Па́лочка Ха́нсена, или баци́лла Ха́нсена[1] (лат. Mycobacterium leprae) — вид актиномицетов из семейства Mycobacteriaceae, один из возбудителей лепры (проказы).
| Палочка Хансена | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 Mycobacterium leprae (окраска по Цилю — Нельсену) | ||||||||||
| Научная классификация | ||||||||||
|
Домен: Тип: Класс: Порядок: Семейство: Род: Вид: Палочка Хансена |
||||||||||
| Международное научное название | ||||||||||
| Mycobacterium leprae (Hansen 1880) Lehmann and Neumann 1896 | ||||||||||
| Синонимы | ||||||||||
|
||||||||||
| ||||||||||
Mycobacterium leprae (лат. Mycobacterium leprae) — это бактерия, вызывающая проказу, также известную как «болезнь Хансена», которая является хроническим инфекционным заболеванием, поражающим как периферические нервы, так и кожу, глаза, нос и мышцы. Проказа может возникать в любом возрасте от младенчества до пожилого возраста, но она излечима, и лечение может предотвратить инвалидность. Вид был обнаружен в 1873 году норвежским врачом Герхардом Хансеном[2], который искал бактерии в кожных узлах пациентов с проказой. Это была первая бактерия, которая была идентифицирована как вызывающая болезнь у людей.
Лепра
правитьВызываемая палочкой Хансена лепра — хроническое гранулёматозное заболевание, которое может протекать в трёх клинических формах: лепроматозной, туберкулоидной и недифференцированной[3]. Поражаются преимущественно периферические нервы и нервные окончания, верхние дыхательные пути, глаза, у мужчин — яички. Основные пути передачи — воздушно-капельный и контактный[4].
Ввиду тяжести заболевания и отсутствия вероятности реконвалесценции, в прошлом прокажённых нередко изгоняли из поселений. Кроме того, со Средневековья практикуется изоляция больных в лепрозориях. Предположительно, в Европу проказа была занесена из Передней Азии во время крестовых походов[5].
Морфология и физиология бактерии
правитьЭто внутриклеточная, плеоморфная, кислотоустойчивая, патогенная бактерия. M. leprae - аэробная палочка (палочковидная бактерия) с параллельными сторонами и круглыми концами, окруженная характерным восковым налетом, уникальным для микобактерий. По размеру и форме он очень похож на Mycobacterium tuberculosis. Эта бактерия часто встречается в большом количестве в очагах лепроматозной проказы, которые обычно группируются вместе, как пучки сигар, или располагаются в частоколе. Благодаря своему густому восковому покрытию M. leprae окрашивается карболовым фуксином, а не традиционным окраской по Граму. Для созревания культуры требуется несколько недель.
Оптическая микроскопия показывает M. leprae в виде комков, округлых масс или в группах палочек рядом друг с другом, в диапазоне от 1 до 8 мкм в длину и от 0,2 до 0,5 мкм в диаметре. Трудность в культивировании организма, по-видимому, заключается в том, что он является обязательным внутриклеточным паразитом, в котором отсутствуют многие необходимые гены для независимого выживания. Сложная и уникальная клеточная стенка, которая затрудняет разрушение представителей рода Mycobacterium, по-видимому, также является причиной крайне медленной скорости репликации. Факторы вирулентности включают восковое наружное покрытие, образованное при производстве миколиновых кислот, уникальных для микобактерий. Не образуют спор и капсул, неподвижны. В культурах встречаются разветвлённые, сегментированные формы.
Цитоплазма микобактерии лепры окружена несколькими оболочками:
- микрокапсула — полисахаридная оболочка из 3—4 слоёв толщиной 200—250 нм, прочно связанная с клеточной стенкой и лежащая на её поверхности, которая защищает микобактерию от воздействия внешней среды, обладает антигенными свойствами (термостабильный и термолабильный антигены), проявляет серологическую активность[4];
- клеточная стенка — ограничивает микобактерию снаружи, обеспечивает стабильность размеров и формы клетки, механическую, осмотическую и химическую защиту, включает факторы вирулентности — липиды, с фосфатидной фракцией которых связывают вирулентность микобактерий, а также миколовую кислоту, лепрозиновую оксикислоту и воск (лепрозин);
- цитоплазматическая мембрана — включает липопротеиновые комплексы, ферментные системы
Нуклеоид состоит из кольцевой ДНК без плазмид.
Патоген является облигатным внутриклеточным паразитом[6] — на питательных средах, применяемых для культивирования туберкулёзного возбудителя, рост получен не был, однако их удалось культивировать на жидких яичных средах, содержащих лизаты семенников животных и рыб. В литературе описана также возможность культивирования на специальных средах с добавлением сывороточного белка при температуре 32 °C, однако рост также медленный. Культуральные формы отличаются от тканевых и теряют патогенность для животных[7].
В лаборатории линии этой микобактерии поддерживаются в броненосцах, а также на лапках мышей.
Патогенез
правитьИнкубационный период M. leprae может составлять от 6 месяцев до 40 лет[8].
Бактерия реплицируется внутриклеточно внутри гистиоцитов и нервных клеток и имеет две формы. Одной из форм является «туберкулоид», который вызывает клеточный ответ, который ограничивает его рост. При этой форме M. leprae размножается в месте проникновения, обычно в кожу, вторгаясь и колонизируя шванновские клетки. Микроб затем индуцирует Т-хелперные лимфоциты, эпителиоидные клетки и гигантскую клеточную инфильтрацию кожи, в результате чего у инфицированных людей появляются крупные сплющенные пятна с приподнятыми и приподнятыми красными краями на коже. Эти пятна имеют сухие, бледные, безволосые очаги, сопровождающиеся потерей чувствительности на коже. Потеря чувствительности может развиться в результате вторжения периферических чувствительных нервов. Пятно в месте проникновения через кожу и потеря болевого ощущения являются ключевыми клиническими признаками того, что у человека туберкулезная форма проказы.[источник не указан 559 дней]
Второй формой проказы является «лепроматозная» форма, при которой микробы размножаются в макрофагах в месте проникновения. Они также растут в эпителиальных тканях лица и мочек ушей. Индуцированные Т-клетки-супрессоры многочисленны, но эпителиоидные и гигантские клетки редки или отсутствуют. При нарушении клеточно-опосредованного иммунитета в макрофагах появляется большое количество M. leprae, а у инфицированных пациентов в месте входа появляются папулы, отмеченные складками кожи. Постепенное разрушение кожных нервов приводит к тому, что называют «классическим львиным лицом». Широкое проникновение этого микроба может привести к серьезным повреждениям тела; например, потеря костей, пальцев рук и ног.[источник не указан 559 дней]
Геном
правитьГеном палочки Хансена был успешно расшифрован в 2001 году на материале штамма, выделенного в штате Тамилнад (Индия) и обозначенного TN. Его длина составила 3 268 203 пар нуклеотидных оснований, а содержание гуанина и цитозина — 57,8 %. Значения оказались намного ниже, чем соответствующие значения у возбудителя туберкулёза — палочки Коха (соответственно, 4 441 529 пар и 65,6 %).
Число общих генов Mycobacterium tuberculosis и Mycobacterium leprae составляет около 1500. Сравнительный анализ показывает, что микобактерии, произошедшие от общего предка, на первоначальном этапе имели геном аналогичного размера. На сокращение генома с 4,42 миллионов пар оснований до 3,27 миллионов пар приходится потеря около 1200 генных последовательностей. Значительная редукция генетического материала у M. leprae сопровождалась помимо потери генов генетическими перестройками и появлением псевдогенов из прежде функционировавших генов: лишь 50 % генома кодирует белки (у M. tuberculosis этот показатель составляет 91 %)[9].
В более раннем исследовании[10] было получено несколько меньшее значение содержания гуанин-цитозиновых пар (56,2±1 %). Размер генома, определённый в этой работе: (2,2±0,3)⋅109 дальтон (что соответствует (3,5±0,5) миллионам пар оснований) — достоверно не отличается от данных по секвенированию. В исследовании также были получены данные о различиях генома микобактерий лепры и Mycobacterium «lufu» (доля GC-пар составляет 61 %, геном имеет размеры 3,1⋅109 дальтон), а также о различиях с Mycobacterium vaccae (доля GC-пар составляет 65 %, геном имеет размеры 3,1⋅109 дальтон).
В опубликованной в 2013 году в журнале Science работе генетиков из Тюбингенского университета было показано, что геном возбудителя практически не изменился за 500 лет[11].
Исследование ДНК образца BEL024 из некрополя Студёнка (Белоруссия) позволило выявить новый генотип возбудителя лепры. Изучение геномов бактерий из ранее неизученных регионов (Беларусь, Иберия, Россия, Шотландия), из нескольких мест в одном регионе (Кембриджшир, Англия) и из двух иберийских лепрозориев позволило подтвердить данные о генетической изменчивости M. leprae в Европе и существовании сходных филогеографических моделей по всей Европе, включая высокое разнообразие в лепрозориях[12].
Сходство с Mycobacterium «lufu»
правитьВ своих работах М. Ю. Юшин доказывал тождественность свободноживущих микобактерий-сапрофитов Mycobacterium lufu и паразитических Mycobacterium leprae[13]. Однако, при исследовании генома разных видов микобактерий получены данные о различиях генома микобактерий лепры и Mycobacterium «lufu» (доля GC-пар составляет 61 %, геном имеет размеры 3,1⋅109 дальтон), а также о различиях с Mycobacterium vaccae (доля GC-пар составляет 65 %, геном имеет размеры 3,1⋅109 дальтон).
Примечания
править- ↑ Палочка Хансена — статья из Большой советской энциклопедии.
- ↑ Биография Герхарда Хансена Архивная копия от 19 июля 2012 на Wayback Machine на whonamedit.com (англ.)
- ↑ Воробьёв А. А. Атлас по медицинской микробиологии, вирусологии и иммунологии. — МИА, 2003. — С. 75. — ISBN 5-89481-136-8
- ↑ 1 2 Борисов Л. Б. Медицинская микробиология, вирусология и иммунология. — МИА, 2005. — С. 442—443. — ISBN 5-89481-278-X
- ↑ Большая советская энциклопедия Том 49. стр. 119. Статья ЭПИДЕМИЯ. Дата обращения: 14 июня 2013. Архивировано из оригинала 5 марта 2016 года.
- ↑ Воробьёв А. А. Атлас по медицинской микробиологии, вирусологии и иммунологии. — МИА, 2003. — С. 44. — ISBN 5-89481-136-8
- ↑ Пяткин К. Д. Микробиология с вирусологией и иммунологией. — М.: Медицина, 1971. — С. 267—268.
- ↑ Проказа. doktorland.ru. Дата обращения: 14 августа 2015. Архивировано 17 августа 2013 года.
- ↑ Cole S. T., Eiglmeier K., Parkhill J. et al. (2001). Massive gene decay in the leprosy bacillus. Nature 409 (6823): 1007—1011 doi:10.1038/35059006 PMID 11234002
- ↑ Clark-Curtiss J.E. et al. Molecular analysis of DNA and construction of genomic libraries of Mycobacterium leprae (англ.) // Journal of Bacteriology : journal. — 1985. — Vol. 161, no. 3. — P. 1093—1102. — PMID 3882664.
- ↑ Ученые «реанимировали» возбудителя средневековой проказы - Прошлое : Наука / infox.ru. Дата обращения: 14 июня 2013. Архивировано 18 июня 2013 года.
- ↑ Saskia Pfrengle et al. Mycobacterium leprae diversity and population dynamics in medieval Europe from novel ancient genomes Архивная копия от 9 ноября 2021 на Wayback Machine // BMC Biology volume 19, Article number: 220. Published: 05 October 2021 (Supplementary Information. Supplementary Tables. Table S1: Sample IDs, archaeological sample name archaeological dates, sample description, age at death, mitochondrial haplogroups, and archaeological and molecular sex of all analys Архивная копия от 6 октября 2021 на Wayback Machine
- ↑ Биологические параллели Mycobacterium leprae и Mycobacterium «lufu» М. Ю. Юшин