معلومة

هل توجد نماذج حيوانية للمطثية العسيرة تكرر العدوى البشرية بشكل أفضل من الهامستر؟

هل توجد نماذج حيوانية للمطثية العسيرة تكرر العدوى البشرية بشكل أفضل من الهامستر؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

لذلك أنا أبحث عن بعض المعلومات عن الجرعة المعدية اللازمة لاستعمار الإنسان المطثية العسيرة. لا توجد دراسات حول التحدي البشري ، وبما أنه ليس من مسببات الأمراض المنقولة بالغذاء ، فلا يمكننا الحصول على الكثير من بيانات التفشي.

مما يجعلني أنظر إلى نماذج الحيوانات ، على الأقل للحصول على شكل من احتمالية الإصابة بناءً على جرعة معينة. لكن الأوراق الموجودة على الهامستر تُظهر أنها مصابة بسهولة إلى حد ما ، وأن هذه العدوى شديدة بشكل خاص.

هل هناك نموذج حيواني آخر يحاكي عن كثب ديناميكيات العدوى C. صعب في البشر؟


يعتبر الهامستر أفضل نموذج حيواني تمت دراسته.
تم العثور على المطثية العسيرة في العجول ، والنعام ، والدجاج ، والفيلة ، والكلاب ، والخيول ، والخنازير ، ولكن دورها في العدوى وتسببها المرضي في الحيوانات غير مفهوم إلى حد كبير وربما يتم التقليل من شأنه.


الفئران الميكروبية المتوافقة مع البشر كنموذج متكرر المطثية العسيرة مرض

المطثية العسيرة المرض هو السبب الرئيسي المرتبط بالمضادات الحيوية للإسهال والعدوى المكتسبة من المستشفيات في العالم الغربي. العبء السنوي في الولايات المتحدة وحدها يصل إلى 250000 حالة مع 14000 حالة وفاة وتكاليف طبية تزيد عن مليار دولار. نماذج جديدة لدراسة C. صعب لذلك فإن العدوى وثيقة الصلة بالموضوع.

نتائج

حافظت الفئران C57BL / 6 الخالية من الجراثيم التي خضعت للميكروبات البرازية البشرية السليمة على ميكروبيوتا مستقرة "متوافقة مع البشر" على مدى أجيال متعددة عند وضعها في ظروف معينة خالية من مسببات الأمراض (SPF). كما هو الحال مع الفئران التي تحتوي على ميكروبات تقليدية ، فإن العلاج بكوكتيل من خمسة مضادات حيوية متبوعًا بجرعة واحدة من الكليندامايسين يجعل الحيوانات عرضة للإصابة. C. صعب العدوى (CDI). ومن المثير للاهتمام ، بعد الشفاء من عدوى CDI الأولية ، فإن حقنة واحدة داخل الصفاق من الكليندامايسين كافية للحث على انتكاس CDI. يمكن أن يحدث انتكاس CDI لمدة تصل إلى 35 يومًا بعد الإصابة بعد الشفاء من العدوى الأولية ، ويمكن أن تحدث نوبات متعددة من الانتكاس.

الاستنتاجات

يتيح هذا النموذج دراسة المتكرر C. صعب مرض في مضيف يحتوي على ميكروبات مشتقة من الإنسان. يمكن اختبار علاجات البروبيوتيك باستخدام الميكروبات المشتقة من الإنسان ، سواء كانت وقائية أو علاجية ، داخل النموذج. قد يؤدي تحديد المجتمعات الميكروبية المشتقة من الإنسان واختبارها داخل نموذج فأر مجهري متوافق مع البشر إلى تمكين معدل أعلى من النقل الناجح للعلاجات القائمة على البكتيريا من المختبر إلى المرضى من البشر بسبب الميكروبات المتضمنة في البدء من الإنسان والتكيف معه. الجهاز الهضمي.


مقدمة

المطثيات العسيرة تم تأسيسه كعامل مسبب لالتهاب القولون الغشائي الكاذب في عام 1978 ومنذ ذلك الحين ظهر كواحد من أكثر عدوى المستشفيات شيوعًا في الولايات المتحدة. 1،2 دراسة ترصد سكانية ومخبرية قدرت العبء الوطني لـ C. صعب كانت العدوى (CDI) في الولايات المتحدة 462،100 حالة في عام 2017. 3 تقدر تكاليف العلاج السنوية المتعلقة بـ CDI بنحو 4.8 مليار دولار أمريكي في أماكن الرعاية الصحية الحادة في الولايات المتحدة ، مع عبء إضافي في العيادات الخارجية ومرافق الرعاية طويلة الأجل. فحصت مراجعة منهجية حديثة وتحليل تلوي تقارير معدلات حدوث CDI لتطوير تقدير في الدليل العالمي الحالي للعدوى. وقد قدّروا أن المعدل الإجمالي لحدوث CDI المرتبط بمرفق الرعاية الصحية كان 2.24 لكل 1000 قبول سنويًا و 3.54 لكل 10000 مريض - يوم. 5 أثبت تحليل منهجي عالمي آخر ، شمل 195 دولة ، ذلك C. صعب كان مسؤولاً عن معظم الوفيات بين الأطفال الذين تقل أعمارهم عن 5 سنوات و # x02009 وبين جميع الفئات العمرية في البلدان ذات المؤشر الاجتماعي والديموغرافي العالي. 6

استجابة المضيف لـ C. صعب تتراوح البكتيريا من الحمل بدون أعراض ، والإسهال الخفيف إلى التهاب القولون الذي يهدد الحياة ، وفي بعض الحالات ، حتى الموت. 7 لا يزال تكرار المرض بعد الإصابة الأولية يمثل أحد أكبر التحديات في إدارته. يظهر CDI المتكرر في 15 & # x0201335 ٪ من المرضى بعد الإصابة الأولى وفي 33 & # x0201365 ٪ من المرضى الذين أصيبوا بعدوى أو أكثر. 8 يتأثر النطاق الواسع للنتائج بعوامل الفوعة البكتيرية بما في ذلك السموم المشفرة في موضع الإمراضية ، وعوامل التقيد والحركة ، فضلاً عن الحالات المرضية المشتركة للمضيف والاستجابات المناعية. 9 إن وجود ميكروبيوم الأمعاء الصحي له أيضًا تأثير على تطور CDI لأنه يوفر مقاومة ضد C. صعب الاستعمار. 10 وُجد أن معدلات الاستعمار بدون أعراض لدى البالغين الأصحاء تصل إلى 17.5٪. 11 & # x0201313 قد يعمل المستعمرون بدون أعراض كحاملون محتملون للأمراض ولديهم خطر نقل CDI للآخرين أو قد يتطورون إلى العدوى بأنفسهم إذا كانوا يحملون سلالات السمية. 14،15 على الرغم من أن تعطيل ميكروبيوم الأمعاء الواقي ، غالبًا عن طريق استخدام المضادات الحيوية ، يمكن أن يؤهب لـ CDI ، 16 فإن الجهاز المناعي للمضيف يحدد أيضًا تطور المرض المصحوب بأعراض ويعتقد أن تكرار العدوى من البيئة ينتج عنه جسم مضاد وقائي استجابة في البالغين الأصحاء. 17 كما أدى إدراك الدور الحاسم الذي تلعبه الاستجابة المناعية البشرية في التسبب في المرض إلى تطوير علاجات دوائية تستهدف جهاز المناعة.


مقدمة

وفقًا للبيانات الصادرة عن منظمة الصحة العالمية (WHO) ، تم تصنيف العوامل المعدية التي تسبب التهابات الجهاز التنفسي السفلي وأمراض الإسهال والسل ضمن الأسباب العشرة الأولى للوفاة في جميع أنحاء العالم ، مما أدى إلى وفاة 5.7 مليون في عام 2016 (1). من الواضح أننا بحاجة إلى تحسين فهمنا لهذه الأمراض والعوامل الممرضة من أجل تطوير عقاقير ولقاحات أكثر فعالية. تحقيقا لهذه الغاية ، نحتاج إلى نموذج حيواني مناسب يمكنه محاكاة التسبب في العدوى بدقة أكبر لأن العدوى تحفز عادة عملية معقدة من الاستجابات المناعية للمضيف والتي في المختبر التجارب غير قادرة على المحاكاة. فقط في الجسم الحي يمكن للنماذج تقييم مدى تعقيد استجابات المضيف بدقة والسماح بتقييم الفعالية والآثار الضارة للأدوية أو اللقاح.

الهامستر السوري (Mesocricetus auratus) كنموذج حيواني لدراسة الأمراض المرتبطة بالإنسان لأكثر من 60 عامًا. لقد وثق عدد من الدراسات أن الهامستر السوري يمثل نماذج أفضل لتحليل العدوى الفيروسية مقارنة بنماذج الفئران حيث أن التشابه مع البشر فيما يتعلق بأعراض المرض والتشخيص والاستجابات المناعية أكبر (2 & # x020134). لقد أثبتنا نحن وآخرون أن السيتوكينات البشرية ، بما في ذلك عامل تحفيز مستعمرة الخلايا البلعمية المحببة (GM-CSF) وإنترلوكين 12 (IL-12) ، تعمل بكامل طاقتها في نماذج الهامستر ، ولكن ليس في نماذج الفئران (5 ، 6). إلى جانب المزايا الأخرى ، مثل معدل التكاثر السريع وسهولة التعامل ، يعد الهامستر السوري خيارًا أفضل مقارنة بالحيوانات الصغيرة الأخرى.

على الرغم من استخدام الهامستر السوري تاريخيًا في أبحاث الأمراض ، إلا أن قيمته كنموذج حيواني في دراسة الأمراض المعدية لم تتحقق إلا مؤخرًا. مع التقدم في تقنيات تحرير الجينات ، زادت شعبيتها بشكل كبير (الشكل 1). يعد استخدام نماذج الهامستر السوري المهندسة وراثيًا (GESH) أمرًا بالغ الأهمية لفهم تطور المرض ولتطوير نظم العلاج الوقائي والعلاجي. تم تطوير أول هامستر سوري STAT2 بالضربة القاضية (KO) في عام 2014 ، باستخدام نظام CRISPR / Cas9 لاستهداف سلالة جرثومية الهامستر (7). يعد STAT2 عنصرًا حاسمًا في مسار تحويل إشارة الإنترفيرون من النوع الأول (IFN) وقد ظهر نموذج الهامستر كنموذج الحيوان الصغير الوحيد المسموح به لعدوى Adenovirus (AdV) ، وبالتالي ، كان نموذج STAT2 KO حاسمًا في توصيف الفيروس الغدي. التسبب (8).

شكل 1. عدد المنشورات التي تستخدم الهامستر السوري كنموذج مرضي. يتم عرض عدد المنشورات التي تستخدم الهامستر السوري كنموذج حيواني من عام 1997 حتى عام 2017. لكل معيار ، تم تحديد عدد المنشورات من خلال البحث باستخدام قاعدة بيانات ScienceDirect. تم إجراء البحث باستخدام الكلمات الرئيسية & # x0201CSyrian hamster & # x0201D or & # x0201Cgolden hamster & # x0201D AND & # x0201Cmodel & # x0201D AND (1) & # x0201Cviral & # x0201D or & # x0201Cvirus، & # x0، xD0 (2) & # x0201D (3) & # x0201Cinfection & # x0201D أو & # x0201Cdisease & # x0201D.


المطثية العسيرة والجراثيم

قسم الأمراض المعدية ، قسم الطب الباطني ، وقسم الأحياء الدقيقة والمناعة ، جامعة ميشيغان ، آن أربور ، ميشيغان ، الولايات المتحدة الأمريكية.

عنوان المراسلات إلى: Vincent B. Young، Department of Internal Medicine، Division of Infectious Diseases، University of Michigan Medical School، 1520B MSRB I، 1500 W. Medical Center Drive، Ann Arbor، Michigan 48109، USA. الهاتف: 734.764.2237 البريد الإلكتروني: [email protected]

ابحث عن مقالات بواسطة Seekatz، A. في: JCI | PubMed | منحة جوجل

قسم الأمراض المعدية ، قسم الطب الباطني ، وقسم الأحياء الدقيقة والمناعة ، جامعة ميشيغان ، آن أربور ، ميشيغان ، الولايات المتحدة الأمريكية.

عنوان المراسلات إلى: Vincent B. Young، Department of Internal Medicine، Division of Infectious Diseases، University of Michigan Medical School، 1520B MSRB I، 1500 W. Medical Center Drive، Ann Arbor، Michigan 48109، USA. الهاتف: 734.764.2237 البريد الإلكتروني: [email protected]

المطثية العسيرة العدوى (CDI) هي المرض الرئيسي المرتبط بالرعاية الصحية. أظهر كل من النماذج البشرية والحيوانية أهمية قدرة ميكروبيوتا الأمعاء على توفير مقاومة الاستعمار ضدها C. صعب. تشمل عوامل الخطر لتطور المرض استخدام المضادات الحيوية ، التي تعطل ميكروبيوتا الأمعاء ، مما يؤدي إلى فقدان مقاومة الاستعمار وما تلاه من CDI. لا يزال تحديد الميكروبات المحددة القادرة على استعادة هذه الوظيفة بعيد المنال. قد تساعد الدراسات المستقبلية الموجهة إلى كيفية تأثير المجتمعات الميكروبية على البيئة الأيضية في توضيح دور الأحياء المجهرية في تطور المرض. ستعمل هذه النتائج على تحسين العلاجات الحيوية الحالية للمرضى الذين يعانون من CDI ، وخاصة أولئك الذين يعانون من مرض متكرر.

تم تحديده لأول مرة في عام 1935 ، المطثية العسيرة أصبح سببًا رئيسيًا للعدوى المكتسبة من المستشفيات (1 ، 2). من دواعي القلق الشديد الزيادة في الشدة والمراضة التي لوحظت خلال العقد الماضي. داخل الولايات المتحدة ، يُعزى ما يقدر بنحو 14000 حالة وفاة إلى C. صعب العدوى (CDI) سنويًا ، مع التكاليف المرتبطة بها بين مليار دولار و 3 مليارات دولار (3). بالإضافة إلى ذلك ، تفشل خيارات العلاج الأولية في 20٪ - 30٪ من المرضى ، مما يؤدي إلى تكرار المرض. حدثت هذه الزيادات في عبء CDI بالتزامن مع ظهور سلالات مفرطة التوطن (4 ، 5).

منذ اكتشاف C. صعب كعامل مسبب للإسهال المرتبط بالمضادات الحيوية ، توصلنا إلى تقدير أهمية التغييرات في ميكروبات الأمعاء الأصلية ، والتي يطلق عليها مجتمعة الميكروبات ، في تطوير CDI (6). تشير التقديرات إلى أن هذه الميكروبات تحتوي على إمكانات وراثية أكثر بمئة مرة من الجينوم الخاص بنا. وبالتالي ، يمكن أن توفر الكائنات الحية الدقيقة وظائف لا يستطيع المضيف وحده توفيرها ، مثل انهيار العناصر الغذائية الأساسية ، والتمثيل الغذائي للأدوية ، وتطور المناعة ، ومقاومة العوامل الممرضة (7). عززت التطورات التكنولوجية الحديثة فهمنا لدور الكائنات الحية الدقيقة في التسبب في CDI. إن وجود ميكروبات الأمعاء الصحية له أهمية خاصة في تطوير CDI ، وستعتمد الاستراتيجيات العلاجية المستقبلية على فهم أكثر اكتمالاً لدور الجراثيم في الوقاية من الأمراض. في هذه المراجعة ، سنناقش معرفتنا الحالية بدور الكائنات الحية الدقيقة في التسبب في CDI.

إن فهم الآلية المرضية لـ CDI أمر بالغ الأهمية في علاج الأمراض والوقاية منها (الشكل 1). C. صعب هي مادة لاهوائية مُلزمة ، يتم الحصول عليها عن طريق ابتلاع الجراثيم عبر الطريق البرازي-الفموي. يمكن أن تعيش هذه الجراثيم حتى في الظروف البيئية القاسية (8). لأن C. صعب الجراثيم مقاومة أيضًا للمنظفات التي تحتوي على الكحول ، وتنتشر الجراثيم بشكل خاص في بيئات المستشفيات وقد تم اكتشافها بعد أشهر من التعرض الأولي (9 ، 10). الإصابة بسلالة سامة من C. صعب يؤدي إلى مجموعة من العلامات والأعراض السريرية ، من الإسهال والتشنج في الحالات الخفيفة إلى الإصابة بالتهاب القولون الغشائي الكاذب وحتى الموت في حالة المرض الشديد. على الرغم من أن معظم حالات CDI مرتبطة بالرعاية الصحية ، إلا أن هناك نسبة مئوية من الحالات تحدث في المجتمع ويبدو أنها لا علاقة لها باستخدام المضادات الحيوية أو التعرض السابق للرعاية الصحية (الشكل 1 والمرجع 11). دراسة وبائية جزيئية حديثة أجراها Eyre et al. التي تستخدم تسلسل الجينوم الكامل لتتبع التعرض ونقل C. صعب خلص إلى أن ثلث حالات CDI لم تكن مرتبطة بالمستشفى (12). بالإضافة إلى ذلك ، كانت ثلث الحالات فقط مرتبطة وراثيًا ببعضها البعض ، مما يشير إلى مصدر بديل لـ C. صعب مكشوف. C. صعب تم اكتشاف الأبواغ في مصادر بيئية مختلفة ، بما في ذلك الحيوانات الأليفة ومصادر المياه والتربة (13). خزان محتمل آخر لـ C. صعب في السكان الرضع ، حيث يقدر أن الاستعمار يحدث في ما يصل إلى 45 ٪ من الأفراد (14 ، 15). يختلف ميكروبيوم الرضع عن البالغين ، وقد تكون الاختلافات في الميكروبيوم مهمة في كل من مقاومة الاستعمار والأمراض (16 ، 17). على الرغم من ارتفاع معدلات C. صعب لوحظ الاستعمار عند الرضع ، ونادرا ما يصابون بالمرض. تم افتراض أن الرضع قد يفتقرون إلى المستقبلات اللازمة لتطور المرض (18) أو أن المركبات الموجودة في لبن الأم ، مثل IgA للأم ، قد تمنع ارتباط السموم (19). قد توفر الدراسات المستقبلية التي تحلل الاختلافات في ميكروبيوم الرضع المستعمر معلومات مفيدة حول ميكروبات معينة تحمي ضدها C. صعب الاستعمار والعدوى.

التسبب في CDI. تطور المرض يعتمد على مراحل مختلفة من C. صعب دورة الحياة. إن التعرض الأولي للجراثيم من مصادر مختلفة لا يؤدي بالضرورة إلى المرض ، خاصة في الشخص السليم. الميكروبات الصحية المتنوعة قادرة على التدخل C. صعب إنبات الجراثيم والنمو الخضري. ومع ذلك ، إذا كانت البيئة الأيضية والميكروبية للأمعاء مضطربة ، فسيحدث إنبات الأبواغ ، والنمو الخضري ، وإنتاج السموم. الضرر الظهاري والالتهاب والمرض الصريح سريريًا سينتج عن إنتاج السموم. أبواغ C. صعب، وإطلاق الأبواغ في البيئة ، وانتقالها إلى مضيفين جدد يديم الدورة المعدية.

بمجرد تناولها ، يجب أن تنبت الجراثيم وتنمو لتصبح خلايا نباتية تستعمر الجهاز الهضمي. لا يُترجم التعرض للجراثيم دائمًا إلى استعمار ، حيث يجب أن تكون بيئة الجهاز الهضمي مواتية لحدوث هذه الأحداث. تشير الدراسات في المختبر إلى أن الإنبات والنمو في الشكل الخضري يعتمد على وجود أحماض صفراوية أولية محددة ، مثل taurocholate (20 ، 21). على العكس من ذلك ، فإن الأحماض الصفراوية الثانوية الأخرى ، مثل chenodeoxycholate ، تمنع إنبات C. صعب الجراثيم (22). تلعب الميكروبات داخل الجهاز الهضمي دورًا رئيسيًا في عملية التمثيل الغذائي للأحماض الصفراوية (23) ، ومن المفترض أن تعديل مجتمع الكائنات الحية الدقيقة يمكن أن يؤثر على توافر المستقلب. جيل وآخرون. قرر أن مستخلصات الأعور من الفئران المعالجة بالمضادات الحيوية تحتوي على مستويات مرتفعة من الأملاح الصفراوية وعززت إنبات البوغ ، في حين أن مستخلصات الأعور من الفئران غير المعالجة لم تكن كذلك (24). وبالمثل ، Theriot et al. لاحظت تحولات كبيرة في التمثيل الغذائي للفئران المعالجة بالمضادات الحيوية والتي ارتبطت بالتغيرات في بنية المجتمع الميكروبي (25). كشفت كل من دراسات الفئران البشرية والحيوية عن أهمية الأحماض الصفراوية في C. صعب الإنبات والاستمرار في تعزيز معرفتنا بإنبات البوغ (25 - 27).

بمجرد استعمارها ، C. صعب يمكن أن يؤدي إلى التهاب ومرض سموم. C. صعب ينتج 2 من السموم الرئيسية المسؤولة عن المرض ، السموم المطثية الكبيرة A و B (TcdA و TcdB). هذه السموم ، التي يتم إنتاجها خلال المرحلة الثابتة من النمو الخضري ، مسؤولة إلى حد كبير عن الضرر الذي يلحق بالظهارة المخاطية وتحريض الاستجابة الالتهابية (28). سم آخر ، هو C. صعب وقد لوحظ أن السم الثنائي (CDT) يعطل الهيكل الخلوي للأكتين ، وتشير بعض الدراسات إلى أن وجوده قد يزيد من ضراوة الإجهاد (29 ، 30) ومع ذلك ، فإن وجوده لا يرتبط دائمًا بخطورة المرض (31). دورة الحياة الديناميكية لـ C. صعب معقد ، وقد تشارك عوامل مضيفة متعددة في كل خطوة (الشكل 2). منذ التعرض الجراثيم و C. صعب لا يؤدي الاستعمار بالضرورة إلى مرض سريري ، فقد يؤدي المجتمع الميكروبي المعدي المعوي والمضيف دورًا مهمًا في تطور المرض طوال دورة حياة C. صعب.

الآليات المقترحة للميكروبات على مقاومة العوامل الممرضة والمضيف أثناء CDI. (أ) يمكن لكل من العوامل الميكروبية والعوامل المضيفة أن تمنع إنبات ونمو C. صعب. الميكروبات الصحية قادرة على استهلاك كل من المستقلبات الميكروبية والمضيفة ، مما يحد من نمو C. صعب. ينتج عن الحديث المتبادل بين الجراثيم والجهاز المناعي المضيف استجابة مناعية منظمة. علاوة على ذلك ، يمكن أن تحفز الكائنات الحية الدقيقة إنتاج الببتيدات المضادة للميكروبات وإفراز IgA (sIgA) الذي يمكن أن يحافظ على تكوين الكائنات الحية الدقيقة. (ب) يمكن أن يؤدي تعطيل الكائنات الحية الدقيقة ، بسبب عوامل مثل استخدام المضادات الحيوية أو الأدوية أو النظام الغذائي أو الالتهاب ، إلى تطوير CDI. يمكن أن تؤدي الكائنات الحية المجهرية الخلالية إلى فقدان مقاومة الاستعمار بسبب التغيرات في البيئة الهيكلية و / أو الأيضية. من المحتمل أن يؤثر فقدان أعضاء معينين في المجتمع على مستويات المستقلبات الميكروبية وتولدها المضيف ، مما يؤدي إلى حالة وظيفية مختلفة تعزز إنبات الجراثيم والنمو الخضري. قد ينتج عن الجراثيم الخبيثة أيضًا استجابة مناعية غير متوازنة من خلال فقدان التنظيم المناعي والحالة الالتهابية ، وكلاهما قد يؤثر على تطور المرض. إنتاج السموم الخضري C. صعب يمكن أن تحفز إنتاج السيتوكينات الالتهابية ، العدلات ، والأجسام المضادة للسموم.

في جوهر التسبب في CDI هو اضطراب الكائنات الحية الدقيقة (الشكل 2). الميكروبات المعوية الصحية ضرورية للحماية من استعمار مسببات الأمراض ، والتي تسمى مقاومة الاستعمار (32). الميكروبيوتا غير المعطلة قادرة على مقاومة الاستعمار من قبل مسببات الأمراض ، وقد تم اقتراح آليات متعددة لماذا يؤدي تعطيل الكائنات الحية الدقيقة إلى فقدان مقاومة الاستعمار ، بما في ذلك التنافس على العناصر الغذائية ، والمنافسة البيئية ، والاستبعاد المتخصص (33). في حين أن العديد من عوامل الخطر المرتبطة بـ CDI يمكن أن تؤدي إلى تعطيل الكائنات الحية الدقيقة ، فإن العامل الأكثر شيوعًا هو استخدام المضادات الحيوية. لوحظت تغيرات قصيرة وطويلة المدى في الكائنات الحية الدقيقة في الأمعاء بعد استخدام المضادات الحيوية. يمكن اكتشاف الانخفاضات في تنوع الكائنات الحية الدقيقة في الأمعاء في غضون أيام من استخدام المضادات الحيوية ، على الرغم من أن التغييرات التركيبية قد تعتمد على المضاد الحيوي المستخدم بالإضافة إلى مجتمع الميكروبات الأساسي للفرد (34 ، 35). تحدث إعادة تكوين التنوع الميكروبي بعد التوقف عن استخدام المضادات الحيوية ، ولكن يمكن أن يؤدي أيضًا إلى تغيير بنية المجتمع. ديثلفسن وآخرون. وجدت أنه على الرغم من أن التعافي بدأ في غضون أسابيع من توقف سيبروفلوكساسين ، فإن المجتمع الجديد لم يشمل بالضرورة جميع أفراد المجتمع الذين تمت ملاحظتهم قبل استخدام المضادات الحيوية (36). تشمل فئات المضادات الحيوية المرتبطة بتطوير CDI الكليندامايسين والسيفالوسبورين والبنسلين (37).

كما لوحظ أن زيادة العمر ، وهو عامل خطر آخر معروف لتطوير CDI ، يؤثر على بنية الميكروبيوم. يخضع ميكروبيوم الأمعاء البشرية لتغيرات شديدة طوال الحياة ، وليس من المستغرب أن لوحظت تحولات في التركيب الميكروبي لدى كبار السن (38 ، 39). في حين أن ميكروبيوم الأمعاء لدى البالغين الأصحاء يبدو مستقرًا نسبيًا بمرور الوقت ، فقد لوحظ أن ميكروبيوم الأمعاء لكبار السن في حالة تغير مستمر وأقل تنوعًا. لاحظت دراسات الكائنات الحية الدقيقة في الأفواج المسنين انخفاضًا في الأنواع الواقية ، مثل بيفيدوباكتيريا وبعض أعضاء Firmicutes ، بالإضافة إلى زيادة في Bacteroidetes وأنواع أكثر ضررًا ، مثل Proteobacteria (38 ، 40). يبدو أن هذه التغييرات مصاحبة جزئيًا لتدهور جهاز المناعة في سن الشيخوخة ، وهو ما يسمى بالضعف المناعي. بالنظر إلى هذه الملاحظات ، ليس من المستغرب أن يكون معدل CDI أعلى للأشخاص الذين تزيد أعمارهم عن 65 عامًا ويمثل غالبية حالات الإسهال في مرافق المعيشة طويلة الأجل (41-43). في حين أنه من الممكن أن يكون العمر عامل خطر مستقل لـ CDI ، فإن تقدم العمر يرتبط أيضًا بزيادة استخدام المضادات الحيوية ، وزيارات المستشفى المتكررة ، وتطور الأمراض بشكل عام ، وكلها تؤثر C. صعب قابلية.

عوامل الخطر الأخرى المرتبطة بتطوير CDI لديها أيضًا القدرة على تعطيل الكائنات الحية الدقيقة (الشكل 2). ارتبط استخدام مثبطات مضخة البروتون (PPIs) ، خاصةً بالاقتران مع المضادات الحيوية ، بارتفاع معدل CDI في بعض الدراسات (44 ، 45). يُفترض أن مثبطات مضخة البروتون ، التي تزيد عمومًا من درجة الحموضة في المعدة ، قد تؤثر على مواقع معدية معوية أخرى وبالتالي فهي قادرة على تعديل الجراثيم (46). في الواقع ، أظهرت الدراسات في المختبر أن مثبطات مضخة البروتون يمكن أن تؤثر على نمو اكتوباكيللوس، مقيم شائع في الفم والأمعاء (47).

قد يكون المرضى الذين يعانون من أمراض الجهاز الهضمي الأخرى أكثر عرضة للإصابة C. صعب. تم ربط مرض التهاب الأمعاء (IBD) بنتائج مرضية أكثر شدة ووجد بشكل متزايد أنه عامل خطر لـ CDI (48 ، 49). لوحظ وجود تنوع منخفض في العناصر الثابتة والجراثيم في الكائنات الحية الدقيقة لمرضى داء الأمعاء الالتهابي (50). بالإضافة إلى ذلك ، ارتبطت الكائنات الحية الدقيقة للمرضى الذين يعانون من مرض التهاب الأمعاء بوجود العديد من البكتيريا المسببة للأمراض ، بشكل رئيسي داخل شعبة بروتيوباكتيريا (51 ، 52). ومع ذلك ، كيف تؤثر هذه المجتمعات على القابلية للتأثر C. صعب نفسها تبدو معقدة.

الاستجابة المناعية للمضيف لديها أيضًا القدرة على تعديل الجراثيم. تشير ملاحظة أن مرض التهاب الأمعاء يمكن أن يؤدي إلى تفاقم نتائج مرض CDI إلى أن الالتهاب قد يساهم في تطوير CDI. المنتجات الالتهابية ، مثل الببتيدات المضادة للميكروبات ليبوكالين -2 وكالبروتكتين ، تحد من توافر العناصر الغذائية في بيئة الأمعاء ، مما قد يؤثر على نمو الميكروبات المحيطة (53 ، 54). قد توفر هذه التغييرات بيئة أكثر ملاءمة لـ C. صعب الاستعمار و CDI اللاحقة. بالإضافة إلى تغيرات الميكروبيوم التي يسببها الالتهاب ، قد تشارك الاستجابات المناعية الأخرى التي يحركها المضيف في نتائج المرض. يمكن أن يؤثر نوع مجتمع القناة الهضمية على ذخيرة IgA المخاطي المقيم (55) ، وقد لوحظ انخفاض في الخلايا المنتجة لـ IgA في خزعات القولون للمرضى المصابين بمرض متكرر (56). كما لوحظت العديد من الميكروبات تؤثر على مجموعات فرعية من الخلايا التائية ، مثل تحريض خلايا تريجس بواسطة المطثية تمايز الخلايا (57) و Th17 عن طريق البكتيريا الخيطية المجزأة (58). من المحتمل أن يؤثر تعديل هذه المجموعات الميكروبية ، مثل بعد المضادات الحيوية ، على استعمار مسببات الأمراض. راسل وآخرون لاحظ أن علاج الفانكومايسين في الفئران أدى إلى انخفاض وفرة من باكتيرويدس الأنواع في القناة الهضمية ، والتي ارتبطت بانخفاض وفرة القولون Tregs (59). من المحتمل أن العوامل المضيفة ، التي تم تعديلها بواسطة المضادات الحيوية أم لا ، تؤثر على نتائج المرض.

كشف مشروع الميكروبيوم البشري عن مدى التباين داخل ميكروبيوتا الأمعاء "الصحية" أو "الطبيعية" (60). لقد صقلت هذه الملاحظات بشكل ملحوظ تعريفنا لخلل التنسج داخل ميكروبيوتا الأمعاء واستمرت في تعقيد الدور السببي للميكروبيوم في تطور المرض. من الآن فصاعدًا ، نأمل أن نجيب على المزيد من الأسئلة الآلية حول عوامل الخطر المرتبطة بتعطيل الجراثيم وتطوير CDI.

في حين أن الأهمية العامة لميكروبات الأمعاء في تطوير CDI ثابتة جيدًا ، فإن الميكروبات الدقيقة المسؤولة عن الحماية أو القابلية للتأثر تظل بعيدة المنال (الجدول 1). أدى عدم وجود عينات بشرية محتملة قبل CDI إلى تعقيد تحديد توقيعات الميكروبيوم التي ترتبط بالحماية. قارنت العديد من الدراسات المقطعية بين عينات من مرضى CDI مع عينات من كل من المرضى الأصحاء وغير المصابين بالإسهال. يمثل الرضع مجموعة سكانية مثيرة للاهتمام للدراسة ، حيث يمكن أن يكون معظم الأطفال مستعمرين ولكن لا يصابون بالمرض. روسو وآخرون لاحظ ذلك C. صعب الاستعمار عند الرضع رافقه وجود المجرة و كليبسيلا الأنواع ، بينما Bifidobacterium ظهرت وقائية ضد الاستعمار (17). كما قارنت العديد من الدراسات عينات من السكان المسنين ، الذين هم أكثر عرضة للإصابة. باستخدام الطرق غير المتسلسلة ، هوبكنز وآخرون. لاحظ أن المرضى المسنين الذين يعانون من CDI لديهم أعداد أعلى من Enterobacteriaceae (Proteobacteria) ، المكورات المعوية، و اكتوباكيللوس (كلاهما ثابت) ، في حين أن المرضى المسنين الأصحاء يأويون أكثر تنوعًا باكتيرويدس سلالات (Bacteroidetes) (61). كان البالغون الأصحاء أيضًا أكثر عرضة لإنجاب المزيد بيفيدوباكتيريا و باكتيرويدس مقارنة مع أي من السكان المسنين. قدمت الدراسات الحديثة التي تستخدم التسلسل عالي الإنتاجية لجين الرنا الريباسي 16S نظرة أكثر تعمقًا على بنية المجتمع في C. صعب- الأشخاص الإيجابيون (62 - 64). في مجموعة من المرضى المسنين ، ريا وآخرون. لاحظ أن المرضى الذين يعانون من CDI النشط يؤويون ميكروبيوتا أقل تنوعًا مقارنة بنظرائهم الأصحاء (63). لوحظت زيادة في بكتيريا Lactobacillaceae و Enterobacteriaceae ، ولكن انخفاض في Enterococcaceae ، في المرضى الموجبة لـ C. صعب. تم الإبلاغ عن نتائج مماثلة في الدراسات التي تقارن البالغين الأصحاء مع كل من مرضى CDI وغير CDI المصابين بالإسهال (64 ، 65). بالمقارنة مع البالغين الأصحاء ، كان لدى كلتا المجموعتين مجتمعات أقل تنوعًا بشكل ملحوظ ، ولا سيما سكان الشركات الأقل تنوعًا. سيطرت عائلات Lachnospiraceae و Ruminococcaceae و Bacteroidaceae على المجتمعات التي لوحظت في الأشخاص الأصحاء. ومن المثير للاهتمام ، أن المرضى الذين لا يخضعون لـ CDI و CDI الذين يعانون من الإسهال النشط لديهم مجتمعات متشابهة بشكل لافت للنظر ، مما يشير إلى أن الإسهال أو الالتهاب نفسه قد يكون مرتبطًا بمجتمع ميكروبيوتا معين. علاوة على ذلك ، تم جمع معظم عينات CDI خلال استخدام المضادات الحيوية ، مما قد يبسط بنية المجتمع التي تمت ملاحظتها. في حين أن نتائج الدراسات المختلفة متطابقة ، فإن الفروق بين الأفراد في ميكروبيوتا الأمعاء عبر الدراسات واضحة. تؤدي عوامل المضيف والتأثيرات البيئية على الكائنات الحية الدقيقة في الأمعاء والمرض نفسه إلى تعقيد تحديد العلامات الميكروبية المحددة المسؤولة عن الحماية من المرض.

ملخص الأصناف الميكروبية الواقية الملحوظة (المرتبطة سلبًا بـ C. صعب الاستعمار) والأصناف الميكروبية الحساسة (ترتبط ارتباطًا إيجابيًا بـ C. صعب استعمار) في الدراسات البشرية التي تبحث في التغيرات في مجتمع الكائنات الحية الدقيقة و CDI

تم إجراء ملاحظات عامة مماثلة في نماذج الفئران ، حيث يمكن التحكم في الاختلافات البيئية والجينية بشكل أكبر. كما هو الحال في البشر ، تقلل إدارة المضادات الحيوية من تنوع ميكروبيوتا الأمعاء في الفئران ، مما يجعلها أكثر عرضة للإصابة بأمراض معوية متعددة ، بما في ذلك CDI. لولي وآخرون. لاحظ أن تنوعًا جرثوميًا منخفضًا في أمعاء الفأر ، يسيطر عليه المكورات المعوية و Proteobacteria ، بعد علاج clindamycin تسبب المرض وإلقاء الجراثيم المعدية (66). أبلغ نموذج آخر قائم على الكليندامايسين لـ CDI في الفئران عن انخفاض مماثل في أعضاء Enterobacteriaceae ، بالإضافة إلى اختلافات في تعافي المجتمعات مع CDI وبدونه (67). ريفز وآخرون وجد أن الفئران المعرضة للإصابة كانت تهيمن عليها عائلات Lactobacillaceae و Enterobacteriaceae قبل الإصابة بعد العلاج بـ cefoperazone أو clindamycin أو كوكتيل متعدد المضادات الحيوية (68). على العكس من ذلك ، سيطر أعضاء Lachnospiraceae على الحيوانات التي ظلت مقاومة لـ CDI. لاحظت دراسة متابعة تستند إلى هذه الملاحظات أن الفئران المستعمرة بواسطة Lachnospiraceae المعزولات ، ولكن ليس تلك المستعمرة بواسطة بكتريا قولونية عزلات أظهرت تناقصا C. صعب الاستعمار ومرض أقل حدة (69). على الرغم من الاختلافات في المستويات التصنيفية المنخفضة في ميكروبيوتا الأمعاء بين البشر والفئران ، فقد وفرت نماذج الفئران طريقة أكثر قابلية للاختبار لتحديد المكونات الواقية في تطوير CDI.

إحدى الصعوبات التي أعاقت تحديد أفراد المجتمع المحددين الذين يمنحون مقاومة الاستعمار هو التباين المتأصل بين الأفراد في الكائنات الحية الدقيقة التي لوحظت في السكان البشريين. علاوة على ذلك ، فإن تحديد نفس النوع من الميكروب لا يضمن أن يكون للميكروب وظيفة وراثية متطابقة ، ولا يستبعد تحديد الميكروبات المختلفة إمكانية وجود وظائف مماثلة داخل المجتمع. بدلاً من ذلك ، اقترحت الدراسات الحديثة أن البيئة الأيضية أو الوظيفية قد تكون أكثر دلالة على الحالات الحساسة مقارنة ببنية المجتمع. دراسة حديثة بواسطة Theriot et al. يشير إلى أن التغيرات التي تحدثها المضادات الحيوية تجعل الفئران عرضة للإصابة C. صعب تنعكس بشكل أفضل من حيث التغيرات الأيضية بدلاً من التغييرات في تكوين المجتمع الميكروبي (25). على الرغم من أن الفئران المعالجة بالمضادات الحيوية استعادت في النهاية مقاومة الاستعمار ، فقد تم تغيير تكوين مجتمعها مقارنةً بمجتمعها قبل المضادات الحيوية ، مما يشير إلى أن التغييرات الوظيفية بدلاً من التغييرات المجتمعية مهمة في الحفاظ على مقاومة CDI. سيكون من الضروري إجراء مزيد من الدراسات التي تبحث في كيفية قيام المجتمعات المختلفة بتقديم وظائف مماثلة لتوضيح العلاقة بين البنية والوظيفة للميكروبيوم أثناء الإصابة.

يتمثل أحد الشواغل الرئيسية في علاج CDI في تكرار المرض بعد استجابة ناجحة على ما يبدو للعلاج القياسي الذي يتكون من المضادات الحيوية المعروفة بقمع نمو C. صعب، ميترونيدازول و / أو فانكومايسين. تشير التقديرات إلى حدوث تكرار في 20٪ - 30٪ من مرضى CDI بعد كل حالة ، تزداد فرصة التكرار (70). على الرغم من أنه من غير المعروف سبب حدوث التكرار في بعض المرضى دون غيرهم ، فإن عوامل الخطر الخاصة بـ CDI المتكرر تشمل استخدام المضادات الحيوية غير CDI بعد نوبة أولية ، بالإضافة إلى زيادة العمر وشدة المرض (71). يُفترض أن العلاج بالمضادات الحيوية يتعارض مع قدرة ميكروبيوتا الأمعاء على التعافي بشكل كامل وإعادة مقاومة الاستعمار لدى بعض الأفراد. بدلاً من ذلك ، يمكن أن يعكس التكرار فشل المضيف في تكوين استجابة مناعية واقية ضده C. صعب.

لقد حققت دراسات قليلة في التواقيع الهيكلية في الميكروبيوم والتي من المحتمل أن تؤدي إلى التكرار. لم تتضمن معظم دراسات CDI البشرية جانبًا طوليًا لدراساتها أو لم تميز المرضى الذين يعانون من CDI المتكرر المتكرر. تشانغ وآخرون. لاحظ أن مجتمع الكائنات الحية الدقيقة كان أقل تنوعًا في المرضى المتكررين مقارنة بأولئك الذين لديهم حالة واحدة من CDI ، مما يشير إلى أنه يمكن التنبؤ بالتكرار على أساس مجتمع الكائنات الحية الدقيقة الموجود أثناء الإصابة (72). While some studies comparing non-CDI and CDI samples have included secondary recurrent samples in their analysis, none were able to identify particular aspects unique to patients with recurrent CDI ( 63 ).

Interestingly, much of our knowledge about the microbiota during recurrent CDI comes from an alternative treatment method, fecal microbiota transplantation (FMT). Use of FMT, or fecal bacteriotherapy, has become a popular, highly effective treatment method for recurrent CDI. The success rate of FMT is up to 92% in multiply recurrent CDI patients, depending on the protocol used ( 73 ). It is presumed that FMT is capable of restoring the microbiota and colonization resistance. However, as with the identification of which specific microbes may indicate susceptibility to CDI, the microbes responsible for restoring colonization resistance have not been specifically identified. Earlier studies using either culture-based or PCR-based methods have reported the recovery of باكتيرويدس species and detection of more Firmicutes in culture, only after the FMT procedure, along with successful clinical recovery ( 74 , 75 ). Recent studies using 16S rRNA surveys have observed that after FMT, diversity of the gut microbiota increases and resembles the donor’s ( 76 – 78 ). Recovery of both Firmicutes and باكتيرويدس وقد لوحظ. Additionally, the level of Proteobacteria, generally found at high levels within patients with active CDI, decreases after FMT. Interestingly, the dominant donor microbes classified at either at the genus level or the operational taxonomic unit level are observed to be prevalent within the recipient for only days following FMT ( 77 , 79 ). The microbes that are found to be dominant within recipients in the long term appear to be recipient-specific, even if the community is more similar to the donor’s than before FMT. These observations suggest that direct colonization by the donor’s microbes is not necessarily what accounts for recovery of the microbiota community following FMT.

As with the identification of communities that render an individual more susceptible to C. صعب during initial infection, the functional state of the environment may be more telling than the structure. Indeed, human microbiome studies of CDI have observed a decrease in butyrate-producing microbial taxa and have postulated that the abundance of microbial by-products, such as short-chain fatty acids, may be indicative of susceptibility to CDI ( 64 , 80 , 81 ). A recent study by Weingarden et al. observed high concentrations of primary bile acids in patients with recurrent CDI ( 27 ). Following FMT, the concentration of secondary bile acids, undetected in pre-FMT samples, was increased and was found at a relative abundance close to that of healthy donors. These results are in agreement with the in vitro and in vivo mouse studies that have previously observed that secondary bile acids, such as lithocholic or deoxycholic acid, inhibit C. صعب growth ( 20 , 25 ). Although the bacterial community is responsible for producing the metabolic environment, it is possible that several types of bacterial communities with similar functions may be capable of the same metabolic outcome, and that structure alone may not be enough to determine recurrence risk ( 82 ).

In addition to standard therapy or FMT, other treatment methods for CDI have been explored. Ideally, therapy would be effective against C. صعب but fail to globally affect the indigenous gut microbiota. Antibiotics other than vancomycin or metronidazole, such as fidaxomicin, tigecycline, and rifampicin, have been used to treat severe or recurrent CDI ( 83 , 84 ). Fidaxomicin was also shown to exert little effect on باكتيرويدس counts, which may be advantageous in preserving colonization resistance ( 85 ). Tigecycline has been observed to inhibit toxin production and growth in mice and has been used to treat severe disease in humans ( 86 , 87 ). However, even antibiotics that have intrinsic capability against C. صعب are able to change the microbiota, potentially resulting in a loss of colonization resistance ( 88 ). The future of CDI treatment will likely include nonantibiotic therapeutic approaches against CDI, which are advantageous since they may be less likely to perturb the microbiota in a detrimental manner. One option is to treat the primary cause of disease development in CDI, toxin activity by toxins A and B. Serum IgG antibodies against toxins A and B have been correlated with protection in human studies ( 89 , 90 ). Both passive and active immunization strategies against toxins have been explored as potential methods to treat C. صعب ( 91 ). Drugs that bind toxin in vitro, such as tolevamer, have also been used in human trials, but with limited success ( 92 ). Although antitoxin therapies may prevent the effects of toxin and disease development, they do not prevent C. صعب colonization or potential spore transmission.

Like FMT, therapies involving live microorganisms have great promise in CDI treatment and prevention. Synthetic mixes of bacteria have been suggested as potential biotherapeutic approaches to treating CDI as an alternative to fecal transplantation directly from a donor. Although donors are generally screened for known pathogens before FMT, there is still a risk of transmission of unknown pathogens or unknown risks associated with the microbiota. A synthetic mix provides control over many safety issues compared with direct fecal matter, such as reducing the potential risk of pathogen transmission and providing more reproducible control over the types of bacteria contained in the mixture. Lawley et al. were able to identify a population of 6 different bacteria that were efficient at clearing CDI in mice ( 93 ). In humans, Petrof et al. reported successful treatment of recurrent CDI in 2 patients with a community consisting of 33 isolates from a healthy donor ( 94 ). Furthermore, if the functional aspects rather than the community itself can lead to colonization resistance, formulation of an effective biotherapeutic option may include organisms that are capable of providing a metabolic environment that promotes the growth of existing healthy microbes, such as باكتيرويدس or Firmicutes, rather than fully replacing the community favorable to C. صعب. These data have generated great interest in creating commercial biotherapeutics to replace FMT, potentially leading to the development of prebiotics or prescribed diets instead of bacterial communities to enhance an environment resistant to C. صعب outgrowth and/or colonization.

The observation that asymptomatically colonized patients have a reduced risk of developing CDI has prompted research into using nontoxigenic strains as preventative therapy against C. صعب ( 95 ). Recently, Nagaro et al. observed that hamsters infected with nontoxigenic strains were protected from infection with the hyperendemic BI/NAP1/027 strain, which is usually 100% fatal in hamsters ( 96 ). Nontoxigenic strains have also been used safely in studies of volunteer patients in prevention of recurrent C. صعب ( 97 ). Both the generation of a protective immune response by the host and competitive niche theories have been hypothesized to explain these results. However, the potential for gene transfer of virulence factors and antibiotic resistance among nontoxigenic and toxigenic strains is a concern.

Although a basic picture of CDI pathogenesis is known, a better understanding of the microbiota’s role in disease prevention is necessary. The role of the gut microbiota is integral throughout the life cycle of C. صعب from spore transmission, germination, and growth, into disease development. Although our understanding about the complexity of disease development and transmission has improved in recent decades, we still lack knowledge on which components are crucial points of interruption. The development of future therapeutics to treat disease and minimize transmission depends on expanding our current knowledge.

The NIH grant U19AI090871 (to V.B. Young) and the Michigan Gastrointestinal Peptide Research Center (P30DK034933) provided funding for this research. We thank Mark Mazaitis for his consultation on the figure concepts.

تضارب المصالح: أعلن الكتاب أنه لا يوجد تضارب في المصالح.

Reference information: ياء كلين إنفست. 2014124(10):4182–4189. doi:10.1172/JCI72336.


الملخص

المطثية العسيرة is now considered to be one of the most important causes of health care-associated infections. C. صعب infections are also emerging in the community and in animals used for food, and are no longer viewed simply as unpleasant complications that follow antibiotic therapy. Since 2001, the prevalence and severity of C. صعب infection has increased significantly, which has led to increased research interest and the discovery of new virulence factors, and has expanded and focused the development of new treatment and prevention regimens. This Review summarizes the recent epidemiological changes in C. صعب infection, our current knowledge of C. صعب virulence factors and the clinical outcomes of C. صعب عدوى.


The increased incidence and severity of المطثية العسيرة infection (CDI) in older adults (age, ⩾65 years) corresponds with the emergence of the BI/NAP1 strain, making elucidation of the host immune response extremely important. We therefore infected germ-free C57BL/6 mice aged 7–14 months with a BI/NAP1 strain and monitored the mice for response. Infected mice were moribund 48–72 h after infection and developed gross and histological cecitis and colitis and elevated concentrations of keratinocyte chemoattractant, interleukin 1β, monocyte chemotactic protein 1, and granulocyte colony-stimulating factor and decreased levels of interferon γ, interleukin 12 p40, interleukin 12 p70, and interleukin 10 compared with controls. We conclude that aged, germ-free C57BL/6 mice are susceptible to fulminant CDI from a BI/NAP1 strain and represent a novel model to further elucidate the host immune response to acute CDI.

The incidence, severity, and mortality of المطثية العسيرة infection (CDI) have increased, especially in individuals ⩾65 years of age, possibly in association with the emergence of the epidemic restriction endonuclease analysis and pulse field gel electrophoresis BI/NAP1 strain [ 1]. This strain has been present since the 1980s but was not previously responsible for outbreaks 2]. It hyperproduces toxins A and B, secretes a binary toxin, hypersporulates, and has developed high-level fluoroquinolone resistance, which suggests that these traits have led to increased virulence and spread [ 2].

A murine model of infection is extremely important to help elucidate the host immune response to CDI and to better understand the pathogenesis induced by BI/NAP1 as well as additional C. صعب سلالات. The traditional animal model of CDI, the Syrian hamster, is limited by an inability to study the host cytokine response due to a lack of host-specific reagents. Previous germ-free CDI experiments with murine strains other than C57BL/6, particularly in the 1980s and early 1990s, resulted in minimal intestinal pathogenesis to severe cecal and colon ulceration with 100% mortality [ 3, 4]. The majority of these studies, however, utilized a highly toxigenic laboratory strain, VPI 10463, which has high levels of toxin A and B production, has low sporulation rates, and has never been found to cause human colitis. No gnotobiotic murine studies have been performed with the BI/NAP1 strain, and it has not yet been determined whether germ-free C57BL/6 mice are susceptible to CDI. Additionally, the murine mucosal cytokine response to CDI has not been documented.

Therefore, we undertook this study to determine whether germ-free C57BL/6 mice—a commonly investigated strain that can be bred for transgenic and knockout mouse studies—inoculated with a clinically relevant BI/NAP1 strain could be a beneficial model to study the pathogenesis of and host mucosal cytokine responses to acute CDI.

أساليب. UVA13, a human-infecting C. صعب isolate that was previously cultured from a fecal specimen from a patient with CDI at the University of Virginia Hospital and typed as BI/NAP1 by the Hines Reference Laboratory at the Hines Veterans Affairs Hospital (Hines, IL) with the use of restriction endonuclease analysis and a protocol that has been described elsewhere [ 5], was inoculated into chopped meat broth and incubated anaerobically at 38°C for 24 h. Sixteen germ-free C57BL/6 mice (age, 7–14 months) from the National Gnotobiotic Rodent Resource Center at the University of North Carolina were orally gavaged with 330 μL of incubated broth containing a total of 1 X 10 8 organisms. Similarly, VPI 11186, a nontoxigenic strain of C. difficile, was incubated in broth for 24 h, and 2 germ-free mice were orally gavaged with 1 X 10 8 organisms. Six germ-free mice received a similar dosage of uninoculated broth and served as uninfected controls. Sterility was confirmed in germ-free mice by aerobic and anaerobic culture and Gram staining of stool samples, as outlined elsewhere [ 6].

Mice were monitored every 8 h after inoculation for clinical signs and symptoms of disease, including diarrhea and impaired physical condition and behavior. Weights were obtained as a measure of disease at the time of euthanasia. Mice that were determined to be moribund according to Animal Care and Use Committee policy and approved protocol were weighed and euthanized. (See Appendix 1, which appears only in the online version of the مجلة .)

Cecal and colon segments were collected from euthanized mice and prepared for histological analysis by use of hematoxylin-eosin stain and antibodies directed against myeloperoxidase. Histological specimens were scored by 2 blinded investigators (S.W.P. and R.F.) on a scale of 0–3 (minimal score, 0 maximal score, 3) on the basis of each of the following criteria: inflammatory cell infiltration, mucosal hypertrophy, vascular congestion, epithelial disruption, and submucosal edema. (See Appendix 2, which appears only in the online version of the مجلة .)

Cecal and colon segments were homogenized and assayed for the cytokines granulocyte colony-stimulating factor (GCSF), interleukin 1β (IL-1β), keratinocyte chemoattractant (KC), tumor necrosis factor α (TNF-α), interferon γ (IFN-γ), monocyte chemotactic protein 1 (MCP-1), interleukin 12 p40 (IL-12p40), interleukin 12 p70 (IL-12p70), interleukin 6 (IL6), interleukin 17 (IL-17), interleukin 13 (IL-13), and interleukin 10 (IL-10) by use of bead-based Luminex immunoanalysis (Bio-Rad).

Mean differences in cecal and colon histopathological scores and cytokine levels were analyzed with SPSS software (version 17 SPSS) and evaluated using an independent Student ر اختبار. Results for which ص⩽ .05 were determined to be significant.

نتائج. All mice given UVA13 died or were moribund (necessitating euthanasia) within 72 h, whereas mice given VPI 11186 or broth were asymptomatic. Germ-free mice administered UVA13 developed diarrhea and/or wet tail, accompanied by weight loss. Eleven (69%) of 16 UVA13-infected mice were euthanized and processed for histological and cytokine analysis (5 UVA13-infected mice died and could not be processed). Broth control mice (ن= 6) and mice infected with the nontoxigenic strain (ن= 2) were euthanized after 72 h, processed, and assessed for comparison of histological scores and cytokine levels.

In a gross comparison, UVA13-infected mice had shorter ceca than those of controls, with evidence of purulent, hemorrhagic, or loose cecal contents with less pronounced alterations in colon segments. Histopathological scores were significantly higher in UVA13-infected mice than in control mice, with evidence of both cecal and colon ulceration, loss of mucosal architecture, epithelial exfoliation, inflammatory cell in filtration, edema, and hemorrhage in the lamina propria ( Figure 1). Although neutrophilic infiltration was demonstrated with myeloperoxidase staining, it was relatively minor, and there was evidence of myeloperoxidase both within neutrophils and extravasated within the lumen ( Figure 1).

Histopathological analysis of cecal and colon segments 72 h after oral inoculation with 1 X 10 8 colony-forming units of UVA13 (BI/NAP1 [BI] strain of المطثية العسيرة), VPI 11186 (nontoxigenic C. صعب strain), or broth. أ، Hematoxylin-eosin stain of a cecal segment from a germ-free mouse infected with the nontoxigenic strain. B, Hematoxylin-eosin stain of a cecal segment from a germ-free mouse infected with the BI strain. C, Myeloperoxidase stain of a cecal segment from a germ-free mouse infected with the BI strain (brown indicates myeloperoxidase activity). D, Histopathological differences in the cecum and colon between BI-infected mice (ن = 11), mice infected with the nontoxigenic strain (ن = 2), and broth controls (ن = 6) as determined by inflammatory cell infiltration, mucosal hypertrophy, vascular congestion, epithelial disruption, and submucosal edema, with a maximum score of 15. *ص ⩽ .001 for BI-infected mice compared with broth controls. L, lumen.

Histopathological analysis of cecal and colon segments 72 h after oral inoculation with 1 X 10 8 colony-forming units of UVA13 (BI/NAP1 [BI] strain of المطثية العسيرة), VPI 11186 (nontoxigenic C. صعب strain), or broth. أ، Hematoxylin-eosin stain of a cecal segment from a germ-free mouse infected with the nontoxigenic strain. B, Hematoxylin-eosin stain of a cecal segment from a germ-free mouse infected with the BI strain. C, Myeloperoxidase stain of a cecal segment from a germ-free mouse infected with the BI strain (brown indicates myeloperoxidase activity). D, Histopathological differences in the cecum and colon between BI-infected mice (ن = 11), mice infected with the nontoxigenic strain (ن = 2), and broth controls (ن = 6) as determined by inflammatory cell infiltration, mucosal hypertrophy, vascular congestion, epithelial disruption, and submucosal edema, with a maximum score of 15. *ص ⩽ .001 for BI-infected mice compared with broth controls. L, lumen.

We next examined cecal and colon segments to determine mucosal cytokine concentrations produced after infection. UVA13 infection led to elevated cecal and colonic concentrations of KC, MCP-1, IL-1β, and G-CSF compared with those in controls concentrations were greater in the cecum than in the colon ( Figure 2). Additionally, BI/NAP1 infection led to lower levels of cecal and colonic IL-12p40, IL-12p70, IFN-γ, and IL-10 ( Figure 2). There were no differences in the concentrations of the pro-inflammatory cytokines TNF-α, IL-6, IL-13, and IL-17.

Cytokine concentrations in the cecum and colon 72 h after oral inoculation with 1 X 10 8 colony-forming units of UVA13 (BI/NAP1 [BI] strain of المطثية العسيرة), VPI 11186 (nontoxigenic strain), or broth. Cecal (أ) and colon (ب) segments were homogenized in a proteinase inhibitor cocktail and assayed for the cytokines granulocyte colony-stimulating factor (G-CSF), monocyte chemotactic protein 1 (MCP-1), keratinocyte chemoattractant (KC), interleukin 1β (IL-1β), interleukin 12 p40 (IL-12p40), interleukin 12 p70 (IL-12p70), interferon γ (IFN-γ), interleukin 10 (IL-10), tumor necrosis factor α (TNF-α), interleukin 6 (IL-6), interleukin 17 (IL-17), and interleukin 13 (IL-13) by use of Luminex immunoanalysis (Bio-Rad). There were no significant differences in IL-6, IL-17, or IL-13 concentrations between the groups (data not shown). * ص⩾ .05 for BI-infected mice (ن = 11) compared with broth controls (ن = 6) ** ص ⩽ .001 for BI-infected mice (ن = 11) compared with broth controls (ن = 6).

Cytokine concentrations in the cecum and colon 72 h after oral inoculation with 1 X 10 8 colony-forming units of UVA13 (BI/NAP1 [BI] strain of المطثية العسيرة), VPI 11186 (nontoxigenic strain), or broth. Cecal (أ) and colon (ب) segments were homogenized in a proteinase inhibitor cocktail and assayed for the cytokines granulocyte colony-stimulating factor (G-CSF), monocyte chemotactic protein 1 (MCP-1), keratinocyte chemoattractant (KC), interleukin 1β (IL-1β), interleukin 12 p40 (IL-12p40), interleukin 12 p70 (IL-12p70), interferon γ (IFN-γ), interleukin 10 (IL-10), tumor necrosis factor α (TNF-α), interleukin 6 (IL-6), interleukin 17 (IL-17), and interleukin 13 (IL-13) by use of Luminex immunoanalysis (Bio-Rad). There were no significant differences in IL-6, IL-17, or IL-13 concentrations between the groups (data not shown). * ص⩾ .05 for BI-infected mice (ن = 11) compared with broth controls (ن = 6) ** ص ⩽ .001 for BI-infected mice (ن = 11) compared with broth controls (ن = 6).

مناقشة. The results of this study indicate that acute infection with a clinically relevant BI/NAP1 C. صعب strain leads to weight loss, symptomatic disease, cecal and colonic ulceration, a relatively minor neutrophil infiltration, a measurable cytokine response, and eventual death in monoassociated C57BL/6 mice. The clinical and histopathological findings are in agreement with those of Vernet and colleagues [ 4], who previously observed that germ-free C3H/He mice infected with C. صعب that secreted elevated levels of toxin A in vitro developed cecal and colon ulceration and 100% mortality. The findings of other studies demonstrate that the BI/NAP1 strain hyperproduces toxins A and B in vitro, and those of additional studies, as well as of work in our laboratory, indicate that VPI 10463, which was used in the majority of previous studies involving CDI in germ-free mice, produces even greater levels of toxin A in vitro compared with UVA13 [ 2].

Previous studies of the host cytokine response to toxins A and B have been limited to data from cell culture and small intestinal loops directly exposed to purified toxins A or B, and those studies have shown a predominant inflammatory response to toxin exposure. Binding of the toxins to their respective receptor leads to induction of mitogen-activated protein kinase, translocation of nuclear factor κB into the nucleus, inhibition of the Rho family of proteins, and activation of submucosal neurons, all of which have the effect of activation of pro-inflammatory cytokines, recruitment of neutrophils, epithelial cell apoptosis, and disruption of tight junctions. Not only does toxin exposure lead to the secretion of some pro-inflammatory cytokines, it may also lead to decreased levels of protective cytokines such as transforming growth factor β (TGF-β) [ 7]. We demonstrated increased production of many, but not all, proinflammatory cytokines produced by innate immune cells and epithelial cells, as well as decreased mucosal production of IL-10, another protective cytokine. We did not measure TGF-β concentrations.

The elevations of IL-1β, KC (human interleukin 8 [IL-8] equivalent), and MCP-1 in our study of BI/NAP1 CDI are in agreement with the findings of cell culture and murine intestinal loop studies that show elevations in the same cytokines in response to toxin exposure. Our results are also in agreement with cytokine data in studies of CDI in humans, which show elevated fecal IL-8 levels in patients with clinically severe CDI [ 8]. Similarly, decreased levels of IL-10, which are normally thought to play a role in maintaining the host barrier defense and suppressing inflammation, in our BI/NAP1-infected mice are in agreement with our preliminary data from rabbit intestinal loops showing decreased IL-10 levels after toxin A exposure (C.A.W., oral communication, April 2010). These similarities of cytotoxic profiles further validate the clinical relevance of our model.

Interestingly, there was no difference in the pro-inflammatory cytokine TNF-α, which has previously been shown to be increased in toxin A enteritis [ 9]. In addition, the significantly lower levels of IFN-γ in our severely infected mice are in contrast to those found in studies of small intestinal loops exposed to purified toxin A by Ishida and colleagues [ 9], who hypothesized that IFN-γ is the crucial mediator of toxin-induced enteritis after noting attenuated disease in IFN-γ knockout mice. The interrelationship among cytokines likely explains the low levels of TNF-α, as IFN-γ is partially responsible for TNF-α expression in murine intestinal loops exposed to toxin A [ 9]. Additionally, IL-12, which was significantly lower in our BI/ NAP1-infected mice, has been shown to induce IFN-γ expression in macrophages, T cells, and intestinal loops and therefore may be partially responsible for the low levels of IFN-γ found [ 9–11].

The differences in cytokine expression between our model of CDI and studies involving pure toxin exposure of cell culture and intestinal loops may in part be due to a lack of direct host-pathogen interaction in the latter models. Toxin A-negative, toxin B-positive C. صعب strains lead to severe human CDI despite the limited pathogenesis observed when purified toxin B is inoculated into murine, hamster, and rabbit small intestinal loops [ 5]. On the other hand, purified toxin A within murine, hamster, and rabbit small intestinal loops leads to severe disease. Further lending credence to the importance of the pathogen-host interaction is a recent study indicating that toxin B is responsible for pathogenesis as opposed to toxin A. In this study, Lyras and colleagues [ 12] found that hamsters exposed to a toxin A-positive, toxin B-negative C. صعب showed no evidence of disease, whereas disease was observed in hamsters exposed to a toxin A-negative, toxin B-positive variant. بالإضافة إلى، C. صعب surface layer proteins lead to pro-inflammatory IL-1β and IL-6 secretion, which highlights the importance of host-pathogen recognition and signaling and the interaction of the toxin and the C. صعب -derived components [ 13].

While we were performing our germ-free studies, Chen and colleagues [ 14] discovered a murine model of CDI using conventional C57BL/6 mice, which leads to ulcerative cecitis, colitis, and a moribund state after exposure to 6 antibiotics and VPI 10463, whereas a BI/NAP1 strain given in a similar manner leads to symptomatic disease and cecal and colon pathogenesis, but no mortality. Histological analysis of the cecum and colon of BI/NAP1-infected mice in the study by Chen and colleagues [ 14] demonstrated subcutaneous edema and neutrophilic infiltration but little epithelial disruption, whereas mice given VPI 10463 showed destruction of the host architecture in addition to edema and neutrophil margination, indicating that epithelial disruption is necessary to induce mortality, which is similar to the results found for gnotobiotic mice [ 4, 1 4]. Why the BI/ NAP1 strain was able to induce epithelial destruction and death in our monoassociated mice, as opposed to in the conventional mice in the study by Chen and colleagues [ 14], is unknown, but possibilities include the greater number of organisms used to colonize our mice (1 X 10 8 vs 1 X 10 5 colony-forming units), age-related differences in the host immune response, less developed mucosal responses in germ-free mice, or an influence by the retained host microbiota after antibiotics [ 15]. While microbiota analysis was not performed on fecal pellets before or after exposure to antibiotics, one can hypothesize that exposure to 6 different antibiotics led to decreased normal bacterial concentrations and altered composition, although antibiotics do not induce a sterile state.

We have thus shown that BI/NAP1 CDI in an aged germ-free C57BL/6 mouse leads to symptomatic disease, a moribund state, and profound histopathology in the cecum and colon. Additionally, as a result of CDI, certain cecal and colonic cytokines are produced, which had not previously been documented. Differences in cytokine production between in vivo infection and small intestinal loop studies or in vitro toxin studies highlight the importance of the host-pathogen relationship in CDI. Use of this model in concurrence with other newly established conventional C57BL/6 mouse models will lead to a greater understanding of the host-pathogen interaction and the role of the host microbiota in CDI.


الاستنتاجات

This review shows that dysbiosis is a complicated disorder in the intestinal microbiota, i.e., strongly believed to play a role in the pathogenesis of IBD and other disorders like CRC and allergic disorders however, future work must be done to confirm this hypothesis. Future researchers must also be aware of the various factors, such as genetics, diet, and environmental factors, which impact the formation of gut dysbiosis. Based on this knowledge, along with the continuing work of identifying the gut microbiota present in humans, future researchers should be able to come closer in successfully intervening against dysbiosis and its associated diseases.


نتائج

Caco-2 cell infection with C. صعب

Initial experiments were performed to investigate the viability of Caco-2 cells at 30, 60, and 120 min p.i. MTT assays showed that cell viability was drastically reduced in a time-dependent fashion following infection ( Fig. 1A ). Morphological changes of cells were also examined. Cell disruption and aggregation was observed at 30 min p.i. and became increasingly evident at 60 and 120 min p.i. ( Fig. 1B ).

Infection of Caco-2 cells with C. صعب. (A) Quantification of Caco-2 cell viability at different times post-infection. All assays were conducted in triplicate and repeated independently three times. Cell viability is as expressed as the percentage of survival of the control wells. Results are expressed as means ± 1 standard deviation for the replicate experiments, and the Student ر test was used for statistical analysis of the data. Significant difference from the control (p < 0.05) is indicated by an asterisk. Caco-2 cells under anaerobic conditions at different time points without the infection were also evaluated but they were not significantly different from the control cells. (B) Photomicrographs of infected Caco-2 cells with C. صعب at 30, 60 and 120 min post-infection.

Transcriptome of Caco-2 and C. صعب during infection

The global gene expression profiles of Caco-2 cells and C. صعب at 30, 60, and 120 min p.i. were compared with those of uninfected cells. A total of 271 genes in Caco-2 cells and 207 genes in C. صعب were significantly DE in at least one time point during the infection. The numbers of up- and down-regulated genes in Caco-2 cells and C. صعب at each time point are shown in Fig. 2A . We also performed hierarchical clustering of DE genes at each time point ( Fig. 2B and 2C ). The clustered data demonstrate a clear pattern of transcriptional regulation during the infection.

Transcriptional dialogue between Caco-2 cells and C. صعب أثناء الإصابة. (A) The number of up- or down-regulated genes after 30, 60, and 120 min p.i., as compared to the expression levels at the time of infection. (B, C) Hierarchical clustering analysis of differentially expressed genes in Caco-2 cells and C. صعب أثناء الإصابة. Genes identified to be significantly differentially expressed at 30, 60 or 120 min in Caco-2 or C. صعب cells p.i. relative to in vitro growth. Genes significantly different with p-value < 0.05 after the infection were pooled and used to create heatmaps for (B) Caco-2 cells, and (C) C. صعب. Genes are ordered in rows, conditions as columns. Red color indicates genes induced post-infection vs. prior to infection (fold change) green color denotes repression.

Functional classes of DE genes and their network interaction

To further characterize the DE genes in Caco-2 cells and C. صعب according to their functional groups, an enrichment analysis based on the biological process categories of the GO database was performed ( Fig. 3 ). For Caco-2 cells, �.9% of the DE transcripts were annotated as being involved in metabolic processes including metabolism of nucleic acids (17.3%), proteins (16.7%), lipids (3%). A significant number of transcripts were assigned known functions in cell organization and biosynthesis (13.9%), transport (11.4%), cell communication (10.5%), signal transduction (9.9%), and transcription (9.3%). Genes associated with cell differentiation (5.7%), cell cycle (4.2%), response to stress (3.2%), cell death (3.0%), and cytoskeleton organization and biogenesis (2.3%) were also differentially expressed during the infection. Similarly, DE genes with metabolic functions in C. صعب were found to be most prevalent (68.0%). Genes involved in transport (18.9%), transcription (17.2%), biosynthesis (16.0%), cell communication (10.2%), signal transduction (10.2%), cell organization and biogenesis (4.1%), and protein modification (2.9%) were also abundant.

Functional annotation of genes in Caco-2 cells and C. صعب, which are differentially expressed between infected and uninfected conditions. All differentially expressed genes were annotated using generic GO-slim for biological process.

To understand the biological interaction between the DE genes, we constructed functional networks using String v.8.1. Network analysis of the DE genes in Caco-2 cells facilitated the identification of genes involved in signal transduction including Rho and Wnt pathways, cytoskeleton, cell cycle, immune response, and cell death. ل C. صعب, the results revealed a complex network of ribosomal proteins, as well as genes associated with cell envelope biosynthesis, purine biosynthesis, regulatory proteins, two component systems, and phosphotransferase systems.

Validation of microarray data using qRT-PCR

To confirm the microarray results and the involvement of key biological pathways, two sets of 11 DE genes as well as one house-keeping gene each from Caco-2 cells and C. صعب were selected for qRT-PCR (See Supplementary Table S1). Although the differences in gene expression appeared to be underestimated in the microarray results, overall the expression ratios obtained by microarray and qRT-PCR analyses were consistent, with a correlation coefficient (R 2 ) of 0.869 ( Fig. 4 ).

Validation of microarray data by qRT-PCR. Gene expression changes in infected versus uninfected cells measured by microarray analysis or qRT-PCR are compared. Data are plotted as log2 ratios of microarray data (x-axis) compared to those of qRT-PCR (y-axis).


نقاش

We previously demonstrated that coprisin analogue has antibacterial activity against various pathogenic bacterial species (13). Here, we assessed whether this peptide had antibiotic activity against C. صعب, the primary etiologic agent of antibiotic-associated pseudomembranous colitis and severe diarrhea in humans and animals (4, 16�, 22). Our results revealed that coprisin analogue treatment significantly inhibited the growth rate of C. صعب ( Fig. 1 ) but did not alter the growth rates of اكتوباكيللوس و Bifidobacterium ( Fig. 2 ). Given that normal microbiota (46), along with probiotics, have inhibitory activities against pathogenic bacteria (3) and that effective antibiotics should have specific antimicrobial activity against pathogenic but not nonpathogenic microbes, coprisin analogue may be a good candidate for use as a potential therapeutic reagent for C. صعب-associated acute colitis.

Although antibiotic-associated diarrhea has been linked to numerous antibiotics, including the beta-lactam antibiotics (26), clindamycin, which is usually used to treat anaerobic bacterial infections, is considered to be a primary cause of C. صعب-associated diarrhea and pseudomembranous colitis (16, 17). Here, we found that clindamycin treatment markedly inhibited the growth of the tested اكتوباكيللوس محيط (L. casei و L. delbrueckii subsp. lactis), as well as Bifidobacterium و C. صعب. This nonselective antibiotic activity against normal microbiota, which can inhibit the growth of pathogenic bacteria, may facilitate C. صعب colonization and subsequent damage. Compared to vancomycin, which has antimicrobial activity against Bifidobacterium لكن لا اكتوباكيللوس species ( Fig. 2 ), coprisin analogue is more selective and does not appear to have antibiotic activity against the tested normal gut microorganisms.

The amino acid sequence of coprisin is very similar to that of the �-amino-acid defensin and defensin-like peptides, which confer antibacterial activity by disrupting the membrane or suppressing cell cycle signaling (48). In the current study, we found that coprisin analogue treatment damaged the plasma membrane of C. صعب but not that of Bifidobacterium ص. ( Fig. 3C and D). Since both of those bacterial species are Gram positive and since they have biologically similar membranes (3), future work would be necessary to determine the basis for the selective antimicrobial activity of coprisin analogue. For example, a specific receptor for coprisin analogue may exist on the plasma membrane of C. صعب, or negatively charged components of the lipid membrane, such as teichoic acids (30) and peptidoglycan (30), may play a role in the interaction with coprisin analogue. Alternatively, the selectivity of coprisin analogue may arise as a result of the presence of three positively charged amino acids (NH2-RKK-COOH) at the C terminus of the peptide. The defensin family peptides can interact with a wide variety of membrane components, including lipopolysaccharides (41), cardiolipin (11), and sphingolipids (44) beyond those interactions, structural features of the peptides further determine their specificity for binding to the surface of a given microorganism (e.g., via disulfide cross-linking through a cysteine) (7). Since coprisin analogue contains a cysteine in the middle position, potentially allowing it to dimerize, the peptide structure itself may affect its microbial binding capacity or selectivity.

In a mouse model of acute gut inflammation following C. صعب infection, the presence of coprisin analogue markedly ameliorated inflammatory responses and weight loss and improved survival rates. The sharp decreases in body weight on days 2 and 3 following C. صعب infection were only partially reversed by coprisin analogue treatment it was not until day 4 that coprisin analogue-treated mice returned to control-level body weights. However, coprisin analogue did not prevent inflammation resulting from injection of purified toxin A into the ileal lumen (data not shown), suggesting that the apparent anti-inflammatory activity of coprisin analogue is associated with its antimicrobial activity rather than with inhibition of the activity of the toxins.

In summary, we report that coprisin analogue, a disulfide dimer and insect-derived peptide, has selective antibiotic activity against C. صعب لكن لا اكتوباكيللوس و Bifidobacterium, members of the normal bowel flora. Furthermore, coprisin treatment has a strong beneficial effect on C. صعب infection-induced mouse gut inflammation. These novel findings suggest that coprisin could be a useful candidate for therapeutic use against C. صعب-associated diarrhea and pseudomembranous colitis.


شاهد الفيديو: فيروس هانتا هل ينتقل من الهامستر للانسان (يونيو 2022).


تعليقات:

  1. Antoine

    أتفق معك تمامًا

  2. Tavon

    فمن الرائعة

  3. Kellach

    برافو ، أن العبارة اللازمة ... ، الفكر الممتاز

  4. Cinnfhail

    المدونة رائعة ، سأوصي بها لكل من أعرف!

  5. Freca

    الضحك ليس خطيئة ، لكن الاعتراف به أثناء قراءة مثل هذه المعلومات فاجأني على الأقل! :))



اكتب رسالة