렙토스피라증 신장 질환의 미세화 Ⅱ
May 09, 2024
4. Leptospira 종에 대한 숙주 면역 반응.
렙토스피라의 주요 경로는 혈액, 조직, 소변 또는 오염된 물을 통해 점막이나 열린 피부에 직접 침투하여 전신 순환계를 통해 퍼지고 다음과 같은 여러 기관으로 전파됩니다.간, 폐 및 근위 세뇨관신장의 네프론, 증식하여 한 달 동안 생존할 수 있다[51]. 감염 초기 단계에서는선천적 면역 반응렙토스피라증의 첫 번째 방어선으로서 근본적인 역할을 하며 다음과 같은 반응에 영향을 미칩니다.패턴 인식 수용체, 대식세포 식균작용, 세포외 유도호중구 축적, 그리고보완 시스템의 개입 [52].
그만큼면역 반응인간에게는 필수적인 역할을 한다.임상 징후의 발달, 일부 병원성 균주의 독성 인자도 마찬가지입니다. 대부분의 인간 렙토스피라증은 증상이 없거나 경미하며, 사례의 10%만이 다기관 부전 및 다음과 관련된 사망률 증가를 동반하는 심각한 형태로 발전합니다.사이토카인 폭풍및 면역 마비 상태. 병원성 종은 균혈증 단계에서 체액성 반응을 자극합니다.면역 반응불분명하다. 렙토스피라증의 다양한 임상 증상을 보이는 환자에 대한 연구에서 임상 양상의 중증도는 TNF-, IL-10 및 IL-6과 같은 다양한 혈청 사이토카인 수준과 관련이 있지만 [53] 이 결론은 여전히 논란의 여지가 있다[54]. 이러한 조건으로 인해 일반적인 면역 반응과 감염 중에 발생하는 생물학적 사건을 이해하는 데 대한 관심이 높아졌습니다.
4.1. 렙토스피라와 보체 시스템
세포외 기질에 대한 Leptospiral protease의 단백질 분해 활성으로 인해 감염이 순환계로 유입됩니다. 순환계의 보체 시스템은 병원성 렙토스피라에 대한 선천적 면역 반응의 주요 메커니즘 중 하나입니다. 그러나 렙토스피라는 단백질을 보체 분자에 결합시키고 C3 단백질 사슬에 영향을 미치는 열안정성 중성 메탈로프로테이나제 효소인 써모리신(thermolysin)과 같은 프로테아제를 생산함으로써 보체 시스템의 공격을 피하는 전략을 개발했습니다. 병원성 균주는 인자 H(FH), 보체 인자 H 관련 단백질 1(FHR-1), 인자 H 유사 단백질 1(FHL-1) 및 C4b 결합 단백질(C4BP)을 결합합니다. 그 중 보체 시스템을 억제하는 역할을 담당합니다 [55]. 숙주 보체 조절인자, 숙주 프로테아제, 박테리아 프로테아제의 간섭을 통해 병원성 Leptospira의 보체 회피를 위한 세 가지 주요 전략이 있습니다[55,56]. 보체 조절제의 경우 Leptospira는 인자 H(FH, 대체 보체 경로 조절제)와 C4 결합 단백질(C4BP, 고전적 및 렉틴 보체 경로 조절제)을 사용하여 C3 전환효소의 붕괴를 가속화하고 인자 I의 보조 인자 역할도 합니다. C3b 및 C4b의 절단에 대해 [57,58]. 렙토스피라 단백질(LcpA)은 비트로넥틴(Vn; 말단 경로 조절자)과 함께 C9에 결합하여 그 중합을 억제하여[59], 잠재적으로 막 활성화 복합체(MAC) 형성을 차단합니다[60]. 또한 병원성 Leptospira는 Urokinase-type plasminogen activator(uPA)와 같은 여러 숙주 프로테아제와 결합하여 Leptospira 표면의 C3b, C4b 및 C5 소화를 위해 활성 플라스민[61](세린 프로테아제)을 유도합니다[62]. 더욱이, 메탈로프로테아제와 내인성 Leptospira 프로테아제인 써모리신은 여러 보체 단백질(C2, C3, C4 및 인자 B)을 절단하고 비활성화할 수 있습니다. 숙주와 병원성 Leptospira의 보체 조절인자의 조합은 숙주의 표적 기관에서 박테리아의 집락화를 촉진합니다[63].
4.2. 렙토스피라와 호중구
감염 중에 병원성 렙토스피라 종은 호중구의 강력한 활성화와 염증 유발 반응을 유발합니다. 호중구는 미생물 제어에 중요하지만 숙주의 조직 손상에도 기여합니다. 순환에서 낮은 호중구 활성으로 인해 낮은 수준의 세포외 호중구 축적이 렙토스피라혈증을 증가시키는 것으로 입증되었으며, 이는 호중구 모집의 혈관 내 형성이 병원성 렙토스피라의 조기 확산을 예방하는 데 중요할 수 있음을 나타냅니다[64].
4.3. 렙토스피라와 대식세포
Leptospira 감염의 초기 단계에서 대식세포는 스피로헤타를 제거하는 데 중요한 역할을 합니다. 효율적인 사이토카인 반응과 함께 이 효과기 메커니즘은 식세포 조절 및 감염 확산과 관련이 있지만 Leptospira spp. Fas/FasL-caspase-8/-3 경로를 통해 대식세포에서 세포사멸을 유도하고 감염된 환자에서 미토콘드리아 인자 유도 세포사멸 및 엔도뉴클레아제의 방출로 인해 숙주에서 대식세포의 생존과 증식을 촉진하는 것으로 나타났습니다. 대식세포 [65]. 최근 RNA에 의한 전사 후 조절과 같은 후생적 메커니즘을 결정하기 위해 Leptospira에 감염된 대식세포의 미세 전사체에 대한 연구가 수행되었습니다. Leptospira에 감염된 대식세포는 microRNA(miRNA)가 스피로헤타 감염에 의해 조절된다는 것을 보여 주었으며, 이는 이 조절이 Leptospira 감염에서 이러한 면역계 세포의 반응에 매우 중요하다는 것을 입증합니다[66]. 인간 대식세포에서 Leptospira 감염에 의해 생성된 활성 산소종과 리소좀 카텝신 B에 의해 매개되는 염증의 활성화는 NLRP3 및 IL-18의 수준이 현저하여 IL-1 생성을 촉진하고 높은 수준으로 이어집니다. 식균작용의 가능성과 일부 사이토카인의 신속한 모델링은 렙토스피라증 저항성과 상관관계가 있습니다[67].
4.4. Leptospira에 대한 체액 반응
렙토스피라에 대한 특이적 체액성 반응은 증상 발현 3일째에 IgM 및 IgG 항체가 생성되는 것이 특징입니다. 또한 IgA 생산은 감염 후 1일부터 9개월까지 보고되었습니다. 실제로 IgM의 증가는 렙토스피라증의 조기 진단에 대한 대안적 척도로 사용되어 왔습니다[68]. 렙토스피라증이 있는 사람의 체액 반응 효과로 인해 자연 감염 후 혈청학적 진단이 가능해집니다. Leptospira 감염에서 체액 반응의 가장 중요한 측면은 보호 항체의 형성일 수 있습니다. 현재 렙토스피라증에 사용할 수 있는 백신은 완전한 세포 제제로 구성되어 있으며 낮은 효능, 다양한 부작용, 낮은 면역 기억 생성, 혈청형 차이에 대한 교차 보호 부족 등의 한계가 있습니다. 따라서 질병 통제를 위해서는 새로운 백신의 개발이 필요하며, 현재 유전자 면역을 통해 백신을 생산하는 연구가 진행되고 있다[70]. Leptospira의 OMP는 구조적 에피토프 OmpL187- 98, OmpL1173-191, OmpL1297-320, LipL4130-48, LipL{을 포함하는 B 림프구에 대해 더 나은 면역원성을 갖는 항원으로 간주되어 왔습니다. {9}} 및 LipL41263-282 [71]. 이러한 에피토프는 보편적인 백신 개발을 위한 유망한 후보입니다.
4.5. 렙토스피라에 대한 적응형 면역 반응: T 세포 및 사이토카인
병원성 렙토스피라 종은 중력 차트와 연관될 수 있는 사이토카인의 발현을 동반하여 T 및 B 림프구에 의해 매개되는 면역 반응을 유도합니다. Leptospira에 감염되는 동안 T 세포의 활성화는 주로 사이토카인 생산을 통해 염증 반응을 시작합니다. 이는 감염을 조기에 제거하는 데 중요하지만, 전염증성 사이토카인의 통제되지 않은 생산으로 인해 사이토카인 과잉 생산에 이어 면역 마비 상태가 발생하여 패혈증과 다기관 부전을 초래할 수도 있습니다. T 림프구는 IL-1, IL-6, IL-12, 인터페론(IFN)- 및 TNF-를 생성하며 이는 감염 부위에서 백혈구를 모집하는 화학 유인 물질로 기능합니다. 흥미롭게도 생체 외에서 순수 δ T 세포는 IL{8}}과 IFN을 모두 생성하면서 Leptospira 항원으로 자극된 말초 혈액 단핵 세포(PBMC) 배양에서 증식했습니다. 더욱이, 렙토스피라증에 감염된 야생형 마우스는 감염되지 않은 마우스에 비해 IL-4, IL-10 및 IL-13을 포함한 많은 사이토카인의 수준이 더 높은 것으로 나타났습니다. 신염(Daf1-/- 마우스)은 평활근 액틴, IL-10, IL-13의 발현이 더 높았으나 IL-12 및 IL{{21}의 차이는 없었습니다. } 수준 [73]. 따라서 Daf1과 IL-17은 Leptospira로 유발된 쥐 CKD와 신장 섬유증 사이의 연결고리로서 CKD 진행에서 중요한 보호 역할을 할 수 있습니다[72,73]. 그러나 질병 진행에서 선택된 사이토카인 반응에 대한 가설은 지금까지 인간 렙토스피라증에서 아직 결정적이지 않습니다. 중증 렙토스피라증 및 폐 침범 환자에서는 경증 렙토스피라증 환자에 비해 IL-6, CXCL8 및 IL-10 수치가 상승했습니다[53]. 렙토스피라증 환자의 이러한 높은 농도의 사이토카인은 중증 렙토스피라증 발병에 있어 사이토카인의 핵심 역할을 강조합니다.
심각한 감염 환자의 경우 염증 유발 프로필과 IL-2 및 IFN- 생산자를 갖는 CD4+ T 림프구가 발견되는 반면, IL-10의 CD4+ CD25high 생산자는 발견됩니다. 거의 부재중입니다. T 림프구 매개 면역 반응의 조절은 Leptospira에 대한 염증 반응으로 인해 발생하는 조직 손상을 예방하지 못하는 것으로 보입니다. 중증 렙토스피라증을 앓고 있는 인간의 CD4+ T 림프구에서 TNF- 및 기타 전염증성 사이토카인의 생성은 경증 형태의 질병을 가진 환자보다 더 높으며, 이는 이러한 사이토카인이 렙토스피라증의 표지자로 사용될 수 있음을 나타냅니다. 감염의 면역학적 단계의 심각도[74]. IL-10의 생산은 렙토스피라증이 있는 사람의 사망 위험과 관련이 있습니다. 그러나 노출된 무증상 인간을 대상으로 수행된 연구에서는 이 사이토카인의 생성이 염증 반응 및 생존의 조절과 연관되어 있었습니다[74]. Leptospira 감염 동안, 염증 매개체와 T 림프구와 같은 일부 백혈구 세포의 작용은 심각한 형태의 렙토스피라증 환자에서 발생하는 것과는 대조적으로 저항성 개체에서 빠르게 조절됩니다.
요약하면, 렙토스피라 감염에 대한 면역 반응은 렙토스피라증 환자의 임상 행동으로 인해 완전히 이해되지 않습니다. 렙토스피라증 환자는 박테리아 게놈의 다양한 독성 인자와 상호 작용하여 렙토스피라에 견고한 병원성 능력을 부여합니다.
5. 임상적 발현
렙토스피라증의 임상 증상은 독감과 비슷한 증상(발열, 근육통, 두통)과 같은 경미하고 비특이적인 증상부터 말기 장기 손상(예: AKI, 급성 간부전)을 동반한 심각한 증상까지 다양합니다. 및 Weil 증후군으로도 알려진 출혈 체질, 폐출혈로 인한 급성 객혈, 무균성 수막뇌염으로 인한 급성 혼란, 급성 또는 아급성 심근염으로 인한 급성 심부전 등이 있습니다. 따라서 의심되는 렙토스피라증 감염의 세 가지 지표는 다음과 같습니다. (i)급성 열병, (ii) 황달, 및 (iii)급성 신장 손상[12]. 중증 형태의 렙토스피라증을 예측하는 인자로는 발병 시 중증 근육통, 중증 출혈 경향 및 현저한 황달이 있습니다. 흥미롭게도 이미 존재하는 것 중 하나가 존재합니다.만성 신장 질환(작은 신장 크기) 또는 무뇨증을 동반한 신장 비대, 울혈은 최악의 결과와 관련이 있습니다[12]. 따라서 렙토스피라증 관련 신장 질환 환자는 즉시 치료를 받아야 합니다.
6. 진단
6.1. 임상진단
렙토스피라증 진단은 노출 이력, 위험 요인, 임상 증상을 토대로 이루어집니다. 의심 지수가 높으면 나중에 장기 손상을 피할 수 있습니다. 그러나 렙토스피라증의 증상은 종종 뎅기열 감염, 말라리아, 간염 및 활동성 자가면역 질환과 같은 급성 열성 증후군의 다른 원인으로 오인됩니다. 렙토스피라증의 병리학적 징후가 없다는 것은 진단이 잠정적으로 풍토병 지역의 환자의 발열 및 근육통 평가에 기초한다는 것을 의미합니다. 이러한 이유로 렙토스피라증의 실험실 진단은 필수적입니다.
6.2. 실험실 진단
렙토스피라증은 특히 급성기에는 실험실에서 진단하기가 어렵습니다. 이는 체액이나 조직에서 스피로헤타나 그 성분을 직접 식별하거나, 배양에서 렙토스피어를 분리하거나, 다양한 임상 단계에서 특정 항체를 검출함으로써 수행될 수 있습니다. 렙토스피라증은 임상 양상이 모호하기 때문에 말라리아, 뎅기열, 리케차, 인플루엔자, 간염, 황열병 등의 질병과 구별하기 어렵습니다. 따라서 진단을 확정하기 위해서는 실험실 테스트가 필요합니다. 렙토스피어, 렙토스피어 자체 또는 디옥시리보핵산에 대한 항체 검출이 이러한 검사(DNA)의 기초입니다. 현재 실험실 진단에는 직접적인 식별(샘플에서 Leptospira spirochetes 또는 DNA의 검출 또는 검체에서 유기체의 분리)과 간접 검출(다양한 항체에 대한 특정 항체의 검출을 기반으로 하는 렙토스피라 감염을 식별하기 위한 혈청학적 진단 또는 혈청학)이 모두 포함됩니다. 렙토스피라 항원)(표 1).
6.2.1. 직접 현미경 검사, 배양 및 항원 검출
렙토스피어는 기존의 암시야 현미경(DFM)에서 특징적으로 빠른 회전(경련 운동성)을 갖는 얇고 밝으며 활동적으로 운동하는 나선이며, 필드당 하나의 세포를 검출하려면 약 10 렙토스피어/mL가 필요합니다. 감염 기간이 1주일 더 길어지면 DFM 수율(100~90%)에서 약 10%가 사망합니다. 감도를 향상시키기 위해 몇 가지 특수 염색 방법이 있습니다. Warthin- Starry silver 염색[76] 및 혈청형 특이적인 1차 항체(격리 또는 조합)가 필요한 면역염색(면역조직화학, 면역형광, 면역자기 항원 포획 및 면역과산화효소 염색[77]).
표 1. 렙토스피라증 진단을 위한 실험실 테스트.
LAMP, 루프 매개 등온 증폭; PCR, 중합효소연쇄반응; NGS, 차세대 시퀀싱; IHA, 간접 적혈구응집; ELISA, 효소 결합 면역흡착 분석; IgM, 면역글로불린 M; MAT, 거시적 응집 시험; MCAT, 마이크로캡슐 응집 시험; DNA, 디옥시리보핵산; DFM, 암시야 현미경
동시에 혈액, 소변, 뇌척수액 및 생검 조직에서 렙토스피라 배양은 질병 증상이 나타난 후 처음 며칠에서 10일 동안 가능합니다(렙토스피라증 단계). 성장 속도가 느리고(6~8시간의 배가 시간) 까다롭고 오염되기 쉽기 때문에 배양 샘플은 음성으로 폐기되기 전에 최소 3~4개월 동안 보관해야 하며 민감도는 23%에 불과하지만 필요합니다. 약물 감수성 테스트를 위해 [6]. 이처럼 EMJH(Ellinghausen-McCullough-Johnson-Harris) 배지(올레산 알부민 복합체)는 소 혈청 알부민(분획 V), Tween 80, 염화 암모늄 티아민, 인산 일칼륨, 인산 이나트륨 및 다양한 영양소로 구성됩니다[78]. 일반적으로 사용되는 반면, 일부 혈청형에는 보다 특화된 T80/40/LH 배지(폴리소르베이트 40, 락트알부민 가수분해물, 슈퍼옥사이드 디스뮤타제 및 토끼 혈청)가 필요합니다[79]. 크고 다양한 범위의 까다로운 병원성 렙토스피라의 일차 분리를 위해서는 Hornsby-Alt-Nally(HAN)가 좋은 배지인 것 같습니다[80].
면역과산화효소, 면역형광법 또는 면역자기 항원 포집 시스템을 이용한 렙토스피라 항원 검출은 박테리아 부담이 낮거나 암시야 현미경을 사용할 수 없는 검체를 위해 개발되었지만 1차 항체의 한계로 인해 일상적으로 수행되지는 않습니다[77]. 대조적으로, 새로운 DNA 증폭을 통한 핵산 인식; 중합효소연쇄반응(PCR)(예: 중첩 PCR, 정량적 PCR[qPCR]), 루프 매개 등온 증폭(LAMP) 및 차세대 염기서열 분석(NGS)은 특히 다음과 같은 경우 조기에 정확한 실험실 진단에 유용합니다. 생물학적 배지 접종 및 DNA 혼성화(DNA 프로브)를 사용한 Leptospira 분리[81,82]. 다양한 Leptospiral 표적(예: 16S 리보솜 RNA) 또는 DNA가 진단을 위해 증폭될 수 있으며[83] 실시간 PCR(RT-PCR)은 표준 PCR보다 더 민감하고 특이적입니다[84]. 일부 RT-PCR 프라이머는 비특이적 부위에 결합하여 위양성 결과를 초래할 수 있기 때문에 가장 최근의 실시간 다중 PCR 분석은 두 세트의 프라이머를 사용하여 개발되었습니다[85]. Nested PCR은 추가 프라이머 세트를 사용하여 보다 구체적이고 민감한 DNA 부위를 탐지하는 데도 도움이 됩니다[86,87]. 그러나 현재 렙토스피라증 진단의 추세는 자원이 제한된 국가에서 PCR 및 ELISA(최적 표준 혈청학적 MAT보다 쉬움)와 같은 혈청학적 및 분자적 기술을 모두 사용하는 것입니다[88,89]. 또한, 16S rRNA 유전자(rrs)를 검출하는 LAMP 기술[90]은 소변에서 병원성 렙토스피라를 검출하는 데 비용 효율적이고 신속하며 높은 수율을 제공합니다. 현재 NGS는 체액(혈액 및 소변)의 핵심 게놈 분석에 대한 가장 정밀한 기반의 배양 비의존적 방법이며[91], 향후 렙토스피라증 검사의 방향은 렙토스피라의 한계를 극복하는 분자 분류로 나아가는 것입니다. 임상 샘플로부터 렙토스피라의 배양 분리. 따라서 렙토스피라증의 임상 진단에서 PCR의 가치는 특히 좋으며 몇 가지 현대 기술이 등장하고 있습니다.
6.2.2. 항렙토스피라 항체 검출
여러 가지 혈청학적 진단이 사용됩니다. 예를 들어, 속 특이 항체 시험(간접 적혈구응집 [IHA], 효소 결합 면역흡착 시험 [ELISA], Lepto Dri Dot [라텍스 응집], 마이크로캡슐 응집 [MCAT]), 혈청형 특이 항체 시험(현미경 응집 시험 [ MAT]) [92,93]. 따라서 진단을 위한 MAT 기준은 (i) 쌍 혈청의 4배 역가 증가(현재 감염의 혈청 전환) 또는 (ii) 단일 높은 역가(1:400 또는 1:800 이상, 전염병에서 더 높음)입니다. (혈청 양성) (감염 후 일정 기간 동안 항체가 지속되거나 다른 질병과 교차 반응할 수 있음) 또한 MAT에서는 세계동물보건기구(15개 혈청군을 대표하는 19개 항원)[95]에 따라 지역적으로 표준화된 혈청형 패널[93,94]과 함께 해당 지역의 모든 Leptospira 혈청형의 라이브 패널이 필요합니다. 항체는 감염 후 5~7일에 검출 가능하기 때문에 감염 후 처음 며칠 동안 MAT 검사는 음성(역가 < 1:50)일 수 있습니다. 렙토스피라증 진단은 혈청학 및 분자 검출(16S rRNA)을 모두 사용하여 소변 검체로 수행할 수 있으며[96], 특히 최근 감염(MAT 1:800 이상 또는 ELISA IgM 양성 또는 둘 다) 환자의 경우[97] .
제한된 자원으로 관련 임상 병력 및 관련 실험실 검사를 기반으로 한 임상 예측 점수[98]는 저혈압(3), 황달(2), 근육통(2), AKI(1.5)의 7가지 측면에 점수를 매깁니다. , 저헤모글로빈(3), 저나트륨혈증을 동반한 저칼륨혈증(3) 및 호중구 증가증(1)이 제안되었습니다(컷오프 요약 점수 4는 수신자 작동 특성 곡선 아래 면적 {{10}}을 갖습니다.78 ( 렙토스피라증 진단의 경우 95% CI 0.68–0.89)[77]). 이 Thai-Lepto-on-입원 확률 점수는 질병이 심각한 임상적으로 의심되는 환자의 렙토스피라증 조기 추정 진단을 위한 진단 도구가 될 수 있습니다.
