Введение

Вибрио – это род грам-отрицательных бактерий, имеющих изогнутую форму палочки (запятой), несколько видов которых могут вызывать пищевые отравления, обычно связанные с употреблением недостаточно приготовленных морепродуктов. Обладая высокой солеустойчивостью и неспособностью выживать в пресной воде, Vibrio spp. обычно встречаются в различных морских средах. Vibrio spp. являются факультативными анаэробами, дающими положительный результат в тесте на оксидазу и не образующими спор. Виды Vibrio обычно обладают двумя хромосомами, что является необычным для бактерий. Каждая хромосома имеет собственное и независимое начало репликации и сохраняется вместе с течением времени в пределах рода. Недавние филогенетические деревья были построены на основе набора генов (многолокусный анализ последовательностей). Некоторые из других видов в настоящее время отнесены к таксонам эукариот, например, к эугленоидным Peranema или к диатомовым Bacillaria. Однако Vibrio Müller, 1773 стал считаться названием зоологического рода, а название бактериального рода стало Vibrio Pacini, 1854. Филиппо Пачини выделил микроорганизмы, которые он назвал «вибрионами», от пациентов с холерой в 1854 году из-за их подвижности.

Биохимические характеристики Vibrio spp.

В роду Vibrio содержится большое количество видов, которые несколько различаются по своим биохимическим характеристикам. Колониальные, морфологические, физиологические и биохимические характеристики рода Vibrio представлены в таблице ниже. Большинство штаммов, вызывающих заболевания, ассоциированы с гастроэнтеритом, но также могут инфицировать открытые раны и вызывать сепсис. Они могут переноситься множеством морских животных, таких как крабы или креветки, и известно, что они вызывают смертельные инфекции у людей при контакте с ними. Риск развития клинической болезни и смерти возрастает при наличии определенных факторов, таких как неконтролируемый диабет, повышенный уровень железа (цирроз, серповидноклеточная анемия, гемохроматоз), рак или другие состояния с ослабленным иммунитетом. К патогенным видам Vibrio относятся V. cholerae (возбудитель холеры), V. parahaemolyticus и V. vulnificus. V. cholerae обычно передается через загрязненную воду. Попадая в организм, бактерии Vibrio могут вызывать преимущественно водянистую диарею, сопровождающуюся другими вторичными симптомами. Патогенные свойства могут быть связаны с кворум-сенсингом, когда бактерии способны экспрессировать факторы вирулентности посредством сигнальных молекул. Вспышки, вызванные V. vulnificus, часто происходят в теплом климате, и небольшие, как правило, смертельные вспышки случаются регулярно. Вспышка произошла в Новом Орлеане после урагана Катрина.

V. parahaemolyticus также связана с феноменом Канагава, при котором штаммы, выделенные от человека (клинические изоляты), проявляют гемолитическую активность на агаровых пластинах с кровью, в то время как штаммы, выделенные из нечеловеческих источников, не проявляют ее. Потеря жидкости может привести к обезвоживанию, которое может быть легким, умеренным или тяжелым. Умеренное или тяжелое обезвоживание требует немедленного лечения. V. cholerae является наиболее распространенным патогеном, вызывающим холеру. «Золотым стандартом» для диагностики холеры является культивирование образцов стула или ректальных мазков. Идентификация затем проводится с помощью микроскопии или агглютинации антител.

Вибриоз

Вибриоз является признаком более тяжелой инфекции, вызванной бактериями рода Vibrio. Распространенные причины вибриоза включают употребление сырых или недостаточно приготовленных морепродуктов, особенно устриц, или попадание морской воды в рану. В большинстве случаев инфекции, вызванные V. parahaemolyticus, протекают самостоятельно и проявляются диареей, тошнотой, головной болью, лихорадкой и ознобом. V. vulnificus может привести к более серьезному заболеванию, особенно при инфицировании ран, которое может перерасти в некротизирующий фасциит. V. parahaemolyticus является наиболее частым возбудителем вибриоза, однако V. vulnificus чаще встречается у людей с определенными факторами риска, такими как пожилой возраст, заболевания печени или сахарный диабет. Диагноз вибриоза, как и других инфекций Vibrio, может быть поставлен при исследовании посевов стула. V. parahaemolyticus и V. vulnificus образуют зеленые колонии. Пациентам, которым не удается восполнять потерю жидкости перорально, может потребоваться внутривенная инфузионная терапия. Хотя большинство видов Vibrio чувствительны к антибиотикам, таким как доксициклин или ципрофлоксацин, антибиотикотерапия не сокращает продолжительность болезни или период выделения возбудителя. Однако, если пациент тяжело болен, имеет высокую температуру или сопутствующие заболевания, можно начать пероральную антибиотикотерапию доксициклином или ципрофлоксацином.

Вибриоз

Профилактика вибриоза в основном осуществляется в пищевой промышленности. Продукты питания, преимущественно морепродукты, которые часто содержат бактерии рода Vibrio, регулярно контролируются. Вода, из которой вылавливают или выращивают морепродукты, анализируется для определения содержания микроорганизмов. Методы переработки пищевых продуктов, такие как пастеризация и обработка высоким давлением, используются для уничтожения микроорганизмов и патогенов. Aliivibrio fischeri (или V. fischeri) известен своим мутуалистическим симбиозом с гавайским бобтейлом, который зависит от микробной люминесценции.

Флагель

"Типичные" вибрионы, обнаруженные на ранних этапах изучения, такие как V. cholerae, имеют единственный полярный жгутик (монотрих) с влагалищем. У некоторых видов, таких как V. parahaemolyticus и V. alginolyticus, присутствуют как один полярный жгутик с влагалищем, так и тонкие жгутики, расположенные по всей поверхности (перитрихи), а у других видов, например V. fischeri, наблюдаются пучки полярных жгутиков с влагалищем (лофотрих).

Влияние на вирулентность

Мотильность играет очень важную роль в инфекционности видов Vibrio. Исследования показали, что различные мутанты Vibrio с дефектами в синтезе жгутиков или неспособные к передвижению, демонстрируют дефекты в процессе заражения. Потеря мотильности у Vibrio приводит к нарушению колонизации и адгезии к кишечнику хозяина. Для того чтобы бактерия-реципиент могла связывать, поглощать и рекомбинировать экзогенную ДНК в свою хромосому, она должна стать компетентной, то есть перейти в особое физиологическое состояние. Процесс поглощения ДНК у естественно компетентной V. cholerae включает в себя пилюс, индуцированный состоянием компетентности, и белок, связывающий ДНК, который действует как храповик и наматывает ДНК в периплазму. Естественная трансформация также описана для V. fisheri, V. vulnificus и V. parahaemolyticus.

Малая РНК

V. cholerae использовался в исследованиях, приведших к открытию многих бактериальных малых РНК. С помощью sRNA-Seq и Northern blot были идентифицированы и охарактеризованы кандидатные малые РНК, такие как IGR sRNA (внутригенная область), AS sRNA (транскрибируемые с антисенсовой цепи открытой рамки чтения (ORF) и производные от ORF. Один из кандидатов, выявленных в ходе этого исследования, IGR7, был показан вовлеченным в метаболизм углерода и впоследствии переименован в MtlS РНК. Другие малые РНК, идентифицированные в V. cholerae с использованием генетических скринингов и вычислительных методов, включают Qrr РНК, регуляторную РНК Vibrio для OmpA, MicX sRNA, РНК Vibrio cholerae, активируемые ToxT, tfoR РНК и VqmR sRNA.