intracellulare . Микробиолог. Иммунол. 35, 921–926. doi: 10.1111/j.1348-0421.1991.tb02031.x

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Юань В., Ху К., Ченг Х., Шан В., Лю Н., Хуа З. и др. (2013). Утолщение клеточной стенки связано с адаптивной резистентностью к амикацину у устойчивых к метициллину Staphylococcus aureus клинических изолятов. J. Антимикроб. Чемотер. 68, 1089–1096. doi: 10.1093/jac/dks522

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Обнаружение, выживание и инфекционный потенциал Mycobacterium tuberculosis в окружающей среде: обзор данных и эпидемиологические последствия

Abstract

Многое остается неизвестным о передаче Mycobacterium tuberculosis .Основополагающие экспериментальные исследования, проведенные в 1950-х годах, показали, что воздушно-капельный выброс капельных ядер от больного туберкулезом (ТБ) является основным путем передачи. Однако эти результаты не исключают других путей передачи M.tuberculos . Мы рассмотрели исторические научные данные конца 19-го/начала 20-го века и современные исследования, посвященные изучению присутствия, персистенции и контагиозности окружающей среды M. tuberculosis . Мы нашли как экспериментальные, так и эпидемиологические доказательства, подтверждающие наличие и жизнеспособность M.tuberculosis в различных природных и искусственных средах в течение месяцев или лет, предположительно после заражения человеком. Кроме того, несколько исследований подтверждают жизнеспособность и вирулентность M. tuberculosis в окружающей среде с использованием моделей морских свинок и мышей. Большая часть этих свидетельств была исторической; тем не менее, в нескольких недавних исследованиях сообщалось о последовательных результатах обнаружения и жизнеспособности M. tuberculosis в окружающей среде с использованием современных методов. Будь то М.туберкулез в окружающей среде представляет инфекционную угрозу для человека требует дальнейшего изучения; это может представлять собой неиспользованный источник данных для дальнейшего понимания передачи M. tuberculosis . Мы обсуждаем потенциальные возможности использования этих данных для получения новых сведений о передаче туберкулеза в условиях скопления людей.

Abstract

Хотя воздушно-капельный путь считается основным механизмом передачи Mycobacterium tuberculosis , существует высококачественная научная доказательная база, подтверждающая присутствие, стойкость и инфекционность M.туберкулез в окружающей среде http://bit.ly/2VwoSnK

Введение

Большая часть нашего нынешнего понимания трансмиссивности туберкулеза основана на предположениях и случайностях, а не на преднамеренных научных исследованиях

Кент А. Сепковиц , 1996 [1]

Ежегодно в мире регистрируется более 10 миллионов новых случаев туберкулеза (ТБ) [2], и продолжающаяся передача Mycobacterium tuberculosis является основной причиной возникновения заболевания.Несмотря на значительные успехи в диагностике туберкулеза, иммунологии и геномной эпидемиологии [3], многое остается неизвестным о динамике передачи на индивидуальном и популяционном уровнях. Наши текущие инструменты позволяют изучать передачу M. tuberculosis только после того, как диагностирован случай туберкулеза, и были проведены основополагающие исследования заразности туберкулеза, в том числе знаковые исследования Уэллса и Райли в середине 20-го века [4–6]. в модифицированных больничных палатах после диагностики туберкулеза. Исследования воздействия «на уровне сообщества» сосредоточены преимущественно на бытовых контактах, на долю которых приходится <20% инфекций в условиях высокого бремени ТБ [7–12].Из-за длительного инфекционного периода ТБ [13–15] и возможности передачи от кратковременных случайных контактов менее одной трети случаев могут быть эпидемиологически и генетически связаны [7–12]. Фундаментальные вопросы о том, где происходит передача ТБ в сообществах, о взаимосвязи между воздействием и риском заражения или заболевания, а также о неоднородности передачи на популяционном уровне остаются плохо изученными [1, 16, 17]. Во многом это связано с нашими ограниченными инструментами для изучения передачи в условиях сообщества.

До середины 19 века существовало несколько конкурирующих теорий относительно передачи M. tuberculosis . Например, Calmette и Guérin [18] в 1905 г. предположили, что туберкулез может передаваться через зараженную пищу. В 1950-х годах новаторские и новаторские исследования Райли и Уэллса продемонстрировали, что капельные аэрозоли от заразных больных туберкулезом приводили к значительным показателям конверсии туберкулина у подвергшихся воздействию морских свинок [4–6]. Эти эксперименты были недавно воссозданы на объектах по отбору проб воздуха для морских свинок в Перу и Южной Африке с соответствующими результатами [19–23].Эти исследования показали, что передача ТБ морским свинкам происходила через мелкие капельки аэрозолей, выделяемых пациентами, и что заразность исходных случаев была весьма неоднородной [6]. Эта работа прояснила основы воздушно-капельной передачи легочного ТБ и в настоящее время широко признана в качестве основного механистического пути передачи [6, 17]. Эти и другие результаты, полученные Лаудоном при исследовании образования капельных ядер в результате различных действий дыхательных путей, таких как кашель и пение, оказали большое влияние [24–27].Эти исследования проложили путь к изучению передачи ТБ в современных исследованиях, а также к разработке и внедрению эффективных стратегий инфекционного контроля в медицинских учреждениях [17, 22].

В то время как эти критические исследования сместили фокус исследований на воздушно-капельную передачу, их результаты не исключали других путей передачи M. tuberculosis . Более ранние доказательства обнаружения M.tuberculosis в условиях окружающей среды и потенциальной передачи из них могли быть отброшены с открытием преобладания передачи через воздушно-капельные ядра.Изучение M.tuberculosis в окружающей среде потенциально может устранить ограничения в нашем понимании передачи, которая в настоящее время достигается почти исключительно за счет изучения образцов, полученных от пациентов.

Мы рассматриваем исторические научные данные конца 19-го/начала 20-го века, а также современные исследования, изучающие присутствие, стойкость и инфекционный потенциал M. tuberculosis в окружающей среде. Мы оцениваем сильные и слабые стороны этой совокупности доказательств, определяем нерешенные вопросы и области, требующие дальнейшего изучения, и обсуждаем, как исследования M.tuberculosis в пробах окружающей среды может способствовать новым подходам к изучению передачи туберкулеза.

Исторические свидетельства

После открытия Робертом Кохом бациллы M. tuberculosis в 1882 году многие ученые и исследователи стремились определить, как эта бактерия передается. Их исследования были сосредоточены на обнаружении M.tuberculosis в различных средах, культивировании их для демонстрации их жизнеспособности и, в некоторых случаях, введении их животным для подтверждения того, что они вызывают заболевание ТБ.Большая часть этих свидетельств была получена в конце 19 — начале 20 веков. Здесь мы рассматриваем эти исторические исследования, касающиеся обнаружения, жизнеспособности и инфекционности M. tuberculosis в естественной и искусственной среде.

При интерпретации исторических исследований необходимо учитывать некоторые оговорки. Во-первых, многие из этих исследований были проведены до того, как стало понятно разнообразие микобактерий, и вполне возможно, что нетуберкулезные микобактерии (или другие представители группы M.tuberculosis комплекс) были описаны в некоторых исследованиях. В то время как во многих исследованиях сообщалось об использовании клинических изолятов M. tuberculosis или мокроты больных туберкулезом, в других сообщалось о прямом обнаружении в различных средах, таких как почва или вода, в которых обычно обнаруживаются нетуберкулезные микобактерии. Исследования без надлежащего контроля могут привести к неточным выводам о роли M. tuberculosis в окружающей среде. Учитывая эту неопределенность в исторической микробиологии, мы попытались сделать упор на исследования, в которых тестировались контроли, использовались клинические изоляты от людей или ТБ индуцировался на животных моделях для подтверждения.

Природные среды

В ряде исследований изучалась выживаемость туберкулезных бацилл в природных средах, включая почву и воду (таблица 1). В 1888 г. Chantemese и Widal [28] провели несколько экспериментов с речной водой, пытаясь количественно определить количество дней, в течение которых бациллы туберкулеза оставались активными. Сначала они собрали несколько пробирок с водой из реки Сены в Париже, Франция, а затем стерилизовали некоторые пробирки. Затем они инокулировали все пробирки (стерилизованные и нет) культурами туберкулезных бацилл пациентов.Пробирки хранили при разных температурах (8–12°С и 15–20°С). Через 50 дней туберкулезные бациллы, хранившиеся при обеих температурах, все еще можно было культивировать. Год спустя Straus и Dubarry [29] инокулировали 10 пробирок по 10 см 3 дистиллированной воды и воды из реки Урк, также во Франции. Культура от больного туберкулезом была засеяна в пробирки, содержащие эти разные образцы воды. Образцы, хранившиеся в речной воде, можно было культивировать до 30 дней, а в дистиллированной воде — до 115 дней.Затем трех морских свинок инокулировали речной водой, в которую было инокулировано M.tuberculosis . У одной морской свинки развились абсцессы, из которых M.tuberculosis можно было культивировать, в то время как две другие морские свинки остались здоровыми. В дополнение к этим тестам на устойчивость и жизнеспособность в окружающей среде, несколько исследований выявили M.tuberculosis в пробах воды и сточных вод, собранных вблизи противотуберкулезных санаториев, что позволяет предположить загрязнение из человеческих источников [28].

ТАБЛИЦА 1

Исторические исследования по изучению Mycobacterium tuberculosis в окружающей среде (до 1960 г.)

Другие исследования продемонстрировали пролонгированную жизнеспособность M. tuberculosis в почве. В 1887 г. Feltz [30] смешал почву и мокроту, богатую M. tuberculosis бациллами. Затем он подвергал почву разной степени солнечного света, периодически собирал экстракты почвы и прививал их морским свинкам. Инокулированная почва, в которую было добавлено M.tuberculosis за 137 дней до этого, вызывала туберкулезные поражения.Десять лет спустя Митчелл и Кауч [31] попытались исследовать вирулентность M.tuberculosis в почве после воздействия солнечного света. Они помещали мокроту больных туберкулезом на стерилизованную нагреванием почву, подвергали ее воздействию солнечного света в течение разного времени и вводили эту почву морским свинкам. При инокуляции почвы, подвергавшейся воздействию солнечного света в течение <35  часов, туберкулез проявлялся у морских свинок; более длительное пребывание на солнце не приводило к инфекциям у морских свинок. M. tuberculosis также можно было культивировать из почвы, выдерживаемой в течение <35  часов.Это исследование показало, что солнечный свет может иметь некоторое влияние на присутствие M.tuberculosis в окружающей среде в некоторых местах на открытом воздухе.

Искусственная среда

Помимо естественной среды, во многих исследованиях изучалась жизнеспособность M. tuberculosis , обнаруженная в искусственной среде и на фомитах, таких как одежда и кухонная утварь (таблица 1). В конце 1800-х годов в нескольких исследованиях изучалась пыль, собранная в комнатах больных туберкулезом, как потенциальный путь передачи.В 1888 г. Корнет [32] собирал пыль из туберкулезных палат, а также из больниц, приютов и квартир, в которых проживали больные туберкулезом. После подкожного введения пыли 91 морской свинке, 15 из них были впоследствии вскрыты, и у них был обнаружен туберкулез. В этом исследовании также оценивались группы отрицательного контроля, не подверженные воздействию ТБ, с использованием пыли из хирургических отделений (ни у одной из восьми привитых морских свинок не развился туберкулез), а также с улиц и общественных зданий (ни у одной из 41 привитой морской свинки не развился туберкулез). Это исследование предоставило убедительные эмпирические доказательства того, что воздействие M.tuberculosis через пыль может привести к заболеванию морских свинок.

В 1920 г. Роджерс [33] также провел серию экспериментов с пылью. Во всех опытах пыль обрабатывали стерильным 2% раствором гидроксида натрия, затем центрифугировали и вводили морским свинкам. В первых трех экспериментах он вводил морским свинкам пыль и обнаружил признаки заболевания у четырех из 11 морских свинок, которым вводили пыль с полов противотуберкулезных отделений, четырех из четырех морских свинок, которым вводили пыль с пола морга, и у двух пяти морских свинок, которым впрыснули пыль с окон и полок морга.В последнем эксперименте 10 морских свинок помещали в стерилизованную проволочную клетку, которую держали на высоте около 3 футов (1 м) над полом морга в среднем на 5  часов в день. Пол подметали каждое утро. Через 18  дней все морские свинки были вскрыты, и у семи впоследствии был диагностирован диссеминированный туберкулез. Эти эксперименты показали, что выдыхаемый туберкулез, осевший на поверхностях, может повторно распыляться и вызывать инфекции. Важно, однако, что у Роджерса [33] не было адекватного контроля.

Twitchell [34] поместил высушенную мокроту больного туберкулезом на носовой платок, дерево и шерстяное одеяло и выждал до 70  дней, после чего подкожно инокулировал мокроту в пах одной морской свинке на объект.Через 4–6  недель каждую морскую свинку умерщвляли, вскрывали и проверяли на наличие туберкулеза. Туберкулезные поражения были обнаружены у каждой морской свинки. Twitchell [34] также исследовал жизнеспособность M. tuberculosis на коврах. Он поместил высушенную мокроту пациента на ковер на 39  дней, а затем привил морскую свинку. Впоследствии у морской свинки развилась болезнь. Когда тот же эксперимент был проведен с мокротой, подвергавшейся воздействию солнечного света в течение 7  часов, бациллы погибли за короткий промежуток времени, что позволяет предположить, что солнечный свет может воздействовать на M.tuberculosis на этих объектах.

В 1920 г. Камминг [35] провел серию экспериментов с целью проверить, могут ли обычные бытовые предметы представлять собой фомиты для туберкулеза. В первом эксперименте три ложки от отдельных больных туберкулезом с положительным мазком мыли после каждого приема пищи тканью в горячей воде. Эту промывную воду затем центрифугировали и вводили подкожно морским свинкам. Из 31 морской свинки, подвергшейся инъекциям и последующему вскрытию, 11 умерли от туберкулеза. В отдельном эксперименте руки больных туберкулезом помещали в теплую воду на несколько минут, после чего эпителий с рук соскабливали скальпелем и вводили семи морским свинкам.Три из этих морских свинок впоследствии умерли от туберкулеза.

Мухи и

M.tuberculosis

В нескольких ранних исследованиях изучалась способность мух переносить и распространять M.tuberculosis [36–40]. В 1904 г. Лорд [39] сообщил о нескольких исследованиях туберкулеза у мух, проведенных в конце 19-начале 20 века. В одном эксперименте он поместил 30 мух в стеклянную банку и кормил их мокротой больных туберкулезом в течение 4  дней (рис. 1). Было проведено два набора контролей: 1) шесть мух поместили в банку и кормили нетуберкулезной мокротой, и 2) шесть мух поместили в банку и кормили только водой, сахаром и мясом.Среди мух, питавшихся мокротой больных туберкулезом, в экскрементах мух, а также в кишечнике всех 30 мух было выделено M.tuberculosis . № M.tuberculosis был обнаружен в экскрементах или кишечнике контрольных мух. Затем исследователи оставляли экскременты мух, которых кормили мокротой больных туберкулезом, на разные периоды времени (1, 8, 15, 28 и 55 дней). Экскременты каждого периода времени скармливали морским свинкам. У всех морских свинок, которых кормили экскрементами в течение 1, 8 и 15 дней, развился туберкулез, в то время как две морские свинки, которых кормили фекалиями старше 15 дней, остались здоровыми.Всего несколько лет спустя Бьюкенен [37] поместил мух в чашку Петри с M.tuberculosis , а затем перенес их в стерильную чашку Петри с питательной средой, что привело к росту во второй чашке; тем самым он продемонстрировал, что мухи могут распространять M. tuberculosis на другие поверхности.

РИСУНОК 1

Мухи и туберкулез (ТБ): эксперименты 20-го века и кампании по уничтожению мух. Эксперименты Фредерика Лорда [39] в августе 1904 г. с Mycobacterium tuberculosis и мухами: мухи, пойманные в банку для кормления мокротой больного туберкулезом в больничной палате (вверху слева).Реклама уничтожения мух для здоровья детей в Toronto Daily Star в 1912 году (справа). Конкурс «Удар мух» от Монреальская звезда в 1912 году: ведра с мухами, принесенные для сбора призов (внизу слева).

Другие исследователи использовали естественные эксперименты для дальнейшего изучения жизнеспособности M. tuberculosis у мух. В 1887 г. Хоффман [40] обнаружил мух в доме недавно умершего больного туберкулезом. Он собрал мух, препарировал их и с помощью микроскопии определил туберкулезные бациллы в их кишечнике и фекалиях.В 1904 г. Хейворд [38] поймал в своей лаборатории несколько мух, питающихся мокротой туберкулеза, и впоследствии поместил их в чистые клетки. Через несколько дней он обнаружил бациллы туберкулеза в фекалиях на 10 из 16 покровных стекол. Обследование необлученных контрольных мух не выявило туберкулезных бацилл.

В начале 20 века в нескольких городах (в том числе в Торонто и Монреале в Канаде, Лондоне в Великобритании и Детройте в США) были развернуты широкомасштабные кампании по уничтожению мух ради общественного здравоохранения [41–43].В этот период туберкулез был основной причиной детской смертности в США, Канаде и большей части мира, а мухи считались переносчиками инфекционных заболеваний, включая туберкулез. В детских конкурсах «Мухобойка» разыгрывались призы для тех, кто поймал, убил и принес наибольшее количество мух (рисунок 1). Эти кампании продвигались врачами и средствами массовой информации (рис. 1), которые считали, что улучшение санитарных условий будет иметь положительные последствия для здоровья детей, включая туберкулез [41].

Современные данные

После демонстрации передачи воздушно-капельным путем в окружающей среде проводилось несколько исследований M.tuberculosis (таблица 2) [44–47]. Годбане и др. [44] инокулировали почву M.tuberculosis , Mycobacterium bovis и Mycobacterium canetti и оценивали выживаемость отдельных микобактерий в почве в течение 12  месяцев. Почву культивировали ежемесячно, и все три типа микобактерий все еще присутствовали в почве через 12  месяцев.Затем почву, зараженную M.tuberculosis , смешивали с кормом для пяти здоровых мышей в течение 60 дней. У всех пяти из этих мышей развились гранулемы, тогда как все контрольные мыши остались здоровыми. Аналогичные результаты были получены Козловым и Ротовым [45], которые посеяли три штамма M. tuberculosis в естественную дерново-подзолистую песчаную почву и обнаружили, что они пригодны для культивирования до 3 месяцев. Эти исследования показывают, что M. tuberculosis могут сохранять жизнеспособность и инфекционность после длительного пребывания в почве.Естественный солнечный свет может повлиять на устойчивость M. tuberculosis в почве; однако это не было расследовано. Кроме того, неясно, могут ли люди или другие животные, контактировавшие с почвой, зараженной M. tuberculosis , также заразиться.

ТАБЛИЦА 2

Современные данные о загрязнении окружающей среды Mycobacterium tuberculosis (после 1960 г.)

В недавнем исследовании изучалась повторная аэрозолизация пыли, содержащей Mycobacterium smegmatis , распространенный суррогатный маркер для M.туберкулез . Чиломбо и др. [46] провели проспективное исследование in vitro , в ходе которого они смешали 20  мл 10 6  КОЕ·мл −1 M. smegmatis со 125  мг стерильной пыли. Отбор проб воздуха проводился до и после повторной аэрозолизации и измерялось количество КОЕ. Авторы обнаружили, что M. smegmatis выживали в пыли в течение 19  дней и могли быть успешно повторно аэрозолированы, оставаясь жизнеспособными. Хотя ограничением является использование М.smegmatis , это исследование предполагает возможность повторного аэрозолирования M. tuberculosis в пыли и других средах. Необходимы дальнейшие исследования для подтверждения и расширения результатов этого исследования [46]. Исследования в реальных условиях также необходимы для оценки возможности обобщения этих результатов за пределами лаборатории. Велаяти и др. [47] собрал 1500 случайно отобранных проб почвы и воды в трех округах Тегерана, Иран. M. tuberculosis был выделен с помощью питательных сред Левенштейна-Йенсена из 1% образцов почвы и 10% образцов воды с подтверждением фенотипическими и молекулярными тестами.Образцы почвы и воды дополнительно хранились и повторно тестировались на культивируемость с течением времени, что показало, что M. tuberculosis могут быть извлечены из хранящихся образцов почвы и воды в течение 9  месяцев после сбора образцов. Типирование экологических и клинических изолятов методом MIRU-VNTR (микобактериальная вкрапленная повторяющаяся единица-переменное количество повторов) выявило частичное совпадение в M. tuberculosis семьях, присутствующих в этом районе.

Последствия и будущие направления

Возможность передачи ТБ через образцы окружающей среды

Неудивительно, что M.tuberculosis , организм, который первоначально развился из почвенного сапрофита и благодаря своей капсуле, миколовой кислоте и богатой липидами клеточной стенке сравнительно устойчив к стрессам окружающей среды, был бы способен выживать в течение длительного времени вне человека [48, 49]. Исторические и современные данные о жизнеспособности и контагиозности M. tuberculosis в пробах из окружающей среды не доказывают, что экологические резервуары являются важными путями передачи.Данные, однако, повышают вероятность того, что передача может происходить в результате аэрозолизации бацилл из окружающей среды. В настоящее время мало внимания уделяется поверхностям окружающей среды или фомитам, включая одежду и другие предметы, для предотвращения передачи инфекции. Если воздействие окружающей среды действительно представляет значительный риск, нам необходимо будет разработать методы предотвращения этих путей передачи, поскольку глобальные усилия по контролю будут направлены на устранение. Районы с густонаселенными жилыми домами и больницами, в которых мало солнечного света, могут быть особенно восприимчивы к распространению M.туберкулез .

Чтобы исследовать этот потенциальный путь передачи, необходимо проверить, может ли и насколько легко M.tuberculosis повторно попасть в аэрозоль с поверхностей в форме, которая может вызывать инфекции у животных. Имеются данные о том, что повторная аэрозолизация, вызывающая заражение человека, может происходить при внутрибольничной передаче во время хирургических вмешательств при разрезе и промывании туберкулезных абсцессов [50, 51], а также при вскрытиях [52].

Текущие модели ТБ на животных обычно включают бронхоскопическую установку или аэрозольное воздействие посредством распыления свежевыращенной культуры M.туберкулёз. Эти модели можно использовать для исследования риска заражения аэрозольным M. tuberculosis на поверхностях окружающей среды (, например, полов) в зависимости от продолжительности присутствия бактерий до воздействия.

Методы обнаружения

M.tuberculosis в окружающей среде

Существует потребность в стандартизированных, высокоточных методах обнаружения M.tuberculosis в окружающей среде. М.tuberculosis можно культивировать из почвы и других материалов, но чувствительность может быть ограничена из-за избыточного бактериального роста и присутствия «дифференциально культивируемых» (или «жизнеспособных, но не культивируемых») организмов [53, 54]. Для лучшего понимания жизнеспособности M.tuberculosis в различных матрицах окружающей среды потребуются методы оптимального стимулирования их роста после извлечения из окружающей среды.

Молекулярное обнаружение M.tuberculosis было продемонстрировано в пробах фильтрованного воздуха [55–57], но, насколько нам известно, исследований по обнаружению его на поверхностях окружающей среды не проводилось.И это несмотря на все более обширную литературу по обнаружению различных патогенов в естественной и искусственной среде [58–60]. В то время как обычные молекулярные методы (, например, ПЦР) не отличают жизнеспособные организмы от нежизнеспособных, для этого был разработан ряд молекулярных методов, включая обнаружение мРНК или селективное обнаружение внутриклеточной ДНК [61–63].

Окрашивание жизнеспособности недавно было разработано для M.tuberculosis , что может облегчить исследование его жизнеспособности в естественной и искусственной среде [64].Валидация этих методов для обнаружения M. tuberculosis может обеспечить более высокую производительность исследований M. tuberculosis в окружающей среде.

Помимо разработки строгих лабораторных протоколов для обнаружения и роста M.tuberculosis при отборе проб из окружающей среды, необходимо лучше понять, как выполнять отбор проб в различных средах. Это включает в себя вопросы, касающиеся частоты, местоположения, методов сбора проб и выбора места, а также понимания того, как нарушения (очистка, воздушный поток, вода, и т. ) может повлиять на устойчивость M. tuberculosis в этих средах.

Потенциал для улучшения нашего понимания передачи ТБ путем обнаружения в окружающей среде

M. tuberculosis

Более глубокое понимание передачи M. tuberculosis может улучшить меры по профилактике и борьбе с ТБ [16, 17]. Однако в настоящее время существует несколько фундаментальных проблем в изучении передачи туберкулеза. Во-первых, считается, что люди с ТБ заразны в течение многих месяцев или лет до постановки диагноза [13–15].В течение этого периода времени у них могут быть многочисленные контакты внутри помещений, во время которых может произойти передача инфекции [11, 65, 66]. Поскольку ТБ может передаваться воздушно-капельным путем между незнакомцами, проживающими в одном помещении, и может даже передаваться людям, не находящимся одновременно в комнате, в исследованиях по отслеживанию контактов могут быть значительные пробелы в социальных сетях. Попытки связать передачу на основе контактных исследований или анализа социальных сетей показали, что эпидемиологически могут быть связаны только ~10–30% генетически связанных случаев в эндемичных условиях [12, 14, 16, 67].Альтернативная цель состояла в том, чтобы определить среды с высоким риском передачи инфекции, включая общественный транспорт, бары, церкви, школы и рабочие места, в зависимости от того, где люди проводят время [11, 68]. Однако, учитывая, что люди с активным туберкулезом могут иметь определенные модели социального взаимодействия или могут изменять их из-за болезни, это также представляет собой несовершенный подход. Наконец, большинство исследований по оценке контагиозности больных туберкулезом включают характеристику их клинических признаков и исследование их мокроты (или, в последнее время, их кашля или содержимого дыхательных путей) во время постановки диагноза [69–72].Однако этот подход игнорирует большую часть спектра заболеваний ТБ до постановки диагноза и может плохо коррелировать с общим воздействием ТБ на членов их домохозяйств или других контактов.

Экологические пробы M.tuberculosis могут содержать ценную эпидемиологическую информацию, в том числе о том, где происходит передача инфекции и где должны быть предприняты меры. В отличие от отбора проб в одном месте во время постановки диагноза, отбор проб из окружающей среды может обеспечить более длительное временное и пространственное окно для ТБ.Учитывая значительную межиндивидуальную изменчивость инфекционности [5, 6, 20], может существовать существенная пространственная неоднородность M. tuberculosis в окружающей среде, влияющая на шансы обнаружения. Если чувствительные диагностические средства станут доступными для отбора проб окружающей среды, их теоретически можно будет использовать для мониторинга лонгитюдного риска в общественных местах, таких как медицинские учреждения, тюрьмы и школы. Если можно генотипировать M. tuberculosis из окружающей среды , можно связать образцы из окружающей среды с клиническими образцами.Молекулярно-эпидемиологические исследования могли бы затем потенциально реконструировать не только цепочки передачи, но и пространственно явные цепочки передачи: не только «кто кого заразил», но и где они были инфицированы.

Используя методы генотипирования образцов из окружающей среды, можно было бы определить, когда определенные штаммы были обнаружены в сообществе, по сравнению с тем, когда они были обнаружены клинически, чтобы понять продолжительность невыявленного ТБ. Отбор проб окружающей среды также можно использовать для количественного определения суммы М.туберкулез контактов за определенный период времени. Например, при исследовании контактов в домашнем хозяйстве высокая степень загрязнения помещений в доме может быть лучшим индикатором воздействия на членов домохозяйства, чем наличие аэрозоля мазка или кашля, собранного во время постановки диагноза. Наконец, обнаружение в окружающей среде может направить усилия по выявлению случаев заболевания: массовый скрининг может быть направлен на места, пробы из окружающей среды дали положительный результат.

Критические пробелы в знаниях об эпидемиологии ТБ и возможном использовании отбора проб окружающей среды на M.tuberculosis перечислены в таблице 3.

ТАБЛИЦА 3

Критические пробелы в знаниях об эпидемиологии туберкулеза (ТБ) и потенциальное использование проб окружающей среды для выявления Mycobacterium tuberculosis

Выводы

Исследования передачи ТБ почти полностью сосредоточены на изучении клинических изолятов из мокроты или обнаружение переносимых по воздуху M. tuberculosis с помощью биологических сенсоров (, например, моделей морских свинок) или, совсем недавно, пробоотборников воздуха в контролируемых условиях.Однако имеется значительная историческая база данных, свидетельствующая о присутствии M.tuberculosis как в естественной среде, так и в помещении. Модели на животных позволяют предположить, что M. tuberculosis могут оставаться заразными в некоторых из этих сред, что повышает вероятность того, что повторная аэрозолизация может представлять собой недооцененный путь передачи. Более того, даже если источники в окружающей среде не являются важными источниками передачи, отбор проб на M. tuberculosis в помещениях может, тем не менее, обеспечить временные и пространственные измерения для изучения передачи ТБ способами, недостижимыми с помощью обычных исследований, ориентированных на пациентов.Необходима повторная оценка распространенности и жизнеспособности M. tuberculosis в среде помещений, и, если она подтвердится, это может привести к новому пониманию передачи и распространения этого важного патогена в сообществе.

Сноски

  • Конфликт интересов: Л. Мартинес нечего раскрывать.

  • Конфликт интересов: Р. Верме нечего раскрывать.

  • Конфликт интересов: J. Croda нечего раскрывать.

  • Конфликт интересов: Ч. Р. Хорсбургу-младшему нечего раскрывать.

  • Конфликт интересов: К.С. Уолтеру нечего раскрывать.

  • Конфликт интересов: Н. Дегнеру нечего раскрывать.

  • Конфликт интересов: К. Мидделькопу нечего раскрывать.

  • Конфликт интересов: А. Коху нечего раскрывать.

  • Конфликт интересов: С. Хермансу нечего раскрывать.

  • Конфликт интересов: Д.Ф. Уорнеру нечего раскрывать.

  • Конфликт интересов: Р. Вуду нечего раскрывать.

  • Конфликт интересов: Ф. Кобеленсу нечего раскрывать.

  • Конфликт интересов: Дж. Р. Эндрюсу нечего раскрывать.

  • Заявление о поддержке: Л. Мартинес поддерживается Премией Национальной исследовательской службы Рут Л. Киршштейн, Учебным грантом T32 Национального института здравоохранения (T32 AI 052073).Дж. Р. Эндрюс поддерживается Национальным институтом здравоохранения, премией New Innovator Award (DP2 AI 131082). Д.Ф. Уорнер и Р. Вуд поддерживаются Южноафриканским советом по медицинским исследованиям. Информация о финансировании этой статьи была размещена в Реестре спонсоров Crossref.

  • Принята 4 декабря 2018 г.
  • Принята 18 апреля 2019 г.

Как микобактерии туберкулеза распространяются во внелегочные места?

Автор

Томас Э. Херчлайн, доктор медицины  профессор медицины, Государственный университет Райта, Медицинская школа Бунсхофта; Медицинский консультант, общественное здравоохранение, Туберкулезная клиника округа Дейтон и Монтгомери (Огайо)

Томас Э. Херчлайн, доктор медицинских наук, является членом следующих медицинских обществ: Alpha Omega Alpha, Общество инфекционных заболеваний Америки, Общество инфекционных заболеваний штата Огайо

Раскрытие информации: Нечего раскрывать.

Соавтор (ы)

Джудит К. Амороза, доктор медицины, FACR  Клинический профессор радиологии и заместитель председателя по развитию факультета и медицинскому образованию, Медицинская школа имени Роберта Вуда Джонсона в Рутгерсе

Джудит К. Амороза, доктор медицины, FACR является членом следующих медицинских обществ: Американский колледж радиологии, Американское общество рентгеновских лучей, Ассоциация университетских рентгенологов, Радиологическое общество Северной Америки, Общество торакальной радиологии

Раскрытие информации: Нечего раскрывать.

Главный редактор

Michael Stuart Bronze, MD  David Ross Boyd Профессор и заведующий кафедрой медицины Stewart G Wolf Endowed заведующей кафедрой внутренних болезней медицинского факультета Центра медицинских наук Университета Оклахомы; магистр Американского колледжа врачей; член Американского общества инфекционистов; Член Королевского колледжа врачей, Лондон,

. Майкл Стюарт Бронз, доктор медицинских наук, является членом следующих медицинских обществ: Альфа-Омега-Альфа, Американский колледж врачей, Американская медицинская ассоциация, Ассоциация профессоров медицины, Американское общество инфекционистов, Медицинская ассоциация штата Оклахома, Южное общество клинических исследований

Раскрытие информации: Нечего раскрывать.

Благодарности

Erica Bang Университет штата Нью-Йорк Медицинский центр Даунстейт Медицинский колледж

Раскрытие информации: Нечего раскрывать.

Диана Брейнард, доктор медицины Консультирующий персонал, отделение инфекционных заболеваний, Массачусетская больница общего профиля

Раскрытие информации: Нечего раскрывать.

Памела С. Чавис, доктор медицины Профессор кафедры офтальмологии и неврологии Медицинского колледжа Медицинского университета Южной Каролины

Памела С. Чавис, доктор медицинских наук, является членом следующих медицинских обществ: Американской академии неврологии, Американской академии офтальмологии и Североамериканского общества нейроофтальмологии

.

Раскрытие информации: Нечего раскрывать.

Дирк М. Элстон, MD Директор Академии дерматопатологии Аккермана, Нью-Йорк

Дирк М. Элстон, доктор медицинских наук, является членом следующих медицинских обществ: Американская академия дерматологии

.

Раскрытие информации: Нечего раскрывать.

Теодор Дж. Гаэта, DO, MPH, FACEP Клинический адъюнкт-профессор, отделение неотложной медицины, Медицинский колледж Вейла Корнелла; заместитель председателя и программный директор резидентуры по неотложной медицинской помощи, отделение неотложной медицинской помощи, Нью-Йоркская методистская больница; Академический председатель, адъюнкт-профессор, отделение неотложной медицины, Медицинский факультет Университета Святого Георгия

Теодор Дж. Гаэта, DO, MPH, FACEP является членом следующих медицинских обществ: Альянс клинического образования, Американский колледж врачей скорой помощи, Директора клерков по неотложной медицине, Совет директоров резидентур по неотложной медицине, Нью-Йоркская медицинская академия и Общество академической неотложной медицины

Раскрытие информации: Нечего раскрывать.

Аарон Глатт, доктор медицинских наук профессор клинической медицины Нью-Йоркского медицинского колледжа; Президент и генеральный директор, бывший главный врач отделения медицины и инфекционных заболеваний больницы Св. Иосифа (бывшая больница Нью-Айленд)

Аарон Глатт, доктор медицинских наук, является членом следующих медицинских обществ: Американского колледжа пульмонологов, Американского колледжа врачей-руководителей, Американского колледжа врачей, Американского колледжа врачей-Американского общества внутренних болезней, Американской медицинской ассоциации, Американского общества микробиологии. , Американское торакальное общество, Американская ассоциация венерических заболеваний, Американское общество инфекционных заболеваний, Международное общество по СПИДу и Американское общество медицинской эпидемиологии

Раскрытие информации: Нечего раскрывать.

Simon K Law, MD, PharmD Клинический профессор медицинских наук, кафедра офтальмологии, Глазной институт Жюля Штейна, Калифорнийский университет, Лос-Анджелес, Медицинская школа Дэвида Геффена

Simon K Law, MD, PharmD является членом следующих медицинских обществ: Американской академии офтальмологии, Американского общества глаукомы и Ассоциации исследований в области зрения и офтальмологии

.

Раскрытие информации: Нечего раскрывать.

John M Leedom, MD Почетный профессор медицины Медицинской школы Кека Университета Южной Калифорнии

John M Leedom, MD, является членом следующих медицинских обществ: Alpha Omega Alpha, Американский колледж врачей-Американское общество внутренних болезней, Американское общество микробиологии, Американское общество инфекционных заболеваний, Международное общество по СПИДу и Phi Beta Kappa

Раскрытие информации: Нечего раскрывать.

Джеймс Ли, доктор медицины Бывший доцент отделения неотложной медицины Гарвардской медицинской школы; Совет директоров, Дистанционная медицина

Раскрытие информации: Нечего раскрывать.

Джеффри Мефферт, MD Ассистент клинического профессора дерматологии Медицинской школы Техасского университета в Сан-Антонио

Джеффри Мефферт, доктор медицинских наук, является членом следующих медицинских обществ: Американской академии дерматологии, Американской медицинской ассоциации, Ассоциации военных дерматологов и Техасского дерматологического общества

.

Раскрытие информации: Нечего раскрывать.

Монте С. Мельцер, MD Начальник дерматологической службы, Union Memorial Hospital

Монте С. Мельцер, доктор медицинских наук, является членом следующих медицинских обществ: Alpha Omega Alpha и Американской академии дерматологии

.

Раскрытие информации: Нечего раскрывать.

Susannah K Mistr, MD Врач-резидент, отделение офтальмологии, Медицинский центр Университета Мэриленда

Susannah K Mistr, MD, является членом следующих медицинских обществ: Американская академия офтальмологии, Американский колледж хирургов, Американская медицинская ассоциация, Американская ассоциация студентов-медиков/Фонд, Американское общество катарактальной и рефракционной хирургии и Медицинская ассоциация Южной Каролины

Раскрытие информации: Нечего раскрывать.

Кэрол А. Нэйси, доктор философии Адъюнкт-профессор кафедры биологии Католического университета Америки; Адъюнкт-профессор кафедры тропической медицины и микробиологии Университета Джорджа Вашингтона

Кэрол Нэйси, доктор философии, является членом следующих медицинских обществ: Американской академии микробиологии и Американского общества микробиологии

.

Раскрытие информации: Sequella, Inc. Доля участия Занятость; Sequella, Inc. Долевой инвестор

J James Rowsey, MD Бывший директор службы роговицы, Институт катаракты и лазера Святого Луки

J James Rowsey, MD, является членом следующих медицинских обществ: Американская академия офтальмологии, Американская ассоциация содействия развитию науки, Американская медицинская ассоциация, Ассоциация исследований в области зрения и офтальмологии, Медицинская ассоциация Флориды, Панамериканская ассоциация офтальмологов. , Sigma Xi и Южная медицинская ассоциация

Раскрытие информации: Нечего раскрывать.

Hampton Roy Sr, MD Адъюнкт-профессор, кафедра офтальмологии, Арканзасский университет медицинских наук

Хэмптон Рой-старший, доктор медицинских наук, является членом следующих медицинских обществ: Американской академии офтальмологии, Американского колледжа хирургов и Панамериканской ассоциации офтальмологов

.

Раскрытие информации: Нечего раскрывать.

John D Sheppard Jr, MD, MMSc Профессор офтальмологии, микробиологии и молекулярной биологии, клинический директор Центра офтальмологической фармакологии Томаса Р. Ли, директор ординатуры по офтальмологии, Медицинская школа Восточной Вирджинии; Президент, Virginia Eye Consultants

John D Sheppard Jr, MD, MMSc является членом следующих медицинских обществ: Американская академия офтальмологии, Американское общество микробиологии, Американское общество катарактальной и рефракционной хирургии, Американское общество увеита и Ассоциация исследований зрения и офтальмологии

Раскрытие информации: Нечего раскрывать.

Ричард Х. Синерт, DO Профессор неотложной медицины, клинический ассистент профессора медицины, директор по исследованиям, Медицинский колледж Государственного университета Нью-Йорка; Консультирующий персонал, отделение неотложной медицины, Больничный центр округа Кингс

Richard H Sinert, DO является членом следующих медицинских обществ: Американский колледж врачей и Общество академической неотложной медицины

Раскрытие информации: Нечего раскрывать.

Франсиско Талавера, PharmD, PhD Адъюнкт-профессор, Фармацевтический колледж Медицинского центра Университета Небраски; Главный редактор Medscape Drug Reference

Раскрытие информации: Заработная плата Medscape

Кит Цанг, MD Врач-резидент, клинический помощник инструктора, отделение неотложной медицины, Государственный университет штата Нью-Йорк, Больница округа Кингс

Кит Цанг, доктор медицинских наук, является членом следующих медицинских обществ: Американского колледжа врачей скорой помощи, Ассоциации резидентов скорой помощи и Общества академической неотложной медицины

.

Раскрытие информации: Нечего раскрывать.

Шьям Верма, MBBS, DVD, FAAD Доцент кафедры дерматологии Университета Вирджинии; Адъюнкт-профессор кафедры дерматологии Государственного университета Нью-Йорка в Стонибруке, адъюнкт-профессор кафедры дерматологии Пенсильванского университета

Шьям Верма, MBBS, DVD, FAAD является членом следующих медицинских обществ: Американская академия дерматологии

Раскрытие информации: Нечего раскрывать.

Ричард П. Винсон, доктор медицины Ассистент клинического профессора, кафедра дерматологии, Центр медицинских наук Техасского технологического университета, Медицинская школа Пола Л. Фостера; Консультант, дерматология Маунтин-Вью, Пенсильвания

Ричард П. Винсон, доктор медицинских наук, является членом следующих медицинских обществ: Американской академии дерматологии, Ассоциации военных дерматологов, Техасского дерматологического общества и Техасской медицинской ассоциации

.

Раскрытие информации: Нечего раскрывать.

Эрик Л. Вайс, доктор медицинских наук, DTM&H Медицинский директор, Управление непрерывности обслуживания и планирования на случай стихийных бедствий, Директор по стипендиям, Стипендия по медицине катастроф Медицинского центра Стэнфордского университета, Председатель Целевой группы SUMC и LPCH по биотерроризму и готовности к чрезвычайным ситуациям, клинический младший преподаватель, Департамент Хирургия (неотложная медицинская помощь), Медицинский центр Стэнфордского университета

Эрик Л. Вайс, доктор медицинских наук, DTM&H, является членом следующих медицинских обществ: Американский колледж врачей скорой помощи, Американский колледж медицины труда и окружающей среды, Американская медицинская ассоциация, Американское общество тропической медицины и гигиены, Врачи за социальную ответственность, Юго-восточное хирургическое общество. Конгресс, Южная ассоциация онкологии, Южное клиническое неврологическое общество и Медицинское общество дикой природы

Раскрытие информации: Нечего раскрывать.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка браузера на прием файлов cookie

Существует множество причин, по которым файл cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее распространенные причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы принять файлы cookie, или спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файл cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Попробуйте другой браузер, если вы подозреваете это.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы это исправить, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Предоставить доступ без файлов cookie потребует от сайта создания нового сеанса для каждой посещаемой вами страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в файле cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только та информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, если вы не решите ввести его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступ к остальной части вашего компьютера, и только сайт, создавший файл cookie, может его прочитать.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.