Brucella suis
豚ブルセラ症を引き起こす細菌

Brucella suis
Brucella suis culture
Scientific classification この分類を編集する
Domain: Bacteria
Kingdom: Pseudomonadati
Phylum: Pseudomonadota
Class: Alphaproteobacteria
Order: Hyphomicrobiales
Family: Brucellaceae
Genus: Brucella
Species:
B. suis
Binomial name
Brucella suis
Huddleson, 1929

Brucella suis is a bacterium that causes swine brucellosis, a zoonosis that affects pigs. The disease typically causes chronic inflammatory lesions in the reproductive organs of susceptible animals or orchitis, and may even affect joints and other organs.[1] The most common symptom is abortion in pregnant susceptible sows at any stage of gestation.[2] Other manifestations are temporary or permanent sterility, lameness, posterior paralysis, spondylitis, and abscess formation. It is transmitted mainly by ingestion of infected tissues or fluids, semen during breeding, and suckling infected animals.[3]

Since brucellosis threatens the food supply and causes undulant fever,[4] Brucella suis and other Brucella species (B. melitensis, B. abortus, B. ovis, B. canis) are recognized as potential agricultural, civilian, and military bioterrorism agents.[5]

Symptoms and signs

The most frequent clinical sign following B. suis infection is abortion in pregnant females, reduced milk production, and infertility.[6] Cattle can also be transiently infected when they share pasture or facilities with infected pigs, and B. suis can be transmitted by cow's milk.[6][7]

Swine also develop orchitis (swelling of the testicles), lameness (movement disability), hind limb paralysis, or spondylitis (inflammation in joints).[7]

Cause

Brucella suis is a Gram-negative, facultative, intracellular coccobacillus, capable of growing and reproducing inside of host cells, specifically phagocytic cells.[8] They are also not spore-forming, capsulated, or motile.[8] Flagellar genes, however, are present in the B. suis genome, but are thought to be cryptic remnants because some were truncated and others were[8] missing crucial components of the flagellar apparatus.[9][10] In mouse models, the flagellum is essential for a normal infectious cycle, where the inability to assemble a complete flagellum leads to severe attenuation of the bacteria.[11]

ブルセラ・スイスは5つのバイオバー（系統）に分化しており、バイオバー1～3はイノシシや家畜の豚に感染し、バイオバー1と3はヒトに重篤な疾患を引き起こす可能性がある。[1] 一方、ヨーロッパのイノシシに見られるバイオバー2は、軽度の臨床症状を示すか全く示さず、健康なヒトには感染しないが、豚やノウサギには感染する。[12]

病因

食細胞は宿主の自然免疫系に不可欠な構成要素であり、酸化バースト、ファゴソームの酸性化、ファゴソームとリソソームの融合といった 様々な抗菌防御機構によって病原体を排除する。一方、 B. suisは、宿主細胞の防御機構に対抗してマクロファージ内で生存し、宿主の免疫応答を抑止する手段を発達させている。[要出典]

B. suis は、全長の O-鎖を持つ滑面リポ多糖(LPS) を有し、これは O-鎖が短縮されているか O-鎖を持たない粗面 LPS とは対照的である。 [13]この構造的特徴により、 B. suis はマクロファージ表面の脂質ラフトと相互作用して細胞内に取り込まれ、形成された脂質に富むファゴソームは、このエンドサイトーシス経路を通じてリソソームとの融合を回避することができる。[14] さらに、マクロファージへのこの密かな侵入は、細胞の正常な輸送に影響を与えない。[15]また、滑面 LPS は、 TNF-α非依存的なメカニズムを通じて O-多糖による宿主細胞のアポトーシスを阻害し、これによりB. suis は宿主の免疫系の活性化を回避することができる。[13]

マクロファージに侵入したB. suisは、主にアミノ酸合成のための代謝遺伝子を発現することで、ファゴソーム内のpH 4.0～4.5への急速な酸性化に耐えることができます[16] 。 [15]酸性pHは、virBオペロンの主要な毒性遺伝子[17]とDnaK シャペロンの合成を誘導することで、細菌の複製に不可欠です。[16] DnaKは熱ショックタンパク質70ファミリーの一部であり、特定の毒性因子の正しい合成と活性化を助けます。[15]

さらに、ニッケル輸送に関わるB. suis遺伝子nikAは金属イオン欠乏によって活性化され、ファゴソーム内で一度発現する。[18]ニッケルは、酸性pHを中和する可能性のあるアンモニアを生成する尿素分解を含む多くの酵素反応に不可欠である。[15] B. suisは強酸性培地では生育できないため、アンモニアによって酸性化から保護される可能性がある。

まとめ：

  • Brucella suis はマクロファージに遭遇しますが、酸化バーストは発生しません。
  • 脂質ラフトはマクロファージの浸透に必要です。
  • ファゴソームは急速に酸性化し、細菌にとってストレスの多い環境を作り出し、毒性遺伝子の活性化を引き起こします。
  • ファゴソーム上の脂質ラフトはリソソームの融合を防ぎ、正常な細胞輸送は影響を受けません。

処理

B. suisは通性かつ細胞内寄生性で、マクロファージ内で環境条件に適応できるため、治療の失敗率と再発率は高い。[ 7] 人獣共通感染症を効果的に制御・根絶するには、感受性のあるすべての宿主へのワクチン接種と感染動物の駆除が唯一の方法である。[19]牛ブルセラ症用に開発され、米国農務省動植物検疫局によって認可された Brucella abortus（粗LPSブルセラ）ワクチンは、一部の豚に対して予防効果を示しており、B. suis感染にも有効であるが、現在豚ブルセラ症用の承認ワクチンはない。[20]

生物兵器

アメリカ合衆国では、 1952年にB. suisが初めて生物兵器として使用され、B. suisを詰めたM33クラスター爆弾という爆弾で実地試験が行われました。[21] しかし、感染者の多くは無症状で死亡率も低いため、それほど脅威ではない生物兵器の1つと考えられており、[22]むしろ無力化剤として使用されています。

参考文献

  1. ^ ab Fretin, D; Whatmore, AM; Al Dahouk, S; Neubauer, H; Garin-Bastuji, B; Albert, D; Van Hessche, M; Ménart, M; Godfroid, J; Walravens, K; Wattiau, P (2008年10月15日). 「リアルタイムPCRによるBrucella suisの同定とbiovar型判定」(PDF) . Veterinary Microbiology . 131 ( 3–4 ): 376–85 . doi :10.1016/j.vetmic.2008.04.003. PMID  18499359.
  2. ^ Godfroid, J; Cloeckaert, A; Liautard, JP; Kohler, S; Fretin, D; Walravens, K; Garin-Bastuji, B; Letesson, JJ (2005). 「マルタ熱の病原体の発見から海洋哺乳類のリザーバーの発見まで、ブルセラ症は継続的に再発する人獣共通感染症である」（PDF） . Veterinary Research . 36 (3): 313– 26. doi : 10.1051/vetres:2005003 . PMID  15845228.オープンアクセスアイコン
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