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| アカンサメーバ | |
|---|---|
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| アカンサメーバポリファガ嚢胞の位相差顕微鏡写真。 | |
科学的分類 
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| ドメイン： | 真核生物 |
| 門: | アメーボゾア |
| クラス： | ディスコシー |
| 注文： | セントラモエビダ |
| 家族： | アカンサメーバ科 |
| 属: | アカンサメーバ ボルコンスキー 1931 |
| タイプ種 | |
| アカンサメーバ・カステラーニ ヴォルコンスキー 1931
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アカンサメーバは、土壌、淡水、その他の生息地から一般的に発見されるアメーバの属です。アカンサメーバ属のライフサイクルには、代謝が活発な栄養体段階と、休眠状態にありストレスに強い嚢子段階の2つの段階があります。自然界では、アカンサメーバ属は一般に自由生活性の細菌食性です。しかし、それらはまた、人間や他の動物に重篤な、時には致命的な感染症を引き起こす可能性のある日和見病原体でもあります。 [1]
分布
アカンサメーバ属は、環境中に最も多く見られる原生動物の一種です。[1]アカンサメーバは世界中に分布しており、土壌、空気、下水、海水、塩素処理されたプール、家庭の水道水、ボトル入り飲料水、歯科治療室、病院、エアコン、コンタクトレンズケースなどから分離されています。また、人間の皮膚、鼻腔、喉、腸、植物、その他の哺乳類からも分離されています。[2]
病気における役割
アカンサメーバによって引き起こされる疾患には、角膜炎や肉芽腫性アメーバ脳炎 （GAE）などがあります。 [3]後者は免疫抑制患者によく見られますが、必ず起こるわけではありません。[4] GAE は、アメーバが開いた傷口から体内に侵入し、脳に広がることで発生します。[5]宿主の免疫反応と分泌されたアメーバプロテアーゼの組み合わせにより、大規模な脳腫脹が引き起こされ[6]、感染者の約 95% が死亡します。
肉芽腫性アメーバ性脳炎 (GAE)
肉芽腫性アメーバ脳炎（GAE）は、中枢神経系（CNS）のアメーバ感染によって引き起こされます。頭痛、発作、精神状態の異常などの神経症状が特徴です。 [1]これらの症状は数週間から数ヶ月かけて徐々に悪化し、ほとんどの患者が死に至ります。[1]感染は一般に、免疫不全、糖尿病、悪性腫瘍、栄養失調、全身性エリテマトーデス、アルコール依存症などの基礎疾患に関連しています。 [1]寄生虫は、皮膚の切り傷や上気道への吸入によって体内に侵入します。[1]その後、寄生虫は血液を介してCNSに広がります。アカンサメーバは、まだ解明されていない方法で血液脳関門を通過します。その後、結合組織に侵入して炎症誘発反応が誘発され、神経細胞が損傷し、数日以内に致命的となる可能性があります。エイズやその他の関連免疫不全状態の患者では、純粋な肉芽腫性病変はまれです。これは、患者が中枢神経系やその他の臓器や組織におけるアカンサメーバ感染に対して肉芽腫性反応を起こすのに十分な数のCD陽性T細胞を持っていないためです。 [4]壊死組織内のアメーバによる血管周囲のカフリングは、エイズや関連T細胞免疫不全状態でよく見られる所見です。
脳生検では通常、重度の浮腫と出血性 壊死が明らかになる。[7]この病気にかかった患者は通常、精神状態の変化、頭痛、発熱、首の硬直、発作、局所神経症状（脳神経麻痺や昏睡など）などの亜急性症状を示し、1週間から数ヶ月以内に死に至る。[8]この寄生虫は希少で知識が不足しているため、アカンサメーバ感染症の適切な診断や治療法は現在わかっていない。過去のアカンサメーバ角膜炎の症例は、アトロピンと抗菌効果のない他の薬剤からなる治療で治癒した。最近の出版物では、アトロピンが原生生物のCHRM1受容体に干渉し、細胞死を引き起こすことが示されている。[9]
感染症は通常、細菌性髄膜炎、結核性髄膜炎、またはウイルス性脳炎に類似しています。誤診はしばしば誤った効果のない治療につながります。アカンサメーバが正しく診断された場合、アムホテリシン B、リファンピシン、トリメトプリム-スルファメトキサゾール、ケトコナゾール、フルコナゾール、スルファジアジン、またはアルベンダゾールなどの現在の治療法は暫定的に成功するだけです。正確でタイムリーな診断、改善された治療法、および寄生虫に対する理解は、アカンサメーバによる感染症の結果を改善する上で重要な要素です。2013年に発表された論文では、FDA承認薬の一部がin vitroで90%を超える殺菌率で大きな効果を示していることが示されています。[4]これらの結果は試験管内効果であったが、薬剤はすでに承認されているため、多様な薬剤群を用いた臨床試験で用量を計算した後、ヒトの感染を対象とすることができる。
アカンサメーバ角膜炎
アカンサメーバ菌株が目の中に存在すると、アカンサメーバ角膜炎を引き起こし、角膜潰瘍や失明につながる可能性があります。[10]この症状は、コンタクトレンズを適切に消毒していないコンタクトレンズ装用者に最も多く見られ、レンズを扱う前に手を洗わないことで症状が悪化します。多目的コンタクトレンズ洗浄液はアカンサメーバに対してほとんど効果がありませんが、過酸化水素ベースの洗浄液は優れた消毒特性を持っています。[11] [12]
角膜感染症の最初の治癒は1985年にムーアフィールド眼科病院で達成されました。[13]
2007 年 5 月、コンプリート モイスチャー プラス コンタクト レンズ ソリューション製品の製造元である Advanced Medical Optics は、コンプリート モイスチャー プラス ソリューションの自主回収を発表しました。同社のソリューションを使用したコンタクト レンズ装用者は、他のソリューションを使用したコンタクト レンズ装用者よりもアカントアメーバ角膜炎のリスクが高いという懸念があったためです。米国疾病予防管理センターが、診断前の 1 か月間にコンプリート モイスチャー プラスを使用した 21 人がアカントアメーバ感染の可能性があると判明したことを受けて、製造元は製品を回収しました。[14]
細菌のリザーバーとして
ヒトの病気を引き起こす可能性のある細菌のいくつかの種は、アカンサメーバ種に感染し、増殖することもできる。[1]これらには、レジオネラ・ニューモフィラ、緑膿菌、大腸菌および黄色ブドウ球菌の一部の株が含まれる。[1] [15]これらの細菌の一部では、アカンサメーバ内での増殖がマクロファージの増殖促進や一部の抗生物質に対する耐性増加と関連していることが報告されている。[1]さらに、環境中でのアカンサメーバの蔓延率が高いため、これらのアメーバは一部のヒト病原体の環境リザーバーとして機能することが提案されている。[1]
エコロジー
A. castellanii は、さまざまな土壌生態系に高密度で生息しています。細菌だけでなく、真菌やその他の原生動物も捕食します。
この種は細菌を溶解し、セルラーゼやキチナーゼなどの幅広い酵素を生産することができ、[16]土壌中の有機物の分解に寄与し、微生物ループに貢献していると考えられます。
生理
モデル生物としての役割
アカンサメーバは超微細構造レベルでは哺乳類細胞とあまり変わらないため、細胞生物学研究の魅力的なモデルである。生態系における多様な役割、貪食作用による獲物の捕獲、微生物病原体の媒介物や貯蔵庫としての働き、重篤なヒト感染症を引き起こす能力などから、細胞微生物学、環境生物学、生理学、細胞相互作用、分子生物学、生化学、進化研究において重要である。さらに、アカンサメーバは、細胞運動の分子生物学[17]や、嚢胞形成過程の詳細な調査による癌細胞の休眠状態の理解に広く利用されてきた。[18]
最近公開されたアカンサメーバの ゲノム配列により、有性真核生物の減数分裂に用いられる遺伝子の複数の相同遺伝子が明らかになった。これらの遺伝子には、Spo11、Mre11、Rad50、Rad51、Rad52、Mnd1、Dmc1、Msh、およびMlhが含まれていた。[19]この発見は、アカンサメーバが何らかの形の減数分裂が可能であり、有性生殖を行うことができる可能性があることを示唆している。さらに、アカンサメーバは真核生物の系統樹から早期に分岐したため、これらの結果は、減数分裂が真核生物の進化の初期に存在していたことを示唆している。
1960年代にゴールデンゲートパークの池で発見されたA.castellaniiのネフ株は、培養の容易さと経済性から、細胞生物学の分野で古典的なモデル生物として効果的に使用されてきた。A.castellaniiを接種したわずか30Lの単純培地から、室温で数日通気培養すると約1kgの細胞が得られる。国立衛生研究所（NIH）のエドワード・D・コーンの研究室で開拓され、アカンサメーバモデルを使用して多くの重要な生物学的分子が発見され、その経路が解明された。トーマス・ディーン・ポラードは、このモデルをNIH、ハーバード大学医学部、ジョンズ・ホプキンス大学医学部、ソーク生物学研究所で適用し、アメーバだけでなく、他の多くの真核細胞、特にヒトの神経系や免疫系、発生中の胎児、がん細胞の細胞運動に不可欠な多くのタンパク質を発見し、特徴づけた。アカンサメーバは、特定のGタンパク質の進化を研究するためのモデルとしても機能してきた。この単細胞真核生物は、微生物にとって重要な役割を果たすGPCRを細胞膜上にほとんど発現していないが、構造相同性バイオインフォマティクスツールを使用することで、A. castellaniiにヒトM1ムスカリン受容体のホモログが存在することが示された。[20]過去の研究では、これらのムスカリン受容体を阻害すると、アカンサメーバ属のアメーバを殺すことが証明されている。[5]最近では、アカンサメーバ属の電位依存性カルシウムチャネル（CavAc）が、TPC-1やL型カルシウムチャネルなどのヒトの電位依存性カルシウムチャネルと類似性があり、ロペラミドなどのCaチャネル遮断薬に反応することが報告されています。[21]このモデル微生物は、アルツハイマー病などの複雑な神経変性状態を理解するために研究されてきました。科学者は、アカンサメーバの神経伝達物質アセチルコリンとその合成に必要な酵素機構を単離しました。[22]
内部共生生物
アカンサメーバ属には、ヒト病原体に類似した多様な細菌内共生菌が含まれているため、潜在的にヒトの新興病原体であると考えられています。 [23]これらの共生菌の正確な性質と、アメーバ宿主にとっての利点はまだ明らかにされていません。これらには、レジオネラ菌とレジオネラ菌様病原体が含まれます。[24]
巨大ウイルス
巨大ウイルスである ミミウイルス、メガウイルス、パンドラウイルスはアカントアメーバに感染する。[25]
アカンサメーバ属のウイルスは、さまざまな巨大ウイルス（1000 個を超えるタンパク質コード遺伝子を持つウイルス。たとえば、パンドラウイルスはゲノム内に約 2500 個のタンパク質コード遺伝子を持つ）の宿主となるという点で珍しい。
多様性
アカンサメーバは形態学的特徴に基づいて他のアメーバ属と区別することができる。[26]しかし、形態学的にアカンサメーバの1つの種を他の種と区別することは困難であることが判明している。18S rDNA配列に基づいて、既知のアカンサメーバ株はT1-T12と表記される12のグループに分類することができる。[26]疾患を引き起こす分離株のほとんどはT4型に属する。[26]
以下は、記載されているアカンサメーバの種のリストです。既知の場合は配列タイプも記載されています。罹患患者で特定された種には * が付いています。
- A. astronyxis (Ray & Hayes 1954) ページ 1967 * (T7)
- A. byersi Qvarnstrom、Nerad & Visvesvara 2013 *
- A. カステラーニ ヴォルコンスキー 1931 * (T4) [ A. テリコラ プサール 1964 ]
- A. コマンドー ニ プサール 1964 (T9)
- A. カルベルトソーニ (Singh & Das 1970) グリフィン 1972 * (T10)
- A. ディヴィオネン シス プサール & ポンズ 1977 (T4)
- A. エキヌラータ パサード＆ポンズ 1977
- A. gigantea シュモラー 1964
- A. glebae (Dobell 1914)
- A. gleichenii ヴォルコンスキー 1931
- A. グリフィニ ソーヤー 1971 (T3)
- A. ハチェッティ ソーヤー、ヴィスヴェスヴァラ＆ハーケ 1977 * (T11)
- A. ヒーリー モウラ、ウォレス & ヴィスヴェスヴァラ 1992 (T12)
- A. hyalina ドーベル & オコナー 1921
- A. ヤコブシ ソーヤー、ネラド、ヴィスヴェスヴァラ 1992
- A. 角膜炎 *
- A. lenticulata Molet & Ermolieff-braun 1976 (T3)
- A. lugdunensis Pussard & Pons 1977 * (T4)
- A. mauritaniensis Pussard & Pons 1977 (T4)
- A. micheli Corsaro et al. 2015年
- A. palestinensis (Reich 1933) 1977 ページ* (T1)
- A. パラディビオネン シス プサール & ポンズ 1977 (T4)
- A. ピアセイ ネラッドら 1995
- A. polyphaga (Puschkarew 1913) Volkonsky 1931 * (T4)
- A. pustulosa パサール & ポンズ 1977 (T2)
- A. pyriformis (Olive & Stoianovitch 1969) シュピーゲル & シャドウィック 2016
- A. キナ プサール＆ポンズ 1977 *
- A. rhysodes (Singh 1952) Griffin 1972 * (T4)
- A. ロイレバ ウィラート、スティーブンス、ティンダル 1978
- A. ソヒ キョンイル & シン 2003
- A. stevensoni Sawyer et al. 1993 (T11)
- A. triangularis Pussard & Pons 1977 (T4)
- A. ツビアシ ルイス＆ソーヤー 1979 (T8)
語源
ギリシャ語の akantha（棘/とげ）から派生したもので、この生物が棘のような構造（ acanthopodia ）を持つことを示すために「amoeba」（変化）の前に付け加えられた。この生物は現在、アカンサメーバとしてよく知られており、環境中に広く分布する両生類、日和見性、非日和見性の原生生物である。[27]
参照
参考文献
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CDCのパブリックドメインテキストを引用
外部リンク
- アカンサメーバ –疾病管理予防センター
- コンタクトレンズ角膜炎のアカントアメーバのビデオ
- Marciano-Cabral F, Cabral G (2003年4 月)。 「ヒトの病気の原因 となるアカンサメーバ属細菌」。臨床微生物学レビュー。16 (2): 273–307。doi : 10.1128 /CMR.16.2.273-307.2003。PMC 153146。PMID 12692099。
- Amoebaに関する総合的なリソース
- 目の健康とアカントアメーバ
- アカントアメーバの写真とイラスト