Miten mikrobit tarttuvat? Markku Koskela, yl NordLab Oulu, mikrobiologia
Mistä ihminen saa mikrobitartunnan? Omasta normaalista mikrobifloorasta (iho, suu, suolisto, genitaalit) Normaalifloora suojaa haitallisemmilta mikrobeilta Normaalin flooran opportunistit patogeenit ->tauti Elinympäristöstä Muista ihmisistä (ja eläimistä); käsihygienia Ympäristöstä (maaperä, vesi; hengitetty ilma; koti, kylä, kauppa, kuntosali; hoitolaitos; ulkomailta) Elintarvikkeista Eläinten välityksellä (hyönteiset, lemmikit, tuotantoeläimet) Epidemiat (hengitystiet, suu->suoli, iho)
Staphylococcus aureuksen tarttuminen iholle ja limakalvoille Krishna & Miller, Curr Opin Microbiol 2012:15:28-35 Terve iho. Viileä lämpötila ja matala ph. Ehyt pinta, johon avautuu hikirauhasia ja karvatuppeja. Ihon poimuissa ja tiehyeissä on normaalia mikrobiflooraa (Staphylococcus epidermidis, Propionibacterium acnes, yms.). Dermiksessä on immuunipuolustuksen soluja.
Staphylococcus aureuksen tarttuminen iholle ja limakalvoille Krishna & Miller, Curr Opin Microbiol 2012:15:28-35 Staphylococcus aureus-bakteerin pinnassa on tarttumisrakenteita. Fibronektiiniin sitoutuva proteiini A ja B sekä soluseinämän lipoteikkohappo. Fibrinogeeniin sitoutuvat veriplasman hyydyttävät A ja B tekijät, samoin raudan säätelemä pintarakenne.
Staphylococus aureus-bakteerin tarttuminen ihoon S aur. tarttumiskeinoja Tarttuu solujen pintarakenteisiin (fibrinogeeni, fibronektiini, ym.) Väistää ihon antimikrobisten peptidien (defensiinit, ym) vaikutusta Vastustaa luonnollista immuniteettia (toksiinit yms. superantigeenit) Ihon vastustuskeinoja Alhainen lämpötila ja ph Normaaliflooran bakteerit, mm S epidermidis peittää pinnan, tuhoaa S aureuksen biofilmiä ja aktivoi defensiinien tuotantoa Ihon pintasolut tuottavat S aureuksen lisääntymistä ja kolonoitumista vastustavia tekijöitä
Staphylococcus aureus-ihoinfektio Krishna & Miller, Curr Opin Microbiol 2012:15:28-35 Interleukiinit ->sytokiinit,kemokiinit,antimikrobiset peptidit ->verestä neutrofiilit ->absessi ja S aureuksen tappaminen.
Staphylococcus aureus (MRSA)-nenäkantajuus Sivaraman et al. Future Microbiol 2009:4:999-1008. Nenäkantajuus 25-35%. Kehitysmaissa vähäisempi! Syy?? S aureuksesta johtuvat tekijät -monen geenin yhteisvakutus -> mm. Fibrinogeeniin sitoutuva proteiini (clfb) on tärkeitä kantajuustekijä Ihmisestä johtuvia tekijöitä -HLA-DR3-assosiaatio -Immuunigeenien polymorfismi -TLR-2 välttämätön nenän limakalvon soluissa
Staphylococcus epidemidis ja biofilmi Fey & Olson. Future Microbiol 2010:5:917-933. S epidermidiksellä (SE) vähän muita virulenssitekijöitä kuin biofilmin muodostus. SE tarttuu varsinkin vierasmateriaalien (kanyylit, proteesit) pintaan. SE suojassa biofilmin sisällä ->tarvittaisiin jopa yli 1000- kertainen lääkepitoisuus sen tuhoamiseksi ->tehokas hoito: ínfektoituneen kanyylin, proteesin yms poisto. (Biofilmi on monen bakteerin ja hiivasienen virulenssitekijä)
SE:n biofilmin muodostuminen Fey & Olson. Future Microbiol 2010:5:917933. SE:n tarttuminen (adhesio) vierasmateriaalin pintaan: epäspesifinen ilmiö jota auttavat spesifisesti SE:n adhesiinit/autolysiinit ja solun ulkoinen DNA. Seerumin proteiineja (fibronektiini, kollageeni, fibrinogeeni,ym) tarttuu SE:n reseptoreihin. Biofilmin kerrostuminen (akkumulaatio), solujen takertuminen toisiinsa. Apuna PIA (polysaccharide intercellular adhesin). Biofilmin kypsyminen, SE:n metabolian muutos ->resistenssi immuunijärjestelmälle ja antibiooteille. Biofiomin irtoaminen->etäpesäkkeitä
Streptokokkien tarttuminen ja kolonisaatio Nobss et al. Microbiol Molecular Biol Rev 2009:73:407-450
Streptokokkien tarttuminen ja kolonisaatio Runsas lähisukulaisten joukko, jonka sisällä geenien siirtoa->tartuntarakenteiden monimuotoisuus Streptokokkien adhesiinit tarttuvat solujen pintarakenteisiin (sokerit, ym), jotka vaihtelevat eri pinnoilla (suu, hammas; iho; genitaalit)-> pinnoille monilajinen bakteerifloora. Adhesiineja: soluseinän polypeptidit, Str A:n M- proteinit, Ig sitovat prot., fibronektiinia sitovat prot. Myös muihin bakteerilajeihin tarttuvat peptidit ->monilajinen bakteeriyhteisö. Bakteerien välinen yhteydenpitojärjestelmä.
Uropatogeeninen E coli ja VTI Dhakal et al Eur J Clin Inves 2008:38:2-11. E coli tarttuu värekarvojensa (P1 fimbria,ym) avulla virtsarakon epiteeelin pintaan. Osa bakteereista tunkeutuu epiteelisoluihin-> osa joutuu pian solusta ulos, osa voi viipyä solussa pitempään ja rajoitetusti lisääntyä siinä.
EHEC ja suolistotartunta Farfan &Torres Infect&Immunun 2012:80:903-913. Sytotoksiinia tuottava E coli (STEC) tarttuu suolen limakalvon epiteelisoluun Lpf-värekarvallaan ja edelleen intimin adhesiinilla epiteelisolun intimiiniresptoriin (Tir) ja nunleoliiniin ->toksiinin tuotto (Stx)->toksiini verenkiertoon ja kudosvauriot (munuainen, verisolut).
EHEC ja suolistotartunta Farfan &Torres Infect&Immunun 2012:80:903-913. Sama toksiinia tuottava E coli (O157) voi kolonisoida ja muodostaa biofilmin oireettoman nautaeläimen suolen limakalvolle tai tuorevihanneksen (pinaatti, salaatti) pinnalle.
Solunsisäiset bakteeripatogeenit (Listeria ) Cossart & Roy Manipulation of host membrane machinery by bacterial pathogens. Curr Opin Cell Biol 2010:22:547-554. Listeria-bakteerin internalin A ja B invasioproteiinit sitoutuvat epiteelisolun reseptoreihin -> epiteelisolun membraani ympäröi bakteerin ja se siirtyy solun sisään vakuolissa. Sieltä se voi tarvittaessa paeta pois! Yersinialla samanlainen mekanismi piiloutua solun sisälle.
Solunsisäiset bakteeripatogeenit (Shigella ) Cossart & Roy Manipulation of host membrane machinery by bacterial pathogens. Curr Opin Cell Biol 2010:22:547-554. Shigella tunkeutuu itse indusoimallaan siirtomekanismilla suolen epiteelisolun sisälle ja sieltä pois. Samanlainen mekanismi invasiivisilla Salmonellatyypeillä.
Bakteeripatogeenien elämä ihmissolun sisällä Cossart&Roy 2010 Bakteerit suojautuvat vakuoleihin niitä hajottavilta entsyymeiltä, lisääntyvät niissä ->solu hajoaa ja bakteerit etsivät uuden solun.
Candida albicans-hiivan tarttuminen Mayer et al. Virulence 2013:15:119-128. C albicans tarttuu epiteelisoluun adhesiinien avulla ->rihmamuotoon -> invasiivien avulla indusoi kudokseen pääsyn. Muodostaa biofilmin keinomateriaalin pintaan. Muita mekanismeja (oik.alhaalla).
Noroviruksen tarttuminen Ohe. Tohoku J Exp Med 2013:229:125-129. Tartuntaketjun tuntemattomat tekijät?
Influenssaviruksen tarttuminen Hamilton et al. Viruses, 2012:4:1144-1168 Influenssavirus tarttuu hemagglutiniinilla (H) epiteelisolun sialihapporakenteisiin. Neuraminidaasi (N) pilkkoo epiteelisolun pinnan limaa ja auttaa viruksen pääsyä epiteelisolun sisälle (ja auttaa solussa syntyneiden uusien virusten pääsyn solusta ulos.)
Influenssatartunnan estäminen Barik, New treatments of influenza. BMC Med 2012:13:104- Influenssarokotus: vasta-ainetuotanto viruksen rakenteita kohtaan ->viruksen kyky infektoida ihmisen soluja estyy. Influenssaviruslääkkeet (Barik BMC Med 2012: 13:104-119.) M2-ionikanavan inhibittorit: -amandatiini, rimantadiini Neuraminidaasin inhibiittorit -oseltamaviiri (Tamiflu) -zanamiviiri (Relenza) -laninamiviiri (Inavir),ym Hemagglutiniinin inhibiittorit: Peptidivalmisteita (uusia)
Bakteerien säilyvyys infektiokykyisinä kuivalla pinnalla (Kramer et al. BMC Infect Dis 2006:6:130-)
Bakteerien säilyvyys infektiokykyisinä kuivalla pinnalla (Kramer et al. BMC Infect Dis 2006:6:130-)
Virusten säilyvyys infektiokykyisinä kuivalla pinnalla (Kramer et al. BMC Infect Dis 2006:6:130-)
Virusten säilyvyys infektiokykyisinä kuivalla pinnalla (Kramer et al. BMC Infect Dis 2006:6:130-)
Sienten säilyvyys infektiokykyisinä kuivalla pinnalla (Kramer et al. BMC Infect Dis 2006:6:130-)
Patogeenien säilyminen infektiivisinä ympäristössä Infl A virus kylmässä (6-8 C) ja kuivassa paremmin kuin lämpimässä 20-25 C ja kosteassa. Vaipalliset virukset parhaiten kuivassa (RH 20-30%) ja vaipattomat virukset kosteassa (RH 70-90%). Bakteerit (E.coli, K pneum) parhaiten viileässä (alle 24 C). (Tang. J R Soc Interface 2009:6:S737-46.) Pandeminen 2009 H1N1 influenssavirus säilyi infektiivisenä N95- respiraattorissa 6 vrk. (Coulliette et al. Appl Environ Microbiol 2013:79:2148-55). Norovirus säilyi infektiivisenä ruostumattomalla teräspinnalla yli 4 viikkoa/ 4 C, HL ja 37 C kun E coli säilyi hengissä vain 60min/4 C, 45 min/hl ja 15 min/37 C. (Liu et al. J Food Prot 2012:75:2151-7). Omenan pinnalla S aureus säilyi infektiivisenä hyvin 2 vrk, EHEC O157:H7 ja Salmonella typhimurium heikommin. Omenan siivussa kaikki säilyivät hyvin. (Tian et al. Food Microbiol 2013:35:21-6. EHEC O157:H7,Listeria monocytogenes, Salmonella typhimurium ja Staphylococcus aureus eivät kestäneet persikan ja luumun pinnalla kaupallista kuljetusjärjestelmää (+0,5 C)
Tervettä syksyä!