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Wie profitiert Vibrio cholerae von der Infektion seines Wirts?

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Soweit ich weiss, V. cholerae sezerniert ein Toxin namens Choleragen in das Darmlumen, das die Darmepithelzellen beeinflusst, was die Freisetzung von Na+ und Cl--Ionen in das Lumen verursacht und das Wasserpotential des Lumens verringert, was dazu führt, dass Wasser in das Darmlumen fließt, was zu Durchfall führt. Wie profitiert das? V. cholera irgendwie?


Nach V.cholerae in den menschlichen Darm gelangt, beginnt es seine Zahl zu vervielfachen und wird dann virulent, nachdem es seine Zahl ausreichend erweitert hat. Diese Virulenz treibt den Durchfall an, der zum Teil dazu führt, dass die Bakterien in das Darmlumen und dann wieder in die äußere Umgebung gelangen.

Kurz gesagt nutzt es den menschlichen Darm, um die Zellzahl zu erhöhen.

Sehen Sie sich die Arbeit von Bonnie Bassler an, um ein wirklich faszinierendes Verständnis der Komplexität dieser Infektion zu erhalten.


VIBRIO | Vibrio-Cholerae

F.Y.K. Wong, P. M. Desmarchelier, in Encyclopedia of Food Microbiology, 1999

Einführung

Vibrio cholerae ist der ätiologische Erreger der Cholera, einer epidemischen Krankheit von erheblicher Bedeutung für die öffentliche Gesundheit, da sie sich in Gebieten mit schlechten sanitären Einrichtungen und Hygiene schnell ausbreitet und schwerwiegende Folgen hat, wenn der Zugang zur Gesundheitsversorgung eingeschränkt ist. Bereits 1854 wurde erstmals ein vibrioähnlicher Organismus als Cholera-Erreger beschrieben, obwohl die V. cholerae Bazillus wurde erst 30 Jahre später erfolgreich isoliert. Die moderne Geschichte der Cholera ist geprägt von sieben aufgezeichneten Pandemien, in denen V. cholerae weltweit in einer Reihe von Krankheitsausbrüchen verbreitet. Cholera, die mit der aktuellen siebten Pandemie in Verbindung gebracht wird, ist in weiten Teilen Asiens, Afrikas und Lateinamerikas endemisch. Trotz verbesserter Kontrollen der öffentlichen Gesundheit in einigen dieser Regionen bleibt die Krankheit eine große Bedrohung für die öffentliche Gesundheit. Das Aufkommen neuer epidemischer Stämme hat zu neuen Krankheitswellen und größeren Herausforderungen für das Cholera-Management und die Cholera-Kontrolle geführt.


Vibrio-Cholerae

Cholera ist eine durch das Bakterium verursachte Infektion im Dünndarm Vibrio cholerae. Die Hauptsymptome der Cholera sind starker, schmerzloser Durchfall und Erbrechen klarer Flüssigkeit. Diese Symptome beginnen normalerweise plötzlich, ein bis fünf Tage nach der Aufnahme der Bakterien. Der Durchfall wird in der Natur häufig als „Wasser&rdquo beschrieben und kann einen fischigen Geruch haben. Wird der schwere Durchfall nicht mit intravenöser Rehydratation behandelt, kann dies zu lebensbedrohlicher Dehydration und Elektrolytstörungen führen.

Abbildung: Erwachsene Cholerapatientin: Eine Person mit schwerer Dehydration aufgrund von Cholera &ndash bemerkt die eingefallenen Augen und den verringerten Hautturgor, was zu faltigen Händen führt.


Anfangsstadien der Kolonisation

Sich auf den Schutz verlassen und dann aufgeben

V. Cholera hat eine komplexe Säuretoleranzreaktion, an der zahlreiche Faktoren beteiligt sind, wie unter anderem das ToxR-regulierte Porin OmpU, die Transkriptionsregulatoren CadC und HepA, die Glutathationssynthetase GshB und das DNA-Reparatur- und Rekombinationsenzym RecO [7–9]. Bisher wurden die Rollen von OmpU und CadC durch In-Frame-Deletionen bestätigt [8,10]. Freies Leben V. Cholera Zellen reagieren sehr empfindlich auf den niedrigen pH-Wert des Magens, und die Dosis, die bei gesunden Freiwilligen erforderlich ist, um eine Infektion zu verursachen, 10 11 Zellen, ist vielleicht unrealistisch hoch [11]. Wenn der pH-Wert des Magens jedoch gepuffert ist, kann die Anzahl der Zellen, die zur Auslösung der Krankheitssymptome erforderlich sind, um mehrere Größenordnungen zwischen 10 4 –10 6 Zellen reduziert werden (Abb. 1A) [11,12]. Darüber hinaus wurde in Endemiegebieten bei einigen Cholerapatienten eine niedrige Magensäureproduktion festgestellt, was darauf hindeutet, dass diese Personen möglicherweise anfälliger für ein frei lebendes Leben sind V. Cholera als andere [13–15]. Im Hinblick auf den physiologischen Zustand der Bakterien, V. Cholera könnte auch in einem ruhenden Zustand, der als lebensfähig aber nicht kultivierbar (VBNC) bezeichnet wird, in den menschlichen Wirt gelangen [16–19]. VBNC-Zellen anderer Spezies weisen eine erhöhte Säuretoleranz auf [20]. V. Cholera VBNC-Zellen wurden menschlichen Freiwilligen verabreicht, und diese Zellen konnten den SI effektiv besiedeln und wurden als kultivierbare freilebende Zellen ausgeschieden [18].

V. Cholera können auch als Mikrokolonien oder in einem hyperinfektiösen Zustand aufgenommen werden [21–23]. Einmal nach der Darmbesiedelung vergossen, V. Cholera Zellen können in einem hyperinfektiösen Zustand gefunden werden, von dem angenommen wird, dass er die infektiöse Dosis senkt, die erforderlich ist, um sekundäre Individuen zu kolonisieren [21]. Darüber hinaus werden nach der Infektion Subpopulationen von V. Cholera weiterhin das Gen exprimieren, das für TcpA kodiert, einen Hauptbestandteil des Toxin-koregulierten Pilus (TCP), einem essentiellen Darmkolonisierungsfaktor [22,23]. Mikrokolonien sind TCP-vermittelte Cluster von V. Cholera Zellen, die dem Bakterium zahlreiche Eigenschaften verleihen (siehe Abschnitt „Endstadien der Kolonisation“). Es ist möglich, dass Mikrokolonien von Cholera-Patienten eine Resistenz gegen den niedrigen pH-Wert des Magens verleihen V. Cholera. Unseres Wissens muss jedoch noch geklärt werden, welche Rolle Mikrokolonien bei einer niedrigen pH-Toleranz spielen und wie das Bakterium sie bei der Ankunft im SI aufgibt (Abb. 1A).

Biofilme sind Bakteriengemeinschaften, die kollektiv eine schützende Exopolysaccharid-Matrix produzieren, die das Überleben bei stressauslösenden Umweltveränderungen wie einem niedrigen pH-Wert oder dem Vorhandensein von antimikrobiellen Mitteln erleichtert [24]. V. Cholera die als Teil eines Biofilms aufgenommen werden, können den niedrigen pH-Wert des menschlichen Magens erfolgreich überleben [25]. Zellen innerhalb eines Biofilms können den Magen entweder an ein Substrat angeheftet oder als konditional lebensfähige Umweltzellen (CVEC) erreichen – Klumpen ruhender Zellen, eingebettet in eine Biofilmmatrix, die mit angereicherten Kultivierungstechniken gewonnen werden können (Abb. 1A) [25]. Darüber hinaus wird während der Biofilmbildung V. Cholera kann in einem hyperinfektiösen physiologischen Zustand gefunden werden [26]. Die infektiöse Dosis für Biofilm-abgeleitete V. Cholera ist um Größenordnungen niedriger als bei planktonischen Zellen, unabhängig davon, ob der Biofilm intakt oder dispergiert ist [26]. Die Beziehung zwischen Galle und Biofilm bleibt umstritten [27,28]. Hung und Mekalanos zeigten, dass Galle die Bildung von Biofilmen stimuliert V. Cholera da Biofilme die Resistenz des Bakteriums gegenüber Gallensäuren erhöhen [27]. Umgekehrt wurde kürzlich festgestellt, dass Taurocholat, ein Bestandteil der Galle, den Abbau von . induziert V. Cholera Biofilme [28]. Die Autoren schlugen vor, dass der Kontakt mit Gallenbestandteilen beim Erreichen des Darmlumens die Ausbreitung des Bakteriums in den frühen Stadien der Kolonisation ermöglichen könnte (Abb. 1A) [28]. Im Lumen angekommen, muss das Bakterium der Anwesenheit von antimikrobiellen Mitteln standhalten. Es wurde gezeigt, dass OmpU unter anderem vor Gallensäuren [29] und antimikrobiellen Peptiden [30] schützt.

Insgesamt ist es möglich, dass in den frühen Stadien von Cholera-Epidemien, V. Cholera können in erster Linie als CVEC oder als VBNC aufgenommen werden, während sie Biofilme bilden, wie die Chitinhülle von Copepoden [4,5,31–34]. Sobald die Cholera-Epidemie beginnt, könnte das Bakterium jedoch überwiegend als Teil von Mikrokolonien, die von anderen Cholera-Patienten ausgeschieden werden, oder in einem hyperinfektiösen Zustand konsumiert werden [21].


Abschließende Bemerkungen

V. cholerae non-O1 sowie O1 und O139 bewohnen sehr unterschiedliche Fischarten. In den meisten Fällen scheint es, dass die Bakterien den Fischen keinen Schaden zufügen, im Gegenteil, V. cholerae kann ein Teil der normalen Flora zumindest einiger Fischarten sein, wie Tilapia und Karpfen. Fische könnten eine wechselseitige Beziehung zu haben V. cholerae. Die Fische bieten diesem Bakterium Nahrung und Unterschlupf, während das Bakterium dem Fisch helfen kann, seine Nahrung (z. B. Chitin und Protein) zu verdauen. Aus epidemiologischer Sicht tragen die Fische die Cholera-Bakterien von einem Ort zum anderen. Wenn sich also Wasservögel von den Fischen ernähren, V. cholerae können in den Verdauungstrakt einiger Wasservogelarten übertragen und somit weltweit verbreitet werden.


Geheimnis, wie sich die Cholera an die Temperatur anpasst, enthüllt

Dieses Bild zeigt eine glatte Kolonie von Vibrio cholerae (links) neben einer rauen Kolonie, die bei 37 °C gebildet wurde (rechts). Quelle: Santos et al. CC BY 4.0

Wissenschaftler haben in Cholera-verursachenden Bakterien ein essentielles Protein entdeckt, das es ihnen ermöglicht, sich an Temperaturänderungen anzupassen, so eine heute in veröffentlichte Studie eLife.

Das Protein BipA ist bei allen Bakterienarten konserviert, was darauf hindeutet, dass es den Schlüssel dazu haben könnte, wie andere Bakterienarten ihre Biologie und ihr Wachstum verändern, um bei suboptimalen Temperaturen zu überleben.

Vibrio cholerae (V. cholerae) ist das Bakterium, das für die schwere Durchfallerkrankung Cholera verantwortlich ist. Wie bei anderen Arten bildet V. cholerae Biofilme – Bakteriengemeinschaften, die in einer Struktur aus Zuckern und Proteinen eingeschlossen sind – zum Schutz vor Fressfeinden und Stressbedingungen. V. cholerae bildet diese Biofilme sowohl in ihrer aquatischen Umgebung als auch im menschlichen Darm. Es gibt Hinweise darauf, dass die Bildung von Biofilmen entscheidend für die Fähigkeit von V. cholerae zur Kolonisierung im Darm ist und seine Infektiosität erhöhen könnte.

„V. cholerae erlebt ein breites Temperaturspektrum, und die Anpassung daran ist nicht nur für das Überleben in der Umwelt, sondern auch für den Infektionsprozess wichtig“, erklärt Erstautorin Teresa del Peso Santos, Postdoktorandin am Labor für Molekulare Infektionsmedizin Schweden (MIMS), Universität Umeå, Schweden. „Wir wissen, dass V. cholerae bei 37 Grad Celsius als raue Kolonien wächst, die einen Biofilm bilden. Bei niedrigeren Temperaturen sind diese Kolonien jedoch völlig glatt. Wir wollten verstehen, wie sie das macht.“

Die Forscher untersuchten die Mikroben auf Gene, von denen bekannt ist, dass sie mit der Bildung von Biofilmen in Verbindung stehen. Sie fanden eine deutliche Zunahme der Expression von Biofilm-verwandten Genen in Kolonien, die bei 37 °C im Vergleich zu 22 °C gewachsen waren.

Um herauszufinden, wie diese Biofilm-Gene bei niedrigeren Temperaturen kontrolliert werden, generierten sie zufällige Mutationen in V. cholerae und identifizierten dann, welche Mutanten bei 22 °C raue statt glatte Kolonien entwickelten. Anschließend isolierten sie die Kolonien, um festzustellen, welche Gene für das Abschalten von Biofilm-Genen bei niedrigen Temperaturen essentiell sind.

Das am häufigsten gefundene Gen ist mit einem Protein namens BipA verbunden. Wie erwartet, bildeten die resultierenden Mikroben, wenn sie absichtlich BipA aus V. cholerae entfernten, eher raue Kolonien, die für Biofilme typisch sind als glatte Kolonien. Dies bestätigte die Rolle von BipA bei der Kontrolle der Biofilmbildung bei niedrigeren Temperaturen.

Um zu untersuchen, wie BipA dies erreicht, verglichen die Forscher die Proteine, die von normalen V. cholerae produziert werden, mit denen von Mikroben, denen BipA fehlt, bei 22 und 37 Grad Celsius. Sie fanden heraus, dass BipA die Spiegel von mehr als 300 Proteinen in V. cholerae, die bei suboptimalen Temperaturen gezüchtet wurden, verändert und die Spiegel von 250 Proteinen, einschließlich praktisch aller bekannten Biofilm-verwandten Proteine, erhöht. Sie zeigten auch, dass BipA bei 37 Grad Celsius eine Konformation annimmt, die es wahrscheinlicher macht, abgebaut zu werden. In Abwesenheit von BipA erhöht sich die Produktion wichtiger Biofilmregulationsproteine, was zur Expression von Genen führt, die für die Biofilmbildung verantwortlich sind.

Diese Ergebnisse liefern neue Erkenntnisse darüber, wie sich V. cholerae an die Temperatur anpasst und helfen dabei, sein Überleben in verschiedenen Umgebungen und seine Übertragung auf den Menschen zu verstehen und im Idealfall zu verhindern.

„Wir haben gezeigt, dass BipA für temperaturabhängige Veränderungen in der Produktion von Biofilmkomponenten entscheidend ist und die Kolonieform bei einigen V. cholerae-Stämmen verändert“, schließt Senior-Autor Felipe Cava, außerordentlicher Professor am Department of Molecular Biology und MIMS-Gruppenleiter und Wallenberg Academy Fellow, Universität Umeå. "Zukünftige Forschung wird sich mit den Auswirkungen der temperatur- und BipA-abhängigen Regulierung auf V. cholerae während einer Wirtsinfektion und den Folgen für die Übertragung und Ausbrüche von Cholera befassen."


Einführung

Cholera ist in vielen Teilen der Welt nach wie vor eine der Hauptursachen für Morbidität und Mortalität [1]. Es wird durch die Aufnahme von kontaminierten Lebensmitteln oder Wasser infiziert und ist durch starken Durchfall und Erbrechen gekennzeichnet. Cholera-Toxin, die primäre Determinante dieses klinischen Syndroms, ist ein AB5-Exotoxin, bestehend aus einer A-Untereinheit, die nicht kovalent an fünf B-Untereinheiten gebunden ist und in einer Rosette angeordnet ist, um ein Lektin zu bilden, das das GM . erkennt1 Gangliosid [2]. Der Mechanismus, durch den Cholera-Toxin in Darmepithelzellen eindringt und die Funktion stört, wurde in kultivierten Zellen ausführlich untersucht [3–7]. Vor dem Eintritt in die Zelle wird die A-Untereinheit proteolytisch in ein katalytisches A . gespalten1 Untereinheit und ein A2 Untereinheit, deren Aufgabe es ist, die nicht-kovalente Assoziation mit der B-Untereinheit GM . aufrechtzuerhalten1 Lektin. Dieses Lektin bildet eine Assoziation mit GM1 Ganglioside, die in Lipid-Rafts innerhalb der Zellmembran konzentriert sind. Einmal an GM gebunden1Der retrograde Transport auf Lipid-Rafts liefert Cholera-Toxin an das endoplasmatische Retikulum. Die A1 Untereinheit dissoziiert dann vom Toxinkomplex und verlässt das endoplasmatische Retikulum, um die stimulierende G-Protein-Untereinheit G . zu ADP-ribosylieren. Das modifizierte G aktiviert konstitutiv die Adenylylcyclase und der cAMP-Spiegel in Darmepithelzellen steigt an. Die daraus resultierende sekretorische Diarrhoe hängt von der Öffnung von cAMP-responsiven Cl – -Kanälen und dem Fluss von Cl – und Wasser durch die apikale Oberfläche der Epithelzelle in das Darmlumen ab. KCNN4, ein Ca 2+ -aktivierter K + -Kanal von Säugetieren mit mittlerer Leitfähigkeit, hält den K + -Export durch den basolateralen Aspekt der Darmepithelzelle aufrecht. Clotrimazol, das den KCNN4-Kanal blockiert, verringert nachweislich die durch Cholera-Toxin induzierte Cl – -Sekretion sowohl in kultivierten Säugerzellen als auch in Mäusen [8,9]. Diese Ergebnisse legen nahe, dass ein gleichzeitiger basolateraler Export von K + erforderlich ist, um die Passage von Cl – durch basolaterale K + /Cl – -Cotransporter und apikale Cl – -Kanäle in das Darmlumen aufrechtzuerhalten.

Der Nutzen von Drosophila melanogaster als Modellwirt für humanpathogene Erreger ist gut etabliert [10–18]. In der natürlichen Umgebung, Vibrio cholerae ist eng mit Arthropoden verbunden [19–21], und viele haben vorgeschlagen, dass Insekten als Vektoren [22–26] oder Reservoirs [27–29] von V. cholerae. Daher stellten wir die Hypothese auf, dass Insekten oder verwandte Arthropoden als ausgezeichnete Modellwirte von V. cholerae. Um dies zu testen, haben wir das Modellinsekt D. melanogaster mündlich V. cholerae Infektion. Hier zeigen wir das V. cholerae Infektion von D. melanogaster weist folgende Parallelen zu menschlichen Erkrankungen auf: (i) Einnahme von V. cholerae produziert eine im Darm lokalisierte, tödliche Infektion bei der Fliege, die vom Cholera-Toxin abhängig ist (ii) die Anfälligkeit des Wirts hängt von Gsα, Adenylylcyclase und den Drosophila KCNN4-Kanal-Homolog und (iii) Clotrimazol, ein Inhibitor des menschlichen KCNN4-Kanals, schützt die Fliege vor einer Infektion. Wir haben jedoch auch Unterschiede zwischen V. cholerae Infektion von Säugetieren und Fliegen. Die alleinige Einnahme von Cholera-Toxin reicht aus, um bei Menschen und Modellsäugetieren schwere sekretorische Diarrhoe zu verursachen [30–33]. Im Gegensatz dazu haben wir bei der Fliege festgestellt, dass die Aufnahme von Cholera-Toxin nur dann tödlich ist, wenn pathogene Isolate von V. cholerae werden gleichzeitig eingenommen. Unsere Ergebnisse belegen nicht nur die Nützlichkeit der Fliege als Modellwirt für V. cholerae Infektion, sondern legen auch nahe, dass die V. cholerae Genom enthält Virulenzfaktoren, die speziell für die Infektion von Nicht-Säugerwirten wie der Fliege benötigt werden.


Vibrio cholerae

Cholera ist eine Durchfallerkrankung, die leicht mit mehreren anderen zu verwechseln ist. Es gibt jedoch einige klinische Merkmale, die charakteristisch sind und bei der Diagnose helfen können.

Das Vorhandensein von wässrigem Durchfall mit dem Auftreten von Reiswäsche ist charakteristisch. Dies ist noch beeindruckender, wenn es mit einer akuten schweren Dehydration verbunden ist.

Andere Symptome können sein:

Tenesmus und später Krämpfe

Veränderung des psychischen Zustands, von wachsam zu unruhig, schläfrig und sogar komatös

Anzeichen für Dehydration:

Wie hat der Patient Cholera entwickelt? Was war die primäre Quelle, von der aus sich die Infektion ausbreitete?

Cholera verursacht weltweit große Epidemien und Pandemien. Ein lokaler Ausbruch kann schnell zu einer Epidemie werden.

Der Lebenszyklus von Vibrio cholerae ermöglicht es dem Bakterium, jahrelang in einer aquatischen Umgebung, seinem natürlichen Reservoir, zu leben, wo es anhaftend an Krustentieren, Algen und Zooplankton überlebt.

Unter den entsprechenden Umweltbedingungen wird sich V.Cholerae vermehren und den freien Lebenszyklus wieder in Gang setzen. Wenn die Umgebung jedoch widrig ist, kann dieser Erreger einen latenten Zustand beibehalten, inaktiv, durch Kultur nicht identifizierbar und resistent gegen Chlor.

Der Infektionszyklus dieses Bazillus tritt auf, wenn das Bakterium durch kontaminiertes Wasser und kontaminierte Nahrung aus seiner aquatischen Umgebung in einen Menschen gelangt.

Infizierte Menschen scheiden Bakterien aus, die eine neue Umgebung und neue Wasserquellen kontaminieren. Normalerweise scheiden die Infizierten eine große Anzahl von Bakterien aus, was zu einer massiven Umweltverschmutzung und einer schnellen Übertragung auf andere Menschen führt.

Im Juli 2012 begann in Kuba ein Cholera-Ausbruch, obwohl die Cholera in diesem Land als ausgerottet galt. Erst im Oktober 2012 wurden neue Fälle gemeldet. Im selben Jahr setzte sich die Epidemie in Haiti und der Dominikanischen Republik fort.

Laut dem epidemiologischen Bericht der Weltgesundheitsorganisation lag die Zahl der Cholera-Fälle im Jahr 2011 bei 589.854, mit einer Todesrate von 1,3 %. Diese Zahl ist die Gesamtzahl der in 58 Ländern gemeldeten Fälle, jedoch entsprechen 61% dieser Zahl dem Ausbruch, von dem Haiti und die Dominikanische Republik seit Oktober 2010 betroffen sind.

Ein weiterer großer Prozentsatz der Gesamtzahl der Fälle im Jahr 2011 kam vom afrikanischen Kontinent, wo die Letalitätsraten höher sind als in Haiti und der Dominikanischen Republik (Afrika 2,22%, Dominikanische Republik 1,61% und Haiti 0,84%). Wir wissen, dass die tatsächliche Zahl der gemeldeten Fälle aufgrund der unzureichenden Meldung und der Beschränkungen der Überwachungssysteme viel höher ist.

Die letzte große Pandemie weltweit ereignete sich in Lateinamerika, die ersten Fälle wurden 1991 in Peru gemeldet. Peru war auch das am stärksten betroffene Land mit mehr als 300.000 gemeldeten Fällen im ersten Jahr. Bisher waren die Ursprünge dieser Epidemie umstritten, und die am meisten unterstützte Theorie ist die von mehreren Einreiseorten entlang der Küste Perus aufgrund der Kontamination von Wasser und Lebensmitteln in großen Küstenstädten.

Auch in Gebieten, in denen noch nie ein Cholera-Fall gemeldet wurde, treten immer wieder neue Ausbrüche auf, was die Notwendigkeit neuer Maßnahmen zur Prävention und Bekämpfung großer Pandemien unterstreicht. Trotz der Existenz von Überwachungssystemen, Wasser- und Lebensmittelsicherheit wurde noch immer keine wirksame Kontrolle zur Verhinderung des Auftretens neuer Ausbrüche erreicht, hauptsächlich weil solche Faktoren in Entwicklungsländern nicht angemessen reguliert werden können.

Welche Laborstudien sollten Sie bestellen und was erwarten Sie?

Ergebnisse, die die Diagnose bestätigen

Isolierung der Bakterien mit einer Stuhlkultur:

Das am häufigsten verwendete Kulturmedium ist Thiosulfatcitrat-Gallensalze Saccharose-Agar und Taurocholat und Tellurit-Gelatine-Agar

Die Serogruppe kann mit Antiserum identifiziert werden

Die schnelle direkte Untersuchung mit Dunkelfeldmikroskopie ermöglicht eine schnelle Identifizierung:

Der Bazillus kann mit Dunkelfeldmikroskopie leicht beobachtet werden

Eine charakteristische hohe Anzahl von Bakterien und chaotische Bewegungen sind zu sehen

Ein schneller Dipstick-Test (Crystal VC) ist jetzt verfügbar und hat eine mit anderen Methoden vergleichbare Sensitivität, jedoch eine relativ geringe Spezifität. Es kann für den Einsatz im Feld geeignet sein, da es einen guten negativen Vorhersagewert hat.

Welche bildgebenden Untersuchungen sind hilfreich, um die Diagnose Cholera zu stellen oder auszuschließen?

Die Bildgebung ist nicht von Nutzen.

Welcher Beratungsdienst oder welche Beratungsdienste wären hilfreich, um die Diagnose zu stellen und die Behandlung zu unterstützen?

Wenn Sie feststellen, dass der Patient Cholera hat, welche Therapien sollten Sie sofort einleiten?

Rehydratation

Hypovolämie kann zu Laktatazidose, Schock und Nierenversagen führen. Die Rehydratation ist der Eckpfeiler der Therapie:

Orale Flüssigkeitszufuhr ist oft wirksam, wenn sie früh in der Krankheit begonnen wird. Hypoosmolare Lösungen haben sich als am effektivsten beim Volumenausgleich und bei der Reduzierung des Durchfallvolumens erwiesen.

Die WHO-Lösung zum Einnehmen enthält 2,6 g Natriumchlorid, 2,9 g Trinatriumcitrat, 1,5 g Kaliumchlorid und 13,5 g Glucose.

Orale Flüssigkeitszufuhr, die Reis oder Getreide als Kalorienquelle anstelle von Glukose enthält, ist wirksamer bei der Verringerung des Volumens und der Dauer von Durchfall.

Rehydrationsvolumen von 2200 bis 4400 ml werden für Personen über 30 kg empfohlen.

Die intravenöse Rehydration wird für diejenigen empfohlen, die mehr als 10 % ihres Körpergewichts verloren haben oder aufgrund von Erbrechen oder einer depressiven Geisteshaltung keine orale Flüssigkeit zu sich nehmen können.

Eine isotonische intravenöse Lösung wird empfohlen. Alternativen sind:

Ringerlaktat + 5% Dextrose

Cholera- oder Dhaka-Lösung (hoher Glukosegehalt)

Antiinfektiva

Antibiotika sind eine Zusatztherapie und werden im Allgemeinen eingeleitet, nachdem der Patient hydratisiert wurde.

Eine antibiotische Behandlung verkürzt die Dauer des Durchfalls und verringert die Infektiosität des Stuhls. Die Ausscheidung von V. cholerae wird in der Regel nach 24 Stunden antibiotischer Behandlung eliminiert

Orale Antibiotika werden allgemein empfohlen:

Doxycyclin 300 mg als Einzeldosis ist genauso wirksam wie Mehrfachdosen von 500 mg oral verabreichtem Tetracyclin alle 6 Stunden.

Fluorchinolone sind hochwirksam in Bereichen, in denen Tetracyclin-Resistenz vorherrscht.

Ciprofloxacin 1000 mg als Einzeldosis erwies sich als wirksamer als die Einzeldosis Doxycylin

Norfloxacin 400 mg täglich x 3 Tage erwies sich als wirksamer als eine Einzeldosis von Doxycylin

Makrolide haben sich auch bei der Behandlung von Cholera als wirksam erwiesen

Erythromycin -12,5 mg/kg alle sechs Stunden für drei Tage

Azithromycin – 1g orale Einzeldosis

Wie kann Cholera verhindert werden?

Impfungen

Zu den Präventionsmaßnahmen für diese Krankheit gehören Gesundheitserziehung und Wasserdekontamination, jedoch waren diese Maßnahmen in vielen Ländern manchmal nicht zu erreichen. Deshalb besteht weiterhin Bedarf an Cholera-Impfstoffen.

Wie bei jedem Impfstoff ist ein ideales Gleichgewicht zwischen einer schnellen, aber anhaltenden immunologischen Reaktion mit minimalen Nebenwirkungen und einem einfachen Zugang von wesentlicher Bedeutung. Trotz der Bemühungen war es nicht einfach, dieses Gleichgewicht zu erreichen. In den letzten 20 Jahren wurden mehrere Impfstoffe entwickelt, die nicht alle erfolgreich waren. Die Bemühungen, erfolgreiche Impfstoffe zu entwickeln und zu patentieren, schreiten jetzt rasch voran.

Wir wissen, dass der ideale Impfstoff gegen Cholera oral verabreicht werden sollte. Der WC-BS-Impfstoff (Whole Cell B Subunit) war mit kurzfristig positiven Ergebnissen vielversprechend, in einer Langzeitanalyse erwies er sich jedoch nur bei 50% der Patienten als schützend:

Noch weniger Schutz bei Kindern und Erwachsenen mit Blutgruppe O

Weniger Schutz gegen Biotyp El Tor

Später zeigten abgeschwächte Lebendimpfstoffe wie Vaxchora in den 90er Jahren verbesserte Ergebnisse:

Drei orale Impfstoffe gegen Cholera sind jetzt verfügbar:

V. cholerae-Totzellimpfstoff mit rekombinantem B-Toxin (Dukoral, Crucell). Dukoral verfügt über eine Lizenz in mehr als 60 Ländern und wurde von der WHO durch die UN-Akquisition für den Einsatz in Krisengebieten für Flüchtlinge in Indonesien, Sudan, Uganda und Mosambik präqualifiziert.

Der andere Impfstofftyp ist unter zwei verschiedenen Markenetiketten erhältlich. Der Impfstoff besteht aus abgetöteten V. cholerae ohne das rekombinante Toxin: a) Shanchol, Shantha Biotechnics

Vaxchora ist als orale Einzeldosis-Formulierung von lyophilisierten lebenden V-Cholerae CVD 103-HgR erhältlich, die mindestens 10 Tage vor einer möglichen Cholera-Exposition verabreicht wird.

Die ersten beiden Impfstoffe werden in einem 2-Dosen-Regime verabreicht (mit Ausnahme von Dukoral, das 3 Dosen für Kinder unter 6 Jahren erfordert. Es gibt zunehmend Hinweise darauf, dass in einigen Gebieten eine Dosis ausreichend sein kann.

Ein kürzlich durchgeführter Cochrane-Review zu oralen Impfstoffen gegen Cholera kam zu dem Schluss, dass inaktivierte Ganzzellimpfstoffe 50-60% der Cholera-Episoden in den ersten zwei Jahren nach dem ersten Impfplan verhindern können. Die Autoren empfehlen jedoch, die Auswirkungen und Kosteneffizienz der Aufnahme dieser Impfstoffe in den regulären Primärimpfplan in endemischen Ländern auf Gebiete zu beschränken, in denen die Prävalenz und Häufigkeit von Epidemien hoch ist und in denen der Zugang zu sanitärer Grundversorgung und Gesundheitsversorgung eingeschränkt ist Dienstleistungen, die eine schnelle Behandlung und Rehydration ermöglichen.

Die Verwendung von Impfstoffen in Haiti wurde von Experten des öffentlichen Gesundheitswesens diskutiert, nachdem die Epidemie in diesem Gebiet seit mehr als 2 Jahren andauert. Ein Konsens über den Einsatz von Impfstoffen wurde bisher nicht erreicht. Dennoch besteht großes Interesse an der Entwicklung eines Impfstoffs zur Bekämpfung dieser Krankheit.

Die WHO empfiehlt derzeit den Einsatz von Impfstoffen bei Epidemien.

WAS IST DER BEWEIS für spezifische Management- und Behandlungsempfehlungen?

Seas, C, Gotuzzo, E, Mandel, GL, Bennett, JE, Dolin, R. “Vibrio cholerae”. Mandell, Douglas und Bennett’s Principles and Practice of Infectious Diseases. 2000. S. 2266-72.

“Cholera, Durchfall und Ruhr Update 2012, Kuba”.

“Cholera-Jahresbericht 2011”. Wkly Epidemiol Rec. vol. 87. 2012. S. 289-304.

Seas, C, Miranda, J, Gil, AI, Leon-Barua, R, Patz, J, Huq, A. “Neue Erkenntnisse über die Entstehung der Cholera in Lateinamerika im Jahr 1991: die Erfahrung in Peru”. Die amerikanische Zeitschrift für Tropenmedizin und Hygiene. vol. 62. 2000. S. 513-7.

Seas, C, Gotuzzo, E, Rakel, R, Bope, E. “Die Infektionskrankheiten – Cholera”. Conns aktuelle Therapie. 2009.

Seas, C, Gotuzzo, E, Yu, V, Weber, R. “Vibrio cholerae (Cholera)”. Antimikrobielle Therapie und Impfstoffe. 2003.

Waldor, MK, Hotez, PJ, Clemens, JD. “Ein nationaler Cholera-Impfstoffvorrat–eine neue humanitäre und diplomatische Ressource”. Das New England Journal of Medicine. vol. 363. 2010. S. 2279-82.

Sur, D, Kanungo, S, Sah, B, Manna, B, Ali, M, Paisley, AM. “Wirksamkeit eines kostengünstigen, inaktivierten oralen Cholera-Ganzzellimpfstoffs: Ergebnisse einer 3-jährigen Nachbeobachtung einer randomisierten, kontrollierten Studie”. PLoS Negl Trop Dis. vol. 5. 2011. S. e1289

Sinclair, D, Abba, K, Zaman, K, Qadri, F, Graves, PM, Anh, DD. “Orale Impfstoffe zur Vorbeugung von Cholera – Verwendung oraler Cholera-Impfstoffe bei einem Ausbruch in Vietnam: eine Fall-Kontroll-Studie”. Cochrane Database Syst Rev. vol. 5. 2011. S. CD008603

Ryan, ET. “Haiti im Kontext der aktuellen globalen Cholera-Pandemie”. Emerg Infect Dis. vol. 17. 2011. S. 2175-6.

Clemens, JD. “Impfungen in Zeiten der Cholera”. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. vol. 108. 2011. S. 8529-30.

Shin, S, Desai, SN, Sah, BK, Clemens, JD, Chao, DL, Halloran, ME. “Orale Impfstoffe gegen Cholera – Impfstrategien für die Choleraepidemie in Haiti mit Auswirkungen auf die Entwicklungsländer”. Clin Infect Dis. vol. 52. 2011. S. 1343-9.

“Cholera-Ausbruch in Kuba, potenzielles Risiko für europäische Reisende”. 12. Juli 2012.

Ley, B, Khatib, AM, Thriemer, K, von Seidlein, L, Deen, J, Mukhopadiay, A. “Evaluation eines rapid dipstick (Crystal VC) zur Cholera-Diagnostik in Sansibar und ein Vergleich mit früheren Studien“ 8221. Plus eins.. vol. 7. 2012. S. e36930

Qadri, Firdausi, Wierzba, Thomas F., Ali, Mohammad, Chowdhury, Fahima, Khan, Ashraful I., Saha, Amit. “Wirksamkeit eines inaktivierten, oralen Cholera-Einzeldosis-Impfstoffs in Bangladesch”. N Engl J Med. vol. 374. 2016. S. 1723-1732.

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Geheimnis, wie sich die Cholera an die Temperatur anpasst, enthüllt

Wissenschaftler haben in Cholera-verursachenden Bakterien ein essentielles Protein entdeckt, das es ihnen ermöglicht, sich an Temperaturänderungen anzupassen, so eine heute in eLife veröffentlichte Studie.

Das Protein BipA ist bei allen Bakterienarten konserviert, was darauf hindeutet, dass es den Schlüssel dazu haben könnte, wie andere Bakterienarten ihre Biologie und ihr Wachstum verändern, um bei suboptimalen Temperaturen zu überleben.

Vibrio cholerae (V. cholerae) ist das Bakterium, das für die schwere Durchfallerkrankung Cholera verantwortlich ist. Wie andere Arten bildet auch V. cholerae Biofilme – Gemeinschaften von Bakterien, die in einer Struktur aus Zuckern und Proteinen eingeschlossen sind – zum Schutz vor Fressfeinden und Stressbedingungen. V. cholerae bildet diese Biofilme sowohl in ihrer aquatischen Umgebung als auch im menschlichen Darm. Es gibt Hinweise darauf, dass die Bildung von Biofilmen entscheidend für die Fähigkeit von V. cholerae zur Kolonisierung im Darm ist und seine Infektiosität erhöhen könnte.

„V. cholerae erlebt ein breites Temperaturspektrum, und die Anpassung daran ist nicht nur für das Überleben in der Umwelt, sondern auch für den Infektionsprozess wichtig“, erklärt Erstautorin Teresa del Peso Santos, Postdoktorandin am Labor für Molekulare Infektionsmedizin Schweden (MIMS), Universität Umeå, Schweden. „Wir wissen, dass V. cholerae bei 37 Grad Celsius als raue Kolonien wächst, die einen Biofilm bilden. Bei niedrigeren Temperaturen sind diese Kolonien jedoch völlig glatt. Wir wollten verstehen, wie sie das macht.“

Die Forscher untersuchten die Mikroben auf Gene, von denen bekannt ist, dass sie mit der Bildung von Biofilmen in Verbindung stehen. Sie fanden eine deutliche Zunahme der Expression von Biofilm-verwandten Genen in Kolonien, die bei 37 °C im Vergleich zu 22 °C gewachsen waren.

Um herauszufinden, wie diese Biofilm-Gene bei niedrigeren Temperaturen kontrolliert werden, generierten sie zufällige Mutationen in V. cholerae und identifizierten dann, welche Mutanten bei 22 °C raue statt glatte Kolonien entwickelten. Anschließend isolierten sie die Kolonien, um festzustellen, welche Gene für das Abschalten von Biofilm-Genen bei niedrigen Temperaturen essentiell sind.

Das am häufigsten gefundene Gen ist mit einem Protein namens BipA verbunden. Wie erwartet, bildeten die resultierenden Mikroben, wenn sie absichtlich BipA aus V. cholerae entfernten, eher raue Kolonien, die für Biofilme typisch sind als glatte Kolonien. Dies bestätigte die Rolle von BipA bei der Kontrolle der Biofilmbildung bei niedrigeren Temperaturen.

Um zu untersuchen, wie BipA dies erreicht, verglichen die Forscher die Proteine, die von normalen V. cholerae produziert werden, mit denen von Mikroben, denen BipA fehlt, bei 22 und 37 Grad Celsius. Sie fanden heraus, dass BipA die Spiegel von mehr als 300 Proteinen in V. cholerae, die bei suboptimalen Temperaturen gezüchtet wurden, verändert und die Spiegel von 250 Proteinen, einschließlich praktisch aller bekannten Biofilm-verwandten Proteine, erhöht. Sie zeigten auch, dass BipA bei 37 Grad Celsius eine Konformation annimmt, die es wahrscheinlicher macht, abgebaut zu werden. In Abwesenheit von BipA steigt die Produktion wichtiger Biofilmregulationsproteine, was zur Expression von Genen führt, die für die Biofilmbildung verantwortlich sind.

Diese Ergebnisse liefern neue Erkenntnisse darüber, wie sich V. cholerae an die Temperatur anpasst und helfen dabei, ihr Überleben in verschiedenen Umgebungen und ihre Übertragung auf den Menschen zu verstehen und im Idealfall zu verhindern.

„Wir haben gezeigt, dass BipA für temperaturabhängige Veränderungen in der Produktion von Biofilmkomponenten entscheidend ist und die Kolonieform bei einigen V. cholerae-Stämmen verändert“, schließt Senior-Autor Felipe Cava, außerordentlicher Professor am Department of Molecular Biology und MIMS-Gruppenleiter und Wallenberg Academy Fellow, Umeå University. "Zukünftige Forschung wird sich mit den Auswirkungen der temperatur- und BipA-abhängigen Regulierung auf V. cholerae während einer Wirtsinfektion und den Folgen für die Übertragung und Ausbrüche von Cholera befassen."

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Cholera - Vibrio cholerae Infektion

Cholera, caused by the bacteria Vibrio cholerae, is rare in the United States and other industrialized nations. Cholera can be life-threatening but it is easily prevented and treated. Travelers, public health, medical professionals, and outbreak responders should be aware of areas with high rates of cholera, know how the disease spreads, and what to do to prevent it.

Find answers to frequently asked questions about Cholera.

Cholera infection is often mild or without symptoms, but can sometimes be severe and life-threatening.

If you live in or are visiting an area where cholera is occurring or has occurred, follow the five basic prevention steps.

Cholera patients should be evaluated and treated quickly. With proper treatment, even severely ill patients can be saved.


Allgemeine Informationen

Below you will find answers to commonly asked questions about cholera.

What is cholera?

Cholera is an acute, diarrheal illness caused by infection of the intestine with the toxigenic bacterium Vibrio cholerae serogroup O1 or O139. An estimated 2.9 million cases and 95,000 deaths occur each year around the world. The infection is often mild or without symptoms, but can be severe. Approximately 1 in 10 people who get sick with cholera will develop severe symptoms such as watery diarrhea, vomiting, and leg cramps. In these people, rapid loss of body fluids leads to dehydration and shock. Without treatment, death can occur within hours.

Where is cholera found?

The cholera bacterium is usually found in water or in foods that have been contaminated by feces (poop) from a person infected with cholera bacteria. Cholera is most likely to occur and spread in places with inadequate water treatment, poor sanitation, and inadequate hygiene.

Cholera bacteria can also live in the environment in brackish rivers and coastal waters. Shellfish eaten raw have been a source of infection. Rarely, people in the U.S. have contracted cholera after eating raw or undercooked shellfish from the Gulf of Mexico.

How does a person get cholera?

A person can get cholera by drinking water or eating food contaminated with cholera bacteria. In an epidemic, the source of the contamination is usually the feces of an infected person that contaminates water or food. The disease can spread rapidly in areas with inadequate treatment of sewage and drinking water. The infection is not likely to spread directly from one person to another therefore, casual contact with an infected person is not a risk factor for becoming ill.

What are the symptoms of cholera?

Cholera infection is often mild or without symptoms, but can be severe. Approximately 1 in 10 people who get sick with cholera will develop severe symptoms such as watery diarrhea, vomiting, and leg cramps. In these people, rapid loss of body fluids leads to dehydration and shock. Without treatment, death can occur within hours.

How long after infection do the symptoms appear?

It usually takes 2-3 days for symptoms to appear after a person ingests cholera bacteria, but the time can range from a few hours to 5 days.

Who is most likely to get cholera?

Persons living in places with unsafe drinking water, poor sanitation, and inadequate hygiene are at the highest risk for cholera.

What should I do if I or someone I know gets sick?

If you think you or a member of your family might have cholera, seek medical attention immediately. Dehydration can be rapid so fluid replacement is essential. If you have oral rehydration solution (ORS), start taking it immediately it can save a life. Continue to drink ORS at home and while traveling to get medical treatment. If an infant has watery diarrhea, continue breastfeeding.

How is cholera diagnosed?

To test for cholera, doctors must take a stool sample or a rectal swab and send it to a laboratory to look for the cholera bacteria.

What is the treatment for cholera?

Cholera can be simply and successfully treated by immediate replacement of the fluid and salts lost through diarrhea. Patients can be treated with oral rehydration solution (ORS), a prepackaged mixture of sugar and salts that is mixed with 1 liter of water and drunk in large amounts. This solution is used throughout the world to treat diarrhea. Severe cases also require intravenous fluid replacement. With prompt appropriate rehydration, fewer than 1% of cholera patients die.

Antibiotics shorten the course and diminish the severity of the illness, but they are not as important as rehydration. Persons who develop severe diarrhea and vomiting in countries where cholera occurs should seek medical attention promptly.

Should I be worried about getting cholera from others?

The disease is not likely to spread directly from one person to another therefore, casual contact with an infected person is not a risk factor for becoming ill.

How can I avoid getting sick with cholera?

Be aware of whether cholera cases have recently occurred in an area you plan to visit. However, the risk for cholera is very low for people visiting areas with epidemic cholera when simple prevention steps are taken.

All visitors or residents in areas where cholera is occurring or has occurred should follow recommendations to prevent getting sick:


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