INNLEDNING
Mikrobiologiske lærebøker beskriver typisk virulensfaktorer som strukturer eller strategier som bidrar til smittepotensialet til en patogen mikrobe (5). Disse strukturene kan være kapsler, flagella, pili eller TYPE III sekresjonssystemer, mens strategier kan innebære produksjon av eksotoksiner, jernoppkjøp, immunsvikt (f.eks. antigenvariasjon eller fasevariasjon) eller translokasjon av eller forstyrrelse av vertsmembraner. Vanligvis kan disse strukturene og strategiene tildeles to primære kategorier, de som fremmer kolonisering og overlevelse og de som forårsaker skade på verten. Imidlertid kan det gjøres at mange av virulensfaktorene i den tidligere kategorien skal være mer korrekt karakterisert som nisjefaktorer, ved at de ofte deles av ufarlige kommensale organismer som okkuperer samme kroppssted.Et eksempel på en struktur som kan brukes til å illustrere dette fenomenet er den nylig identifiserte Typen IVb tight adherens (Tad) pili I Bifidobacterium breve UCC2003 (7). Ved å bruke en elegant genknockout-tilnærming ble disse bifidobakterielle piliene vist å bli selektivt transkribert i mage-tarmkanalen i murine modeller, hvor de fremmer kolonisering og hjelpekonkurranse med andre medlemmer av tarmmikrobiotaen. De tilhørende gener er også til stede i Mange Andre Bifidobacterium arter. Tad TYPE IV (TadIV) pili er imidlertid veletablerte virulensfaktorer i patogener; en nylig studie på lignende pili i Yersinia enterocolitica starter med uttalelsen «TYPE IV pili er virulensfaktorer i mange bakterier» (9). Er Tad pili virulensfaktorer eller er det bedre å referere til dem som nisjefaktorer designet for å fremme konkurranseevne i DET dynamiske miljøet I GI-kanalen? Dette er ikke bare et pedantisk eller semantisk problem, ikke bare fordi språk er viktig, men fordi mangel på presisjon kan føre til forvirring og kan påvirke fremskritt i vitenskapelig forståelse. En alternativ beskrivelse kan være At » TYPE IV pili er nisjefaktorer besatt av mange patogene bakterier.»Dette er en like informativ, men kanskje mer presis uttalelse. Det samme fenomenet gjelder for en mye kommersialisert probiotisk stamme, Lactobacillus rhamnosus GG, som har proteinholdig pili som også finnes I Gram-positive patogener, inkludert Enterococcus faecalis, hvor De har vist seg å spille en rolle i patogenesen (4, 6).denne nomenklaturen har oppstått delvis fordi mikrobiologer som arbeider med smittsomme organismer rutinemessig definerer ethvert genprodukt som bidrar til det generelle virulenspotensialet til et patogen som en «virulensfaktor».»Dette er hvor mange virulensfaktorer som har blitt preget over mange års forskning. Vi fulgte denne praksisen da vi identifiserte et galletoleransesystem I Listeria monocytogenes Kalt Galle, som er en viktig strategi for patogenens gastrointestinale overlevelse (10). Celler som uttrykker Galle kan utelukke galle, antagelig ved efflux, selv om dette forblir uprøvd på dette stadiet. I oralt infiserte mus har fraværet Av Galle en signifikant skadelig effekt på virulenspotensialet til mutantstammen, som ikke observeres hos intraperitonealt infiserte dyr. Vi antydet At Galle var en virulensfaktor basert på det faktum at galle bare oppstår i kroppen, og også på det faktum at gallegenene er under kontroll av master virulensregulatoren I L. monocytogenes, PrfA. Vi konkluderte med At Galle var en gastrointestinal virulensfaktor, siden det er klart viktig i organismenes samlede patogene potensial. Men i ettertid er dette et godt eksempel på en «nisjefaktor», siden lignende galletoleransemekanismer (enten de er genotypisk like eller ikke) må eksistere i kommensale organismer som gjør sitt hjem i de gallrike områdene I GI-kanalen. Kanskje bør det ikke lenger være tilstrekkelig å definere en virulensfaktor ved sin samlede innvirkning på den smittsomme dosen eller virulenspotensialet til et patogen, men det bør være mandat at det må påvises at det spesielle systemet begge spiller en betydelig rolle i patogenesen og ikke finnes i kommensale bakterier som okkuperer samme kroppssted eller nisje. Galle kan bedre beskrives som en nisjefaktor som kreves for gastrointestinal overlevelse Av Listeria, som spiller en viktig rolle i patogenens smittsomme livsstil. Et annet beslektet eksempel er tilstedeværelsen av gallesalthydrolaser i tarmkommensaler og i patogener. En elegant studie uttalte klart at «Listeria monocytogenes gallesalthydrolase er En PrfA-regulert virulensfaktor» (3). Vi har imidlertid vist at sletting av bsh-gener i l. monocytogenes reduserer organismens evne til å kolonisere ved å redusere evnen til å takle galle i tarmen (1), og gallesalthydrolaseaktivitet (bsh) er også til stede i mange kommensaler markedsført som probiotika (2). Dette ville være et annet eksempel på en nisjefaktor i stedet for en virulensfaktor. Generelt bør vi unngå å bruke begrepet virulensfaktor for å beskrive genprodukter og strategier som er utbredt i samboende kommensale mikrober.
behovet for mer presis språk er spesielt relevant i det spesifikke tilfellet av probiotika. Probiotika er mikrober som når de forbrukes i tilstrekkelige mengder, gir en gunstig effekt på verten. Probiotika og gastrointestinale patogener deler et lignende sett med utfordringer ved inntak (Fig. 1), og det er derfor ikke overraskende at de deler lignende strategier for å takle disse utfordringene. Dette gjelder spesielt gitt at den opprinnelige kilden til de fleste probiotika og mange patogener er mage-tarmkanalen selv, der de fleste av disse utfordringene kontinuerlig vil oppstå. Dette kan ha betydelige implikasjoner for probiotisk vitenskap, ved at reguleringsorganer sannsynligvis vil kreve komplette genomsekvenser og bevis på at «virulensfaktorer» er fraværende i noen ny commensal foreslått for bruk som probiotisk. European Food Safety Authority (EFSA) retningslinjer for mikrober som oppnår Kvalifisert Formodning Om Sikkerhet (Qps) status bruker begrepene virulensfaktor og virulensdeterminanter, men uten definisjon (8). Den regulatoriske hensikten er klar, ved at vi bør unngå å bruke organismer som potensielt kan forårsake skade på verten under omstendighetene av deres levering i høye tall til GI-kanalen. Imidlertid vil de fleste mikrober foreslått for bruk som probiotika ha mange av koloniserings-og overlevelsesstrategiene som også brukes av patogener, som godt kan ha blitt etablert i litteraturen som bona fide virulensfaktorer. Dette kan utilsiktet føre til regulatorisk forvirring, siden en bokstavelig tolkning ville forby Bruk Av Bifidobacterium breve og mange andre bifidobakterier som probiotika på grunnlag av tilstedeværelsen av gener som koder For TadIV pili, som sikkert ikke er reguleringsbyråets hensikt og ikke er til fordel for forbrukeren.
Utfordringer probiotiske og patogene organismer står overfor.
for å generere diskusjon om dette emnet, kan det foreslås at en sann virulensfaktor vil bli definert som et produkt, struktur eller strategi som hjelper en mikrobe å få tilgang til eller overleve i normalt ikke-koloniserte kroppssider eller cellulære rom (f. eks. (f. eks. en nevrologisk respons som igjen fører til sykdomssymptomer (f.eks nevrotoksiner). Nisjefaktorer vil inkludere produkter eller strategier som fremmer motilitet, galletoleranse, immununndragelse i ikke – sterile kroppssider, makro-og mikronæringsoppkjøp, vedleggsmekanismer og ulike andre koloniserings-og mikrobe-vertskommunikasjonsstrategier.det vil være tilfeller der koloniseringsfaktorer som adhesiner som fremmer vedlegg til normalt ukoloniserte steder, som Pap pili i uropatogene Escherichia coli, vil beholde sin status som virulensfaktorer, siden kommensale motstykker ikke er rikelig og kolonisering av et normalt ukolonisert sted er i stor grad ansvarlig for sykdomssymptomene. På samme måte vil faktorer for å unngå komplement og serumantistoffer også fortsette å bli definert som virulensfaktorer, mens faktorer som fremmer løsrivelse fra mucin i tarmen, vil bli nisjefaktorer. Selv om dette forslaget ikke er et forsøk på å være normativ eller fullstendig, ville det ideelt sett provosere en vurdering av om et gitt system er en nisje eller virulensfaktor fra sak til sak. Selv om alle kanskje ikke er enige med hver konklusjon eller forslag, synes det å foretrekke en standard karakterisering av hvert system som påvirker total virulens som en virulensfaktor.Vi har et komplisert forhold Til mikrober som bor i alle våre eksponerte kroppssider, fra kommensaler som kan bli opportunistiske patogener i kompromitterte verter til patogener som kan eksistere i en bærertilstand som kommensaler hos friske fag. For å mer presist beskrive disse interaksjonene, krever vi presis språk som informerer snarere enn kompliserer vår forståelse. Begrepet nisjefaktorer kan gjelde for tarm, munnhule, hud og urogenitalt tarmkanal—eller et hvilket som helst sted som normalt er kolonisert i den menneskelige superorganismen. Selvfølgelig kan nisjefaktorer også gjelde for andre miljøsteder utenfor kroppen, og det er viktig i alle tilfeller at begrepet nisjefaktor bare brukes i sammenheng med en oppgitt miljønisje.