Legionella | ||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Legionella sp. ultraibolya fény alatt | ||||||||||
tudományos osztályozás | ||||||||||
Tartomány:baktériumokTípusú:ProteobaktériumokOsztály:Gamma proteobaktériumokRendelés:LegionellalesCsalád:LegionellaceaeNemzetség:Legionella | ||||||||||
Nemzetközi tudományos név | ||||||||||
Legionella Brenner et al. 1979 | ||||||||||
Faj [1] | ||||||||||
L. pneumophila typus
|
||||||||||
|
A Legionella [2] ( lat. Legionella ) a gammaproteobaktériumok osztályába tartozó patogén gram -negatív baktériumok nemzetsége . Ide tartozik a Legionella pneumophila , amely a Legionnaires-kórt okozza , és a Legionella longbeachae , amely Pontiac-lázat okoz [3] [4] . A Legionella számos környezetben megtalálható, beleértve a talajt és a vízrendszereket is. Eddig legalább 50 fajt és 70 szerotípust írtak le.
A sejtfal poliszacharidjainak oldalláncai képezik ezen organizmusok antigénspecifitásának alapját. Ezeknek az oldalláncoknak a kémiai összetétele – mind az alkotóelemek, mind a cukrok egymáshoz viszonyított elrendeződése a láncokban – meghatározza a szomatikus vagy O-antigén determinánsok természetét , amelyek a szerológiai vizsgálat szükséges eszközei. Gram-negatív baktériumok osztályozása.
A Legionella nevét a philadelphiai legionellózis 1976-os kitöréséről kapta, amikor 221 ember betegedett meg egy akkor még ismeretlen betegségben, és közülük 34-en meghaltak. A járványt először akkor vették észre, amikor az amerikai hadsereg veteránjainak egyesületében, az Amerikai Légió kongresszusán részt vett emberek megbetegedtek. Ezt a találkozót Philadelphiában tartották, hogy megünnepeljék az Egyesült Államok megalapításának kétszázadik évfordulóját. Ez az amerikai veteránok körében előforduló járvány, amely ugyanabban a városban történt, ahol az Egyesült Államok Függetlenségi Nyilatkozatát aláírták , és néhány nappal aláírásának 200. évfordulója előtt, széles körű sajtóvisszhangot kapott, és nagy aggodalmat keltett a lakosság körében [5] . 1977. január 18-án izoláltak egy eddig ismeretlen baktériumot, amely a betegséget okozta. Később a Legionella nevet kapta .
A legionellát hagyományosan pufferolt élesztő-szén agar (BUDRAG, BCYEA) tenyészetében találják meg. A baktérium növekedéséhez cisztein és vas jelenlétére van szükség, ezért nem növekszik a hagyományos véragaron , amelyet az élő baktériumsejtek számlálására használt szabványos laboratóriumi módszerekben használnak. A Legionella vízben történő kimutatására szolgáló szabványos laboratóriumi eljárások során a baktériumokat először koncentrálják (centrifugálással és/vagy 0,2 µm-es szűrőn történő szűréssel), mielőtt antibiotikumot (pl. glicin - vankomicin - polimixin - cikloheximid , HCVC) tartalmazó BUDRAG-ra inokulálnának. más mikroorganizmusok elnyomására a mintákban. Hőmérséklet- vagy savas kezelést is alkalmaznak a mintában lévő más mikroorganizmusok növekedésének gátlására. Legfeljebb 10 napig tartó inkubáció után, ha a kifejlett telepek ciszteinnel együtt nőnek a BUDRAG-on, és nem nőnek nélküle, akkor ez a Legionella . Ezután immunológiai technikákat alkalmaznak a faj vagy szerotípus megállapítására [6] .
Bár ez a tenyésztési módszer meglehetősen specifikus a legtöbb Legionella fajra , egy tanulmány kimutatta, hogy egy olyan együtttenyésztési módszer, amely a baktériumnak az amőbával való szoros kapcsolatán alapul, érzékenyebb lehet, mivel képes felismerni az amőbában lévő baktériumot. és nem csak szabad formában [7] . Ennek megfelelően a baktériumok klinikán vagy környezetben való jelenlétének valódi nagyságát valószínűleg alábecsülik az alkalmazott laboratóriumi módszertanban rejlő téves negatívok nagy száma miatt. Sok klinika alkalmazza a Legionella vizeletantigén tesztet, ha Legionella által okozott tüdőgyulladás gyanúja merül fel. Ennek a tesztnek az az előnye, hogy az eredmények órákon belül, nem pedig napokon belül érhetők el, mint a tenyészeteknél, és hogy vizeletmintát könnyebb venni, mint köpetmintát. Hátránya, hogy ez a teszt csak a Legionella pneumophila 1-es szerocsoportját (LP1) mutatja ki; csak a tenyészet képes kimutatni más Legionella törzseket vagy fajokat ; valamint az a tény, hogy a baktérium izolátumai nem maradnak meg, ami megakadályozza azok további vizsgálatát legionellózis kitörése esetén [8] .
A Legionella vízmintákban történő gyors kimutatására szolgáló új módszerek a következők: polimeráz láncreakció (PCR) és gyors immunoassay módszerek. Ezek a módszerek általában gyorsabb eredményt adnak.
Természetes körülmények között a Legionella pneumophila az amőbák belsejében él [9] . Belélegezve a baktériumok megfertőzhetik az alveoláris makrofágokat, így a gazdaszervezet belső gépezetét egy résbe kapcsolják, ahol elszaporodhatnak. Ennek eredménye légionárius-betegség és kisebb mértékben Pontiac-láz . A Legionellát a levegőben lévő cseppecskék, az ember által belélegzett baktériumokat tartalmazó folyékony cseppek közvetítik. A fertőzés gyakori forrásai a hűtőtornyok , az úszómedencék (különösen a skandináv országokban), az otthoni vízmelegítő rendszerek, a szökőkutak stb. A Legionella természetes forrásai közé tartoznak a tavak és a patakok. A személyről emberre történő átvitelt nem bizonyították [10] .
Miután a baktérium bejutott a gazdaszervezetbe, akár két hétig is eltarthat az inkubációs időszak. A prodromális tünetek influenzaszerűek, beleértve a lázat, a hidegrázást és a száraz köhögést. A későbbi szakaszokban a betegség a gyomor- bél traktusban és az idegrendszerben problémákat okoz, és hányingerhez és hasmenéshez vezet. A súlyos tüdőgyulladás egyéb tünetei is jelen vannak.
A betegség azonban általában ártalmatlan a legtöbb egészséges ember számára, és csak legyengült immunrendszerű vagy időseknél okoz tüneteket. Ennek alapján a vízellátó és -felhasználó rendszereket aktívan tesztelni kell a klinikákon és az idősotthonokban. Az Infection Control and Hospital Epidemiology folyóiratban megjelent cikk szerint a Legionella fertőzés a kórházakban a halálozások 28%-át okozza, és a vízelosztó rendszerek a fertőzés fő forrásai [11] .
Felmerült, hogy a Legionella biológiai fegyverként használható. Valójában a Legionella pneumophila genetikailag módosított törzseit létrehozták a laboratóriumban , amelyek az állatok majdnem 100%-os mortalitását eredményezik [12] [13] [14] .
A modern molekuláris genetikai és sejtbiológiai módszerek segítségével fokozatosan világossá válnak a legionellák makrofágokban történő szaporodási mechanizmusai. Megvizsgálták a sejtdifferenciációt szabályozó specifikus szabályozási kaszkádokat , valamint a génszabályozást. Hat L. pneumophila törzs genomiális szekvenciáját megfejtették , és mára lehetséges a teljes genom tanulmányozása modern molekuláris technikákkal. Azt találták, hogy a legionella különböző törzsei 7-11%-ban tartalmazzák a specifikus géneket [15] .
A Legionella fertőzés leggyakoribb forrásai a hűtőtornyok (ipari hűtőrendszerekben), a használati melegvíz-rendszerek és a fürdők. Egyéb források lehetnek nagy központi klímaberendezések, szökőkutak, otthoni hidegvizes rendszerek, úszómedencék (különösen a skandináv országokban és Észak-Írországban) stb. Természetes források lehetnek tavak és patakok. Számos kormányzati ügynökség, hűtőtornyok gyártója és ipari szervezet speciális tervezési sémákat és elszigetelési gyakorlatokat dolgozott ki, hogy megakadályozza a Legionella elszaporodását a hűtőtornyokban.
A Journal of Infectious Diseases folyóiratban megjelent legújabb tanulmányok azt mutatják, hogy a Legionella pneumophila , a legionellózis kórokozója a levegőben akár 6 km-re is eljuthat a fertőzés forrásától. Korábban azt feltételezték, hogy a baktériumok átvitele sokkal rövidebb távolságokon megy végbe. Francia kutatók egy csoportja az észak-franciaországi Pas de Calais megyében 2003-2004-ben fellépő legionellózis-járvány részleteit vizsgálta . A járvány során 86 esetet jelentettek, közülük 18 meghalt. A fertőzés forrása egy petrolkémiai üzem hűtőtornya volt, és a későbbi elemzések kimutatták, hogy az áldozatok egy része 6-7 km-re odébb élt [16] .
Számos európai ország létrehozta a Legionella fertőzésekkel foglalkozó európai munkacsoportot (EWGLI) [17] , hogy megosszák tudásukat és tapasztalataikat a Legionella lehetséges forrásainak ellenőrzésével kapcsolatban . Az EWGLI irányelveket tett közzé a Legionella literenkénti kolóniaképző egységek (cfu, a szaporodni képes élő baktériumok száma) számának csökkentésére :
Legionella baktérium cfu/liter | Sürgős intézkedés szükséges (helyszínenként 35 minta szükséges, beleértve 20 vízmintát és 10 tampont) |
---|---|
1000 vagy kevesebb | A rendszer ellenőrzés alatt áll. |
több mint 1000-10 000 |
A műveleti program felülvizsgálata. A baktériumszámot azonnal meg kell erősíteni a minták visszavételével. Ha ugyanazt a mennyiséget ismételten találják, a szükséges korrekciós intézkedések meghatározása érdekében felül kell vizsgálni az ellenőrző intézkedéseket és kockázatértékelést kell végezni. |
több mint 10.000 | Korrekciós intézkedések bevezetése. Azonnal ismételt mintát kell venni. Elővigyázatosságból a szükséges biocidot a vízbe juttatják. A kockázatértékelési és ellenőrzési tevékenységeket felül kell vizsgálni a korrekciós intézkedések meghatározása érdekében. (150+ cfu/ml egészségügyi intézményekben vagy idősek otthonában azonnali intézkedést igényel). |
Az Egészségügyi Világszervezet honlapján megjelent „Legionella és a legionellózis megelőzése” [18] cikk szerint a hőmérséklet a következő módokon befolyásolja a Legionella túlélését :
Más források [19] [20] [21] más hőmérsékleti tartományokról beszélnek:
A Legionella növekedését kémiai vagy termikus módszerekkel szabályozzák. A legolcsóbb és leghatékonyabb védekezési módszer a hideg víz 25°C alatti, a meleg víz 51°C feletti hőmérsékleten tartása. A réz-ezüst ionizáció mérgező a baktériumokra, tartósan elpusztítja a biofilmeket és a nyálkát, amely Legionellát tartalmazhat . A mai napig egyik réz-ezüst rendszer hatékonyságát sem tesztelte az Egyesült Államok Környezetvédelmi Ügynöksége, és nem hagyta jóvá Amerikában biocidként. Ugyanez igaz Európára is. A klór-dioxiddal vagy monoklóraminnal végzett klórozás rendkívül hatékony oxidatív biocid. Az ultraibolya sugárzás kiváló dekontaminációs módszer, de nem hatékony nagy vízrendszerekben. A baktériumok teljes eltávolítása hőkezeléssel csak részben hatékony és költséges. Az ózon rendkívül hatékony biocid a hűtőtornyok, szökőkutak és fürdők számára [22] .
A klór nagyon hatékony vegyi kezelőszer. Kisebb problémákkal küzdő rendszerek esetén elegendő a 0,5 × 10 -6 klórtartalom (2 millió vízmolekulánként egy klórmolekula). A jelentős Legionella -problémákkal küzdő rendszerek akár 3 × 10 -6 szabad klórt igényelnek (6 klórmolekula 2 millió vízmolekulánként). Ez a klórszint 7-10 éven belül tönkreteszi a rézcsöveket. Oroszországban a klórozás a vízfertőtlenítés fő módszere.
A réz-ezüst ionizációt az Egészségügyi Világszervezet kereskedelmileg elismerte a Legionella elleni védekezés eszközeként . Ha a megfelelő réz- és ezüstion-tartalom megmarad, figyelembe véve a víz felhasználását és áramlását, akkor a vízelosztó rendszer minden részének fertőtlenítése 30-45 napig tart. Bizonyos műszaki elrendezésekre és specifikációkra van szükség, mint például egy 10 amperes kamracella iononként, vagy automatikusan változó feszültség legalább 0-100 voltos egyenfeszültséggel stb. A medencei iongenerátorokat nem arra tervezték, hogy nagy vízrendszerekben leküzdjék a Legionellát .
Az ionizáció hatékony a kórházi épületekben, szállodákban, idősek otthonában és a legtöbb nagy épületben. A Cu-Ag nem alkalmas hűtőtornyokhoz, ahol a 8,6 feletti pH rézkiválást eredményez. 2003-ban azok a kutatók, akik támogatták az ionizáció használatát, négy lépésből álló eljárást dolgoztak ki kutatásaik validálására. Az ionizáció volt az első kórházi fertőtlenítési eljárás, amely megfelelt a javasolt négylépéses értékelésnek, és azóta több mint száz kórházban alkalmazták [23] . További vizsgálatok azt mutatják, hogy az ionizáció hatékonyabb, mint a hőkezelés [24] .
A klór-dioxidot 1945 óta fogadja el az Egyesült Államok Környezetvédelmi Ügynöksége az ivóvíz fő fertőtlenítőszereként. Nem termel semmilyen rákkeltő mellékterméket, mint a klór, és nem olyan nehézfém, mint a réz, amelynek korlátozott felhasználása van. Kitűnő védekező szernek bizonyult a legionella ellen hideg és meleg vízben, amelynek biocid tulajdonságait nem befolyásolják a pH vagy a korróziógátlók, mint a szilícium-dioxid vagy a foszfát. Alternatív megoldás a monoklóramin . A klórhoz vagy a klór-dioxidhoz hasonlóan a monoklóramint is jóváhagyta az Egyesült Államok Környezetvédelmi Ügynöksége az ivóvíz elsődleges fertőtlenítőszereként. Az európai országok közül Olaszországban és Németországban használnak klór-dioxidot, az Egyesült Királyságban pedig monoklóramint [25] . Oroszországban a víz főként klórozott [26] .
A legionellózis ellen nincs védőoltás. A vakcinázási vizsgálatokat hővel vagy acetonnal elölt sejtekkel végezték, amelyekben a tengerimalacokat intraperitoneálisan vagy levegőben lévő cseppekkel fertőzték meg. Mindkét vakcina közepes vagy magas védettséget adott. Kiderült, hogy a védettség a vakcina dózisától függ, és korrelál a vérben lévő antitestek szintjével.
A legegyszerűbb mikroorganizmusok a Legionella természetes gazdái . Így kimutatták, hogy a Legionella pneumophila 14 amőbafajt (különösen Hartmanellae és Acanthamoeba ) és két csillósfajt képes megfertőzni [27] . Ezen kívül számos filogenetikailag rokon, de a Legionella nemzetséggel nem rokon " Legionella-like amoeba patogens" (en. "Legionella-like amoeba pathogens", LLAP) létezik, amelyekről valójában semmit sem tudunk [28] . A baktériumot bekebelezi az amőba, és egy fagoszómába zárja [29] , de a fagoszóma nem válik lizoszómává, és ahelyett, hogy megemésztenénk, a baktérium „Legionella-tartalmú, vakuólumként, LCV-ként” marad fenn [30]. A durva endoplazmatikus retikulum veszi körül [29] Itt a baktérium addig szaporodik, amíg a gazdaszervezet metabolikus képességei ki nem merülnek, majd bejut a citoplazmába, és a gazdaszervezet halálával a környezetbe kerül [27] A legionella is bejuthat. a környezet az amőba által kiválasztott exocitotikus vezikulákban [31] A vakuólumban való létezése során a Legionella a IV. típusú szekréciós rendszer segítségével mintegy 300 különböző fehérjét juttat be a gazdasejtbe, szükségleteinek megfelelően módosítva azt [32] . homológiát mutatnak az eukarióta fehérjékkel, és valószínűleg evolúciós úton, horizontális géntranszferrel nyerték őket [32] A Legionella pneumophila nem tud szintetizálni minosavak cisztein , arginin , izoleucin , leucin , valin és treonin , és megkapja azokat a gazdaszervezettől [32] .