Chlamydiae
Microbiology
Chlamydiae はペプチドグリカンを検出できないグラム陰性エンベロープを持っているが、最近のゲノム解析により C. trachomatis と C. pneumoniae がペプチドグリカンのほぼ完全な合成経路となるタンパク質（ペニシリン結合タンパク質など）をコードしていることがわかった10。 クラミジアは、4つのヌクレオシド三リン酸のうち3つについては従属栄養であるが、機能的なグルコース代謝酵素をコードしており、これをATPの生成に利用することができる10。 ペプチドグリカン合成と同様に、これらの遺伝子は何らかの理由でオフにされているが、これは細胞内環境への適応と関係があるのかもしれない。 10 MOMPは、C. trachomatisとC. psittaciの分離株の血清学的分類を決定する重要な要素である。 クラミジアは、テトラサイクリン系、マクロライド系、キノロン系など、DNAやタンパク質の合成を阻害する抗生物質に感受性がある。 C. pneumoniaeはトリプトファンの回収や生合成経路を持たず、スルホンアミドやトリメトプリムに抵抗性を示す4
クラミジアは、形態的に異なる感染体（EB）と生殖体（RB；図184-1）という独特の発生サイクルを持っている。 感染後、直径200〜400nmの感染性EBは、静電結合の過程で宿主細胞に付着し、微小管系に依存しないエンドサイトーシスにより細胞内に取り込まれる。 EBは胞子状であり、代謝は不活性であるが、細胞外環境では安定である。 宿主細胞内では、ファゴソームとリゾソームの融合が阻害され、膜で覆われたファゴソーム内にEBがとどまる。 封入体膜には宿主細胞マーカーが存在しないが、脂質マーカーは封入体に交通しており、ゴルジ装置との機能的な相互作用が示唆される。 クラミジアは宿主のエンドサイトーシス経路を回避し、後期エンドソームやリソソームから切り離された非酸性液胞に生息するようである。 EBはその後、二元分裂を行うRBに分化する。 約36時間後、RBは再びEBに分化する。 封入体内には500〜1000個の感染性EBsが蓄積されるが、宿主細胞の機能はほとんど阻害されない。 約48時間後、細胞溶解、あるいは包接体全体のエキソサイトーシスやエクストルージョンというプロセスを経て、宿主細胞はそのままの状態で放出されることがある。 この戦略は非常にうまくいっており、この生物は本質的に静かな慢性感染を引き起こすことができる
多くのin vitro研究がこの二相性パラダイムに挑戦している。 クラミジアは、インターフェロン-γ (IFN-γ) などの特定のサイトカインによる処理、抗生物質、特にペニシリンによる処理、鉄、グルコース、アミノ酸などの特定の栄養素の制限、単球への感染、および熱ショックによって、in vitro で持続状態になる場合がある。 これらの異なる系では、感染性の喪失、EBやRBが少ない小さな封入体の発生、超微細な所見、特に形態的に異常なRBなど、類似の増殖特性を示すことから、正常な発生過程で何らかの変化が起きていることが示唆される。 このような異常なRBは、しばしば異常小体（AB）と呼ばれる。 また、特定の栄養素を制限することで、クラミジアの持続性が誘導されることが示されている。 IFN-γ処理した肺炎桿菌の超微細構造解析でも、EBへの再分化を認めない大きな網目状のABを含む非定型封入体を発見した。
肺炎桿菌持続感染のもう一つのモデルは長期連続感染である。 先に述べたモデルとは対照的に、連続培養はクラミジアと宿主細胞の両方がストレスのない状態で自由に増殖すると、自然に持続するようになる。 HEp-2およびA549細胞において、遠心分離、cycloheximideの添加、IFN-γの添加なしにC. pneumoniae感染が4年以上維持され、これらの感染細胞における感染レベルは70〜80％と高率だった12。 超微細構造解析の結果、これらの細胞には3種類の封入体が認められた。 約90％は直径5〜12μmの典型的な大型の封入体であった。 第二のタイプ（変化した封入体）は、正常なEBとRBを含んでいたが、典型的な封入体よりかなり数が少なく、多形性のABを含んでいた。これは正常RBの4〜5倍の大きさ（直径2.5μm）で、その細胞質は均質であった。 第三のタイプは、平均直径4μmの小さな異常包有物で、約60個のABを含み、大きさは正常RBと同様であったが、電子密度が高く、もはや滑らかな球形を保持していないようにみえた。 これらの高密度なABは、クラミジア外膜の特徴的な構造を保持しており、ペリプラズム空間はほとんどなく、膜は正常RBと同様にクラミジア本体にさらに強固に結合していた。 これらの封入体にはEBは観察されなかった。
クラミジアの持続性のもう一つの可能なメカニズムは、宿主細胞への直接的な影響、おそらく細胞の成長と組織の発達の重要な調節因子であるアポトーシスへの影響によるものであろうと考えられる。 アポトーシスは、非特異的な炎症と組織の損傷、細胞内酵素、核の凝縮、細胞質の断片化を伴う壊死とは異なり、遺伝的にプログラムされた、厳密に制御されたプロセスである。 クラミジアを含む多くの微生物病原体は、生存と増殖のために細胞のアポトーシスを調節していることが分かっている。 クラミジア属菌は、クラミジアの発生周期の段階に応じて、宿主細胞のアポトーシスを誘導することも阻害することも明らかにされている13。クラミジアは、感染初期には外部刺激によるアポトーシスから感染細胞を保護し、ライフサイクルの後期には宿主細胞のアポトーシスを誘導する可能性がある。 したがって、クラミジアは免疫系の細胞障害機構から感染細胞を保護し、感染周期の終期に観察されるアポトーシスは、アポトーシス細胞が炎症性サイトカインを分泌し、感染細胞からの菌の放出を促進するため、炎症反応に寄与している可能性が考えられる。 IFN-γ処理した培養液を用いた研究では、C. trachomatisとC. pneumoniaeに感染した細胞は、外部リガンドの結果として、カスペースの活性化の抑制を介してアポトーシスに抵抗することが報告されている。 C. pneumoniaeの急性感染と慢性感染では、A549細胞のアポトーシスに及ぼすC. pneumoniaeの影響に著しい差があることが、長期連続感染細胞モデルを用いた研究データで示されている13。 急性感染におけるアポトーシスの誘導は、宿主細胞からのC. pneumoniaeの遊離を促進すると考えられる。 C. pneumoniaeの慢性感染では，感染後24時間以内と7日までのアポトーシスの変化が抑制された。 これらの結果は，C. pneumoniaeが細胞内に持続的に存在する場合，アポトーシスを抑制することが菌の保護に役立つ可能性を示唆している
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