เอกสารเขียนเพื่อให้นิสิตอ่านเพิ่มเติมจากการเรียนการสอน

ชิเกลลา

แบคทีเรียชิเกลลา (Shigella spp.) เป็นแบคทีเรียรูปท่อน (bacillus) ที่เป็นสาเหตุของโรคบิดชิเกลโลซิส (shigellosis หรือ shigella dysentery) หรือบิดไม่มีตัวหรือที่เรียกว่าบิดแบซิลลารี (bacillary dysentery) ทำให้เกิดการทำลายเซลล์เยื่อบุลำไส้ใหญ่ส่วนซีกัมและเรคตัม เกิดอาการที่พบบ่อยคือ ท้องร่วง ไข้ คลื่นไส้อาเจียน ปวดเกร็งท้อง มีก๊าซมาก อุจจาระอามีมูกเลือดและหนองปน อาการส่วนมากเกิดใน 2-4 วันหรือบางรายนานเป็นหนึ่งสัปดาห์ (ระยะเวลาปกติอยู่ในช่วง 12-50 ชั่วโมง) การรักษาอาจใช้ยาแอมพิซิลลิน โคไตรมอคซ์ หรือกลุ่มควิโนโลน ร่วมกับการรับประทานน้ำเกลือแร่ ถ้าไม่ใช้ยาอาการมักจะเป็นหลายวัน (ใน 4-8 วัน) การติดเชื้อรุนแรงอาจนานหลายสัปดาห์ (3-6 สัปดาห์)

เชื้อชิเกลลา จำแนกเป็น 4 กลุ่ม (serogroups) คือ A, B, C, และ D โดยสปีชีส์ที่สำคัญในการก่อโรคอยู่ใน 3 กลุ่มคือ A, B, และ C สำหรับสปีชีส์ที่แยกได้บ่อยที่สุดทั่วโลกคือ S. flexneri (อยู่ในกลุ่ม B) ซึ่งเป็นประมาณ 60 เปอร์เซ็นต์ผู้ติดเชื้อในประเทศกำลังพัฒนา ผู้ติดเชื้อในประเทศกำลังพัฒนามีอาการรุนแรงปีละ 165 ล้านคน และมีผู้ป่วยปีละมากกว่า 1 ล้านคนเสียชีวิต (ส่วนมากเป็นเด็ก) การติดเชื้อบางสายพันธุ์อาจมีอัตราตายสูงถึง 10-15 เปอร์เซ็นต์

บางสายพันธุ์ผลิตและปล่อยสารพิษ (enterotoxin และ shiga toxin) ทำให้เกิด hemolytic uremic syndrome และ Reiter's disease หลังการติดเชื้อชิเกลลา

การตรวจพิสูจน์เอกลักษณ์

  • ไม่เคลื่อนที่ (non-motile)
  • ไม่ย่อยแลคโตส เป็นพวก non-lactose fermenter (ยกเว้น S. sonnei)
  • ไม่เกิดไฮโดรไลซิสของยูเรีย
  • ทดสอบ TSI : K/A - -  (ไม่สร้างก๊าซและไฮโดรเจนซัลไฟด์)
  • ทดสอบหาสารอินโดล : ผลบวกและลบ (ยกเว้น S. sonnei ทดสอบอินโดลเป็นลบเสมอ)


เชื้อติดต่อจากการรับประทานอาหารที่ปนเปื้อนเชื้อจากผู้ป่วย เช่นจากการล้างมือไม่สะอาดหลังจากเข้าส้วมและมีการจับต้องอาหารหรืออุปกรณ์ที่ใช้ในการรับประทานอาหาร

วิธีที่ชิเกลลาใช้บุกเซลล์ที่ลำไส้ใหญ่และทำให้เกิดโรครุนแรง (virulence)

  1. ใช้โครงสร้างที่ทำหน้าที่แบบเข็มฉีดยาในการปล่อยสารเข้าไปในเซลล์ของลำไส้ เรียกระบบนำส่งหรือปล่อยสารนี้ว่า ทัยป์ธรีซีครีทชั่นซิสเต็ม (Type III secretion system) เรียกย่อๆว่า T3SS
  2. มีพลาสมิดที่มียีนที่ผลิตโปรตีนที่เรียกว่า โปรตีน Invasion Plasid Antigen เขียนย่อว่า Ipa ซึ่งมีหลายชนิดย่อยๆและมีคุณสมบัติในการก่อความรุนแรงของโรคแตกต่างกัน สารเหล่านี้จะปล่อยผ่านท่อ T3SS ดังนั้นเรียกว่า T3SS effectors
  3. สารที่ชิเกลลาปล่อยเข้าในเซลล์ลำไส้คือ โปรตีน IpaD จากนั้นปล่อย IpaB, และ IpaC เข้าไปทำให้ vacuolar membranes แตกออก
  4. สารที่ปล่อยเพื่อช่วยการแพร่กระจายอีกชนิดคือ โปรตีน IcsA ที่ทำให้เกิดการโพลีเมอร์ไรซ์ของแอ็คตินในเซลล์ที่ใช้ยิงพุ่งเข้าในการแพร่สู่เซลล์ข้างเคียง 
  5. การปล่อยสารผ่าน T3SS มีการควบคุมอย่างมาก ตอนแรกจะต้องสร้างท่อนำส่งนี้ให้ยาวตามที่กำหนดไว้
  6. การวิจัยเร็วๆนี้พบว่า [1.]
    • ทดลองให้เชื้อ S. flexneri ที่ลำไส้สัตว์ทดลองพบว่า มีการทำลายเยื่อมิวโคสา ส่วนของวิลไลสั้นและถูกทำลายหายไป ซึ่งแบคทีเรียชนิดเดียวกันนี้ถ้าไม่มียีน FNR (fumarate and nitrate reduction) และ T3SS เซลล์จะถูกทำลายหรือเกิดการเปลี่ยนแปลงน้อยกว่า
    • ยีนที่เกี่ยวกับความรุนแรงของชิเกลลาควบคุมโดยออกซิเจนและ FNR (เป็นตัวคบคุมเมตาบอลิสึมแบบไม่ใช้ออกซิเจน) 
      • ในภาวะไร้ออกซิเจน ชิเกลลาจะบุกเข้าเซลล์ลำไส้ได้มากขึ้นและจะอาศัย FNR
      • ในภาวะไร้ออกซิเจน ท่อ T3SS จะสร้างยาวกว่าปกติ 25 %(ภาพถ่ายจากกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแสดงในอ้างอิง [1.]) แต่ไม่สามารถทำหน้าที่ของมันได้ (การกระตุ้นให้ T3SS อยู่ในสภาพทำงานสามารถนำส่งหรือปล่อยสารได้จะต้องมีออกซิเจนอยู่ ซึ่งน่าจะเป็นบริเวณที่มีหลอกเลือดมาเลี้ยง)


    ดังนั้นในสภาพที่ลำไส้ซึ่งน่าจะเป็นสภาพไร้ออกซิเจน เซลล์แบคทีเรียชิเกลลาจะมีการสร้างท่อ T3SS ที่ยาวขึ้น แต่ยังไม่มีการปล่อยสารเข้าเซลล์ลำไส้ เมื่อชิเกลลาอยู่บริเวณของลำไส้ที่ออกซิเจนแพร่จากหลอดเลือดจะการกดการปล่อยสารหายไป เกิดการกระตุ้นท่อ T3SS เพิ่มการบุกรุกเข้าเซลล์ลำไส้และก่อความรุนแรง









อ้างอิง
    
[1.] Marteyn, B. et al. Modulation of Shigella virulence in response to available oxygen in vivo.    Nature Volume: 465, Pages:    355–358Date published:    (20 May 2010)DOI:    doi:10.1038/nature08970 http://www.nature.com/nature/journal/v465/n7296/full/nature08970.html#/

[2.] http://en.wikipedia.org/wiki/Dysentery
[3.] http://en.wikipedia.org/wiki/Shigella
[4.] http://en.wikipedia.org/wiki/Shigellosis