ボルデテラ

ボルデテラ
鞭毛のある ボルデテラ・ブロンキセプティカ
科学的分類
ドメイン：	細菌
門:	シュードモナドタ
クラス：	ベータプロテオバクテリア
注文：	バークホルデリア目
家族：	アルカリゲ科
属:	ボルデテラ・ モレノ・ロペス 1952
種[2]
ボルデテラ・アンソルピ ボルデテラ・アトロピ [1] ボルデテラ・アビウム ボルデテラ・ブロンキアリス ボルデテラ・ブロンキセプティカ ボルデテラ・フラビリス ボルデテラ・ヒンジ ボルデテラ・ホルメシ ボルデテラ・ムラリス ボルデテラ・パラ百日咳菌 百日咳菌 ボルデテラ・ペトリイ ボルデテラ・シュードヒンジ ボルデテラ・スプティゲナ ボルデテラ・トレマタム ボルデテラ・トゥンバエ ボルデテラ・ツムリコラ

ボルデテラ（ / ˌ b ɔːr d ə ˈ t ɛ l ə /）は、緑膿菌門に属する小型（0.2 - 0.7 μm）グラム陰性球桿菌属細菌である。Bordetella属は、B. petriiを除き、偏性好気性菌であり、培養が非常に難しい。すべての種がヒトに感染する可能性がある。最初に記載された3種（ B. pertussis、 B. parapertussis、 B. bronchiseptica）は、「古典種」と呼ばれることもある。これらのうち2種（ B. pertussisとB. bronchiseptica ）は運動性もある。 ^{[3] [4]}

ボルデテラには約16種の異なる種があり、土壌や水環境に生息していた祖先から派生したと考えられます。^[5] B. pertussisとまれにB. parapertussis はヒトに百日咳を引き起こし、B. parapertussis株の中には羊にのみ生息するものもいます。^{[5]また、猫に気管支炎、豚に}気管支肺炎を引き起こすことも知られています。^[5]

B. bronchiseptica は健康な人間に感染することはめったにないが、免疫不全患者における疾患の報告がある。^[6] B. bronchiseptica は、犬のケンネルコフや豚の萎縮性鼻炎など、他の哺乳類にいくつかの疾患を引き起こす。この属の他のメンバーは、他の哺乳類や鳥類（ B. hinzii、B. avium ）に同様の疾患を引き起こす。

ボルデテラ属はジュール・ボルデにちなんで命名されました。

ボルデテラ属の最も一般的な3種は、百日咳菌、パラ百日咳菌、気管支敗血症菌です。これらの種は、哺乳類の呼吸器に蓄積することが知られています。これは、百日咳として知られる病気の結果として、人間の乳児に最もよく見られます。この病気の原因となる特定の種は百日咳菌であり、人間にのみ見られます。百日咳菌に対する広範なワクチン研究にもかかわらず、百日咳は多くの国で依然として風土病であると考えられています。百日咳菌は人間にのみ見られ、他のボルデテラ属の種との遺伝的変異がほとんど見られないことから、近年、共通の祖先から派生したと考えられています。

パラ百日咳菌は、ヒトと他の哺乳類、主にヒツジの両方に感染する可能性があります。百日咳菌と同様に、乳児に百日咳を引き起こします。しかし、ヒツジで見つかった株を分離すると、ヒトで見つかった株との間には明確な違いがあります。これは、この種のさまざまな株が、ヒトで見つかった株とヒツジで見つかった株が互いに独立して進化したことを示しています。この特定の違いにより、2 つのリザーバー間の伝染はほとんどまたはまったくないことを意味します。

しかし、 B. bronchiseptica種（グラム陰性、好気性）は宿主範囲が広く、幅広い動物に同様の症状を引き起こしますが、人間に影響を及ぼすのはまれです。これらの症状は、慢性で無症候性の呼吸器感染症として現れることがよくあります。B . bronchisepticaは、約 0.5 μm の大きさの小さな球菌です。運動を可能にする周毛鞭毛を持っています。ペトリ皿上では、この種のコロニーは小さく、灰白色で、滑らかで光沢があります。この種は、犬のケンネルコフ（犬の呼吸器感染症（CRID））とも一般的に関連しています。^{[7] [8]}

ボルデテラ属細菌の中で最も徹底的に研究されているのは、 B. bronchiseptica、B. pertussisおよびB. parapertussisであり、これらの細菌によって引き起こされる呼吸器疾患の病因が再検討されている。^{[9] [10] [11]}伝播は、呼吸器エアロゾル飛沫または媒介物を介して直接接触によって起こる。細菌は最初、鼻咽頭の繊毛 上皮細胞に付着し、この上皮細胞との相互作用は、一連のタンパク質付着因子によって媒介される。これらには、糸状ヘマグルチニン、ペルタクチン、線毛および百日咳毒素（百日咳毒素の発現はB. pertussisに特有であるが）が含まれる。上皮細胞への付着を助けるだけでなく、これらのいくつかは免疫エフェクター細胞への付着にも関与している。

感染の初期カタル期には風邪に似た症状が現れ、この期間中に咽頭から大量の細菌が回収される。その後、細菌は増殖して呼吸器系にさらに広がり、そこで毒素の分泌によって繊毛静止が起こり、細菌が気管/気管支の繊毛細胞に侵入しやすくなる。最初に発現する毒素の1つが気管細胞毒素で、これはペプチドグリカン由来の二糖テトラペプチドである。他のほとんどのボルデテラ毒素とは異なり、気管細胞毒素は細菌細胞壁の分解によって生じる正常な産物として恒常的に発現する。他の細菌はこの分子を細胞質に戻して再利用するが、ボルデテラおよび淋菌の場合は環境中に放出される。気管細胞毒素自体は、繊毛エスカレーターの麻痺、上皮細胞のDNA 合成の阻害、そして最終的には上皮細胞の死を再現することができます。規制されている毒素の中で最も重要なものの 1 つは、自然免疫の回避を助けるアデニル酸シクラーゼ毒素です。この毒素は、接触すると貪食免疫細胞に送達されます。^{[12]免疫細胞の機能は、その結果として生じる}環状 AMP の蓄積によって部分的に阻害されます。最近発見されたアデニル酸シクラーゼ毒素の活動(膜貫通孔の形成やカルシウム流入の刺激など) も、貪食細胞の中毒に寄与している可能性があります。

ボルデテラで特定された毒性因子は、3種すべてに共通しています。これらには、繊維状ヘマグルチニン（FHA）、パータクチン、気管定着因子および線毛などの接着因子、ならびにアデニル酸シクラーゼ溶血素、皮膚壊死毒素および気管細胞毒素などの毒素が含まれます。これらの因子は、ほとんどの場合、環境刺激によって発現および制御されます。毒性因子の違いは、制御機能または制御機能の喪失に関連しています。ボルデテラ属は通常、宿主の呼吸器系および免疫系内に生息し、新しい宿主に感染する可能性があります。^[5]百日咳菌は成人にも影響を及ぼし、ワクチン接種率が85%であるにもかかわらず、世界中で毎年16万人を超える死亡者が出ています。^[5]抗菌薬感受性試験法はいくつかありますが、2018年現在、変化や進歩は見られません。 ^[5]ボルデテラワクチンを使用して行われた研究のほとんどには多くの欠陥があり、公式の結論には至っていません。

多くのボルデテラ付着因子および毒素の発現は、2成分調節システムBvgASによって制御されている。^{[10] [11]この調節システムについて知られていることの多くは、} B. bronchisepticaの研究に基づいているが、BvgASはB. pertussis、B. parapertussis、およびB. bronchisepticaにも存在し、相変異または表現型の調節に関与している。

BvgSは細胞膜に結合したセンサーキナーゼで、刺激に反応して細胞質ヘリックスターンヘリックス含有タンパク質BvgAをリン酸化します。リン酸化されると、BvgAはBvg活性化プロモーター配列の特定の結合部位に対する親和性が増加し、 in vitroアッセイで転写を促進することができます。 ^{[13] [14]}

BvgAS 制御下にある毒素と接着因子のほとんどは、Bvg ⁺条件 (高 BvgA-P _{i濃度) で発現します。しかし、Bvg} ⁻状態でのみ発現する遺伝子もあり、最も顕著なのはフラジェリン遺伝子flaAです。^[15] Bvg 抑制遺伝子の調節は、 B vgA下流の 624 bpオープンリーディングフレームの産物、いわゆる Bvg 活性化リプレッサータンパク質、BvgR によって媒介されます。^{[16] BvgR は、少なくとも一部の Bvg 抑制遺伝子の}コード配列内に存在するコンセンサス配列に結合します。このタンパク質がコンセンサス配列に結合すると、転写が減少することで遺伝子発現が促進されます。^[17]

BvgSの生理学的シグナルが何であるかは不明ですが、試験管内でのBvgASは、硫酸マグネシウムまたはニコチン酸のミリモル濃度、または培養温度を26℃以下に下げることで不活性化できます。 ^{[18] [19]}

BvgS 遺伝子の特定の点変異がB. bronchiseptica を中間 Bvg 期に固定するのを同定した結果、BvgA-P _iの中間濃度でのみ転写される BvgAS 調節遺伝子のクラスが明らかになった。この中間 (Bvg _i ) 表現型は、 BvgAS 調節因子であるニコチン酸の中間濃度を含む培地で細菌を増殖させることにより、野生型B. bronchisepticaで再現できる。これらの条件では、Bvg ⁺期に関連する毒性因子の一部が発現するが、すべてではないことから、この 2 成分調節システムは環境に応じて表現型状態の連続体を生み出す可能性があることが示唆される。^[18]

ボルデテラワクチンは必須ではありませんが、特にドッグパーク、寄宿施設、ドッグショー、トレーニングクラスなどで他の犬と接触することが予想される犬には強く推奨されます。 ^[20]実際、特定の施設では入場時に接種が義務付けられている場合があります。このワクチンは猫にも接種できますが、成猫では感染がまれであるため、あまり一般的ではありません。ただし、子猫が高リスク環境（他の猫と一緒に暮らしているなど）にいる場合は、ワクチン接種をすることをお勧めします。^[21]

ボルデテラワクチンは、ケンネルコフの典型的な原因菌であるボルデテラ・ブロンキセプティカを特に標的としています。ワクチンは、免疫を獲得するために細菌（生菌または死菌）を体内に導入します。ワクチンはボルデテラの1種に対してのみ防御できることを覚えておくことが重要です。したがって、 B.ブロンキセプティカのワクチン接種を受けた後でも、ペットが別のボルデテラ種に感染したり、パラインフルエンザウイルスなど別の感染源からケンネルコフにかかったりする可能性があります。^[20]ボルデテラワクチンの効果も約70％に過ぎません。^[22]

犬にボルデテラワクチンを投与する方法として、経口、鼻腔内、皮下という3つの方法が認可されている。前者の2つの方法は生菌を用いて投与され、後者は殺菌した菌を用いて投与される。ウィスコンシン州マディソンの獣医学部が2013年に実施した比較研究では、ビーグル犬の子犬にワクチンを接種して、これら3つの方法の有効性を検討した。40匹のビーグル犬を4つのグループに分け、3つの方法をそれぞれテストするグループと、ワクチンを接種していない対照群を1つずつ設けた。42日後、犬はボルデテラ・ブロンキセプティカにさらされた。この研究では、生鼻腔ボルデテラワクチンは殺菌した皮下ワクチンよりも効果的であり、生経口ワクチンは生鼻腔ワクチンと同等に効果があることが判明した。^[23]

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