モラクセラ・カタラーリス

モラクセラ・カタラーリス
科学的分類
ドメイン：	細菌
門:	シュードモナドタ
クラス：	ガンマプロテオバクテリア
注文：	シュードモナス目
家族：	モラクセラ科
属:	モラクセラ
種：	M.カタラーリス
二名法名
モラクセラ・カタラーリス (Frosch と Kolle 1896) Henriksen と Bøvre 1968 [1]

モラクセラ・カタラーリスは、グラム陰性、非運動性、好気性、オキシダーゼ陽性の双球菌で、ヒトの呼吸器系、中耳、眼、中枢神経系、関節に感染症を引き起こす可能性があります。三量体オートトランスポーター接着因子を使用して宿主細胞に付着することで、宿主細胞の感染を引き起こします。

モラクセラ・カタラーリスは、人間の上気道と中耳に親和性を持つヒト病原体です。マカクザルなどの他の霊長類もこの細菌に感染する可能性があります。^[2]ラット、マウス、チンチラなどのげっ歯類は、モラクセラ・カタラーリスの研究に使用されてきましたが、成功の度合いはさまざまです。^[3]

モラクセラ・カタラーリスの分類学は、過去に混乱を引き起こしたトピックです。この細菌は当初、ナイセリア属に分類されていましたが、1970年にサラ・ブランハム博士に敬意を表してブランハメラ^{という別の属に移されました。 [4]} 1984年にこの細菌は再び分類学が変更され、モラクセラ属に移動されました。一部の人々はこの変更に反対しましたが、その理由は、モラクセラ属の他のメンバーは桿菌状で、人間に感染症を引き起こすことはめったにないからです。^[4] しかし、DNAハイブリダイゼーション研究と16S rRNA配列比較の結果が、 M. catarrhalis種をモラクセラ属に含めることを正当化するのに使用されました。^{[5]その結果、現在これらの細菌には}モラクセラ・カタラーリス という名前が好まれています。それでも、医療分野の一部では、これらの細菌をブランハメラ・カタラーリスと呼び続けています。^[4]

モラクセラは、この細菌属を初めて記述したスイスの眼科医、ヴィクター・モラクスにちなんで名付けられました。カタラーリスは、ギリシャ語で「流れ落ちる」（cata-は下を意味し、-rrhは流れを意味する）を意味するカタラーに由来し、風邪の重度の炎症に典型的に伴って目や鼻から出る大量の分泌物を表しています。^[6]

M. catarrhalis CCUG 353型株の全ゲノム配列は、2016年にDNAデータバンク、欧州ヌクレオチドアーカイブ、GenBankに登録番号LWAH00000000として公開されました。 ^[7]

この細菌は中耳炎、^{[8] [9] 、} 気管支炎、副鼻腔炎、喉頭炎を引き起こすことが知られています。慢性閉塞性肺疾患の高齢患者や長期のヘビースモーカーは、M. catarrhalis が気管支肺炎や既存の慢性閉塞性肺疾患の悪化に関連していることに注意する必要があります。

M. catarrhalisによる定着のピークは2 歳前後で発生するようですが、子供と大人の定着率には顕著な違いがあります (非常に高い～非常に低い)。

モラクセラ・カタラーリスは、最近、新たなヒト病原体として注目を集めています。この菌は気管支肺感染症の重要な原因菌として特定されており、上気道での誤嚥による感染を引き起こします。 ^[10]さらに、特に免疫力が低下した成人では細菌性肺炎を引き起こします。^[11]また、慢性肺疾患の成人では感染増悪を引き起こすことが知られており、急性副鼻腔炎、上顎洞炎、菌血症、髄膜炎、結膜炎、慢性気管支炎の急性化膿性炎症、尿道炎、敗血症（まれですが）、化膿性関節炎（これもまれです）、成人の急性喉頭炎、小児の急性中耳炎の重要な原因です。^{[12] [13]} M. catarrhalisは日和見感染性肺細菌であり、特に免疫系が低下している患者や慢性疾患を患っている患者に害を及ぼします。^{[10] [12]}

モラクセラ・カタラーリスは、菌血症と関連して化膿性関節炎にも関連付けられている。^[12]モラクセラ・カタラーリス による菌血症の症例は以前にも報告されているが、モラクセラ・カタラーリスによる菌血症が化膿性関節炎にも関連していたのはこれが初めてである。患者（41歳男性）の微生物学的評価により、これまで考えられていたナイセリアではなく、モラクセラ・カタラーリスが原因であることが明らかになった。これは、モラクセラ・カタラーリスが化膿性関節炎を引き起こした2番目の症例でもある（ただし、最初の症例では菌血症については言及されていなかった）。^[12]

敗血症性関節炎との関連に加え、菌血症はM. catarrhalis感染によっても引き起こされ、その重症度は微熱から致死的な敗血症までさまざまであり、関連する呼吸器感染症も通常確認されます。^[14] M. catarrhalisによる菌血症感染の患者死亡率は21%です。しかし、これは細菌が病原体として認識されたのは最近のことであるため、細菌に関する知識が不足していることが原因である可能性があります。^[14]

高度菌血症の感染は心内膜炎の発症と関連していた。^[14] しかし、心内膜炎を発症していない患者は、各患者の背景、特に他の疾患の存在や免疫障害の可能性に関係している。また、M. catarrhalisによる菌血症の報告はまれであるが、M. catarrhalis が重要な病原体として特定されたのはごく最近（1990 年代）であるため、誤診や見落としが原因である可能性がある。 ^[14] M. catarrhalis菌血症患者の慢性疾患の 多くは、免疫不全または呼吸器虚弱の患者と関連している可能性がある。同様に、M. catarrhalis感染による菌血症性肺炎患者の呼吸器虚弱は、咽頭コロニー形成率の上昇、異常な上皮への細菌付着の増強、および肺実質の感染に対する感受性の増大と関連している可能性がある。^[14]

モラクセラ・カタラーリスは抗生物質で治療できるが、ペニシリン、アンピシリン、アモキシシリンに対して耐性を示すことが多い。^[14]

現在の研究の優先事項は、この遺伝子型的に多様な生物に適したワクチン^[15]を見つけることと、補体耐性などの毒性に関与する因子を特定することです。リポオリゴ糖は、毒性因子の1つであると考えられています。^[15]

最近、M. catarrhalisが重要な病原微生物として認識されて以来、可能性のある抗生物質の開発が進められている。M . catarrhalis 株の一部はアンピシリン耐性であるように思われ、アンピシリンとアモキシシリンはそれに対する抗生物質として不適切な選択である。^[10] M. catarrhalis のすべての株はコトリモキサゾール、エリスロマイシン、スルファジミジン、およびテトラサイクリンに感受性であったが、トリメトプリムにも耐性であった。^[10] アンピシリンやアモキシシリンなどのβ-ラクタム系抗生物質に対するM. catarrhalis の耐性は、細菌細胞周縁部のリポタンパク質β-ラクタマーゼBRO-1 および BRO-2を介しており、これらは細菌細胞内に侵入したβ-ラクタム分子を加水分解することでペプチドグリカン層を保護する。^[16] β-ラクタマーゼは細胞質で産生され、ツインアルギニン転座経路によって細胞周縁部空間に転座される。ツインアルギニン転座経路は、折り畳まれた状態でタンパク質を二脂質膜を介して輸送するタンパク質分泌経路である。^[17] M. catarrhalis は、 β-ラクタマーゼを含む外膜小胞を産生・分泌し、 β-ラクタム耐性の細胞外送達システムとして機能し、 M. catarrhalis付近のβ-ラクタム感受性細菌の生存を促進する。この行動は他の細菌にとって有益であり、多菌感染症の抗生物質治療を困難にする可能性がある。^{[18]また、} M. catarrhalisの他の抗生物質に対する耐性も、 β-ラクタマーゼに起因する可能性がある。これらの抗生物質の使用は、抗生物質に耐性のあるβ-ラクタマーゼの発達の増加を引き起こしたためである。^[10]

しかし、1994年の研究では、M. catarrhalisの表面に大きなタンパク質が特定され、防御抗体の標的となる可能性がある。^[11] このUspA（指定抗原）タンパク質は、 M. catarrhalisの表面露出タンパク質としては初めて、生物学的に活性な抗体の標的となり、ワクチン接種につながる可能性がある。このタンパク質は、検査したすべての株に存在していた。露出したタンパク質高分子のサイズが大きいことから、淋菌外膜タンパク質高分子複合体に似ており、UspAは単一のポリペプチド鎖である可能性がある。^[11]

ある研究では、呼吸器系におけるM. catarrhalisの能動免疫によって、 M. catarrhalisの増殖を抑制でき、血清抗原の開発につながった。^[13] また、被験者（マウス）は、肺からM. catarrhalisを排除する能力が向上した。同様に、マウスの呼吸器系からのM. catarrhalisの受動免疫によっても、マウスの肺から微生物を排除する能力が向上したため、血清抗体が呼吸器系の免疫化と保護に大きな役割を果たしている可能性が高い。^[13] M. catarrhalisの異なる株間で一貫した外膜タンパク質とともに、特定の外膜タンパク質に対する一種のサブクラス特異的IgG抗体応答も存在する可能性がある。したがって、 M. catarrhalisの外膜抗原もワクチン源となる可能性がある。また、M. catarrhalisが原因となる疾患に対する反応として、殺菌血清抗体も開発されている。^[13]

治療の選択肢には、抗生物質療法またはいわゆる「経過観察」アプローチがあります。この細菌の臨床分離株の大部分はベータラクタマーゼを産生するため、ペニシリンに耐性があります。トリメトプリム、トリメトプリム-スルファメトキサゾール(TMP-SMX)、クリンダマイシン、およびテトラサイクリンに対する耐性が報告されています。フルオロキノロン、ほとんどの第 2 世代および第 3 世代セファロスポリン、エリスロマイシン、およびアモキシシリン-クラブラン酸には感受性があります。

現在、米国ではM. catarrhalis感染症に対するワクチンは知られていません。これは呼吸器感染症の重要な原因であり、ワクチンの開発が求められています。現在、ポリンM35を含むいくつかの外膜タンパク質がワクチン抗原として有望視されています。

化膿性関節炎に関連する菌血症を引き起こしたM. catarrhalisの最初の症例が報告された際、微生物の培養が行われ、コロニーの形態だけでなくM. catarrhalis自体についても多くのことが明らかになりました。 ^[12] M. catarrhalis は、腎臓の形をした大きなグラム陰性双球菌です。37 °C で 24 時間好気培養すると、血液寒天培地とチョコレート寒天培地で培養できます。培養の結果、直径約 1 mm の灰白色の半球状のコロニーが明らかになりました。これらのコロニーは壊れやすく崩れやすく、ワックス状の表面をしているように見えました。^[12]

これらのM. catarrhalisコロニーにホッケーパックテストを適用した^[12] 。このテスト では、木の棒を使用してコロニーをプレート上で押し出そうとする。M . catarrhalisコロニーはこのテストで陽性となり、プレート上で滑らせることができた。コロニーは溶血を示さず、グルコース、スクロース、マルトース、ラクトースを発酵できなかった。DNase を生成することはできた。M . catarrhalisの培養物は、M. catarrhalisの特徴であるオキシダーゼ、リパーゼ、硝酸塩還元に対して陽性反応を示した。^[12]多くの研究室では、酪酸エステラーゼテストとベータラクタマーゼテストも実施している。両方のテストは陽性であるはずであり、培養物から迅速に特定するのに役立つ。^[19]

M. catarrhalisが病原体として認識されたことで、それに対する抗体の可能性を調査する研究が行われ、その構成についての理解が深まりました。M . catarrhalisの異なる株の外膜タンパク質 (OMP) プロファイルは、互いに非常に類似しています。^{[11]これらの OMP プロファイルを}モノクローナル抗体 (MAbs) で分析したところ、異なる株で分子量が類似するタンパク質がいくつか、交差反応性 エピトープを持つことが明らかになりました。^{[11]また、} M. catarrhalis の表面に露出しているタンパク質は、異常に高い分子量を持っています。M . catarrhalisの80 kDa OMP は免疫原性があり、 M. catarrhalisのすべての非莢膜鎖に共通しているため、免疫化の抗原として使用できる可能性があります。^[11]

モラクセラ・カタラーリスは、折り畳まれたタンパク質を内膜を越えて輸送するために、ツインアルギニン転座経路（TAT経路）を利用しています。^[17]トランスロカーゼ装置は、 3つの必須膜タンパク質、TatA、TatB、およびTatCで構成される典型的なグラム陰性TATトランスロカーゼです。 TatAタンパク質は、パッセンジャータンパク質が輸送される孔を形成し、TatBおよびTatCタンパク質はパッセンジャータンパク質を認識し、結合して膜貫通TatA孔に導きます。^{[17] [20]}

M. catarrhalisのTATトランスロカーゼタンパク質をコードする遺伝子tatA、tatB、tatCは細菌染色体の単一のtatABC遺伝子座に位置しており、各遺伝子間の一塩基重複により転写的および翻訳的にリンクされている可能性が高い。^[17]

M. catarrhalis の複数のタンパク質は、転座のための高度に保存されたリーダーモチーフを含み、TAT 経路によって輸送されることが予測またはテストされています。ベータラクタマーゼBRO-1 および BRO-2 は、TAT 経路によって輸送されることが示されています。他の潜在的なパッセンジャータンパク質には、鉄依存性ペルオキシダーゼ様タンパク質、シトクロム c様タンパク質、リン酸ABC トランスポーター内膜タンパク質様タンパク質が含まれます。抗生物質のない条件でも、機能するTAT 経路はM. catarrhalisの最適な成長に必要です。^[17]

• BacDive における Moraxella catarrhalis の標準株 – 細菌多様性メタデータ