Acute peristome edema disease in juvenile and adult sea cucumbers Apostichopus japonicus (Selenka) reared in North China

Acute peristome edema disease (APED) is a new disease that broke out in cultured sea cucumber along the Shangdong and Liaoning province coasts in China, PR, and has caused a great deal of death in Apostichopus japonicus (Selenka) since 2004. Here we report virus-like particles found in intestine epithelium of sea cucumbers reared in North China. It is the first time that sea cucumbers are reported to be infected by virus. Histological examinations showed that the viral inclusion bodies existed in intestine epithelium cells. Electron microscopic examinations show that the virions were spherical, 80-100 nm in diameter, and composed of a helical nucleocapsid within an envelope with surface projections. Detailed studies on the morphogenesis of these viruses found many characteristics previously described for coronaviruses. Virus particles always congregated, and formed a virus vesicle with an encircling membrane. The most obvious cellular pathologic feature is large granular areas of cytoplasm, relatively devoid of organelles. Tubular structures within virus-containing vesicles, nucleocapsid inclusions, and double-membrane vesicles are also found in the cytopathic cells. No rickettsia, chlamydia, bacteria, or other parasitic organisms were found. (c) 2007 Elsevier Inc. All rights reserved.

刺参急性口围肿胀病和皱纹盘鲍肌肉萎缩症的病理学研究

本论文以大连沿海养殖刺参劾皱纹盘鲍为研究对象，利用组织学、超微病理学、病理生理学的方法，开展了患病病理学研究，并对可能诱发刺参和皱纹盘鲍病害的原因，以及病变过程进行了初步探讨。 中国北方养殖刺参[Apostichopus japonicus (Selenka)]幼参和成参的急性口围肿胀病。急性口围肿胀病是爆发于中国北方辽宁省和山东省沿岸养殖刺参群体中的一种新发现的疾病，并且从2004年开始已经引起刺参的大面积死亡现象，经济损失重大。 本文报道在养殖患病刺参的肠上皮细胞内发现大量的病毒样颗粒。这是首次报道病毒样粒子感染刺参。组织学检查表明该病毒具有包涵体结构，寄生于肠上皮细胞中。电镜检查的结果表明，该病毒粒子呈球形，直径80-100纳米，螺旋状核衣壳，具有囊膜结构且囊膜表面具有纤突结构。 进一步的形态学和病理学分析发现该病毒具有许多报道的关于冠状病毒的特征。细胞质内的 病毒颗粒大部分以团聚方式存在于一个完整的包膜内，形成典型的病毒包涵体结构。最明显的细胞病理学特征是细胞质内大面积的粒状物质的存在，该区域相对缺少相应的细胞器。在病毒包涵体内的管状结构，核衣壳包涵体以及双层膜囊泡也在病变细胞内发现。 在病参体内未发现立克次氏体，衣原体，细菌以及其他寄生生物。 中国北方养殖皱纹盘鲍(Haliotis discus hannai)的肌肉萎缩症病理研究 。 在2004年和2005年的中国北方海区，养殖皱纹盘鲍幼体和成体群体中爆发了严重的肌肉萎缩症。肌电图监测显示病鲍的肌肉萎缩是肌源性的而不是神经源性的。 与正常对照组对比结果显示，病鲍的肌纤维数量和肌纤维直径都显著降低。 肌酶谱测定结果显示，病鲍血清中的肌酸激酶水平，肌酸激酶—肌同工酶水平和乳酸脱氢酶水平，与正常血清对比，呈显著升高状态，说明病鲍体内发生了肌细胞损伤。超薄切片电镜检测结果显示在发生病变的肌细胞内存在双螺旋丝状结构的包涵体（Paired helical filaments, PHFs）, 该结构是人类患包涵体肌炎的主要的病理特征。 本文首次报道在无脊椎动物中发现双螺旋丝包涵体结构。 对损伤的肌纤维的进一步研究发现了异常增生的小圆柱体结构（Small Cylinder Structure, SCS）和致密小体(Dense colored particles, DCP),同时观察到这两种异常结构与肌纤维的损伤直接相关。本文还对该病的感染机制作了探讨。 中国北方皱纹盘鲍(Haliotis discus hannai)肌肉萎缩的病理生理研究。严重的足肌肉萎缩症是鲍的一种慢性致死性疾病。在中国北方的养殖皱纹盘鲍群体中第一次发现是在2000年，随后在各养殖海区，自然海区及实验室养殖过程中都发现了该病的暴发。 超微结构电镜检测显示肌肉纤维损伤严重，其内的大部分肌原纤维断裂或消失。 大量的花瓣状的糖原颗粒聚集在断裂的肌原纤维中，还有一些被包裹在包膜内。 这说明在病鲍体内的糖原代谢处于被抑制状态（或停止状态），随后的血清学检测表明病鲍血清中的葡萄糖含量与正常对照的含量显著降低，也证明了糖代谢途径的终止。病鲍血清中胆固醇和甘油三酯的量显著降低，伴随着高密度脂蛋白的水平显著升高，说明脂肪代谢途径的亢进状态。病鲍血清中的二氧化碳水平的显著降低说明出现了酸碱平衡紊乱，通过病因学分析可知该酸碱平衡紊乱应属于代谢性酸中毒。病鲍血清中的钠离子和钾离子浓度显著升高，无机磷和镁离子浓度显著降低说明出现了患病皱纹盘鲍体内出现了电解质紊乱。病鲍血清中蛋白质含量的检测表明患病皱纹盘鲍已出现低蛋白血症，说明病鲍出现了严重的营养不良。病鲍血清中的尿酸含量，胆碱酯酶水平和γ-转肽酶水平与正常对照组相比显著降低。各项指标检测的结果说明糖代谢途径的终止造成了病鲍一系列的调节体系的不平衡和各种生理功能的紊乱，甚至造成了鲍的最终死亡。

L’apolipoprotéine A-I interagit avec l’adhésine impliquée dans l’adhérence diffuse (AIDA-I) d’Escherichia coli : rôle lors du processus d’adhésion et d’invasion

L’adhésine impliquée dans l’adhérence diffuse (AIDA-I) est une adhésine bactérienne présente chez certaines souches d’Escherichia coli qui, associée aux toxines Stx2e ou STb, contribue à l’apparition de la maladie de l’œdème ou de la diarrhée post-sevrage chez les porcelets. AIDA-I est un autotransporteur qui confère des capacités d’autoaggrégation, de formation de biofilms et d’adhésion. L’objectif principal du projet de recherche consistait en la recherche de récepteur(s) potentiel(s) d’AIDA-I. Les bactéries pathogènes adhèrent aux cellules-cibles soit en liant directement des molécules à la surface cellulaire ou en utilisant des molécules intermédiaires qui permettent de diminuer la distance séparant la bactérie de la cellule-cible. Puisque le sérum est un fluide qui contient de nombreuses molécules, celui-ci a été utilisé comme matériel de départ pour l’isolement de récepteur(s) potentiels. Nous avons isolé un récepteur potentiel à partir du sérum porcin : l’apolipoprotéine A-I. L’interaction entre l’apolipoprotéine A-I et AIDA-I a été confirmée par ELISA et microscopie à fluorescence. La capacité à envahir les cellules épithéliales offre aux pathogènes la possibilité d’établir une niche intracellulaire qui les protègent contre les attaques du milieu extérieur. La présente étude a démontré que la présence d’AIDA-I en tant que seul facteur de virulence chez une souche de laboratoire permet de conférer la capacité d’envahir les cellules sans promouvoir la survie intracellulaire. L’étude de la souche sauvage 2787, exprimant AIDA-I en association avec d’autres facteurs de virulence, a démontré une différence significative pour les phénotypes d’invasion et de survie intracellulaire face à la souche de laboratoire exprimant AIDA-I.

Les bactéries exprimant AIDA-I interagissent avec l'apolipoprotéine A-I cellulaire

AIDA-I (adhesin involved in diffuse adherence) est une importante adhésine autotransporteur exprimée par certaines souches de Escherichia. coli impliquée dans la colonisation des porcelets sevrés causant la diarrhée post-sevrage et la maladie de l’œdème. Une précédente étude de notre laboratoire a identifié l’apolipoprotéine AI (ApoAI) du sérum porcin, la protéine structurale des lipoprotéines à haute densité, comme récepteur cellulaire putatif de AIDA-I. L’interaction entre ces deux protéines doit être caractérisée. Ici, nous montrons par ELISA que AIDA-I purifiée est capable d’interagir avec l’ApoAI humaine, mais également avec les apolipoprotéines B et E2. L’ApoAI est rencontrée sous deux formes, soit libre ou associée aux lipides. Nous montrons que la forme libre n’interagit pas avec les bactéries AIDA-I+ mais s’associe spécifiquement à l’ApoAI membranaire de cellules épithéliales HEp-2. Afin d’étudier le rôle de l’ApoAI dans l’adhésion des bactéries, nous avons infecté des cellules HEp-2 en présence d’anticorps dirigés contre l’ApoAI, mais l’adhésion des bactéries AIDA I+ n’a jamais été réduite. De plus, l’induction de l’expression de l’ApoAI par fénofibrate et GW7647 chez les cellules Caco 2 polarisée et Hep G2, n’a pas permis l’augmentation de l’adhésion cellulaire des E. coli exprimant AIDA-I. Notre étude suggère davantage que l’interaction entre AIDA-I et ApoAI n’intervient pas dans les mécanismes d’adhésion cellulaire.

A DNA Vaccine Encoding the Enterohemorragic Escherichia coli Shiga-Like Toxin 2 A(2) and B Subunits Confers Protective Immunity to Shiga Toxin Challenge in the Murine Model

Production of verocytotoxin or Shiga-like toxin (Stx), particularly Stx2, is the basis of hemolytic uremic syndrome, a frequently lethal outcome for subjects infected with Stx2-producing enterohemorrhagic Escherichia coli (EHEC) strains. The toxin is formed by a single A subunit, which promotes protein synthesis inhibition in eukaryotic cells, and five B subunits, which bind to globotriaosylceramide at the surface of host cells. Host enzymes cleave the A subunit into the A(1) peptide, endowed with N-glycosidase activity to the 28S rRNA, and the A(2) peptide, which confers stability to the B pentamer. We report the construction of a DNA vaccine (pStx2 Delta AB) that expresses a nontoxic Stx2 mutated form consisting of the last 32 amino acids of the A(2) sequence and the complete B subunit as two nonfused polypeptides. Immunization trials carried out with the DNA vaccine in BALB/c mice, alone or in combination with another DNA vaccine encoding granulocyte-macrophage colony-stimulating factor, resulted in systemic Stx-specific antibody responses targeting both A and B subunits of the native Stx2. Moreover, anti-Stx2 antibodies raised in mice immunized with pStx2 Delta AB showed toxin neutralization activity in vitro and, more importantly, conferred partial protection to Stx2 challenge in vivo. The present vector represents the second DNA vaccine so far reported to induce protective immunity to Stx2 and may contribute, either alone or in combination with other procedures, to the development of prophylactic or therapeutic interventions aiming to ameliorate EHEC infection-associated sequelae.

Escherichia coli potencialmente patogênica isoladas de ovinos saudáveis criados extensivamente e de carcaças em matadouros-frigoríficos no Estado de São Paulo

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Potentially pathogenic Escherichia coli in healthy, pasture-raised sheep on farms and at the abattoir in Brazil

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Antimicrobial resistance and resistance gene determinants in clinical Escherichia coli from different animal species in Switzerland

Antimicrobial susceptibility testing was performed on a total of 581 clinical Escherichia coli isolates from diarrhea and edema disease in pigs, from acute mastitis in dairy cattle, from urinary tract infections in dogs and cats, and from septicemia in laying hens collected in Switzerland between 1999 and 2001. Among the 16 antimicrobial agents tested, resistance was most frequent for sulfonamides, tetracycline, and streptomycin. Isolates from swine presented significantly more resistance than those from the other animal species. The distribution of the resistance determinants for sulfonamides, tetracycline, and streptomycin was assessed by hybridization and PCR in resistant isolates. Significant differences in the distribution of resistance determinants for tetracycline (tetA, tetB) and sulfonamides (sulII) were observed between the isolates from swine and those from the other species. Resistance to sulfonamides could not be explained by known resistance mechanisms in more than a quarter of the sulfonamide-resistant and sulfonamide-intermediate isolates from swine, dogs and cats. This finding suggests that one or several new resistance mechanisms for sulfonamides may be widespread among E. coli isolates from these animal species. The integrase gene (intI) from class I integrons was detected in a large proportion of resistant isolates in association with the sulI and aadA genes, thus demonstrating the importance of integrons in the epidemiology of resistance in clinical E. coli isolates from animals.

Recurrent uveitis, cystoid macular edema and pericarditis in Lyme disease.

Lyme disease has been associated with many systemic and ocular complications. The authors' patient, a 26-year-old man, developed recurrent pars planitis with two episodes of acute pericarditis. Extensive medical investigations were negative except for a highly positive western blot for Borrelia burgdorferi. Specific antibiotic treatment for Lyme disease was followed by a long lasting period without any relapse.

Brain edema in acute liver failure and chronic liver disease: Similarities and differences.

Hepatic encephalopathy (HE) is a complex neuropsychiatric syndrome that typically develops as a result of acute liver failure or chronic liver disease. Brain edema is a common feature associated with HE. In acute liver failure, brain edema contributes to an increase in intracranial pressure, which can fatally lead to brain stem herniation. In chronic liver disease, intracranial hypertension is rarely observed, even though brain edema may be present. This discrepancy in the development of intracranial hypertension in acute liver failure versus chronic liver disease suggests that brain edema plays a different role in relation to the onset of HE. Furthermore, the pathophysiological mechanisms involved in the development of brain edema in acute liver failure and chronic liver disease are dissimilar. This review explores the types of brain edema, the cells, and pathogenic factors involved in its development, while emphasizing the differences in acute liver failure versus chronic liver disease. The implications of brain edema developing as a neuropathological consequence of HE, or as a cause of HE, are also discussed.

Increased brain lactate is central to the development of brain edema in rats with chronic liver disease

The pathogenesis of brain edema in patients with chronic liver disease (CLD) and minimal hepatic encephalopathy (HE) remains undefined. This study evaluated the role of brain lactate, glutamine and organic osmolytes, including myo-inositol and taurine, in the development of brain edema in a rat model of cirrhosis.Six-week bile-duct ligated (BDL) rats were injected with (13)C-glucose and de novo synthesis of lactate, and glutamine in the brain was quantified using (13)C nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR). Total brain lactate, glutamine, and osmolytes were measured using (1)H NMR or high performance liquid chromatography. To further define the interplay between lactate, glutamine and brain edema, BDL rats were treated with AST-120 (engineered activated carbon microspheres) and dichloroacetate (DCA: lactate synthesis inhibitor).Significant increases in de novo synthesis of lactate (1.6-fold, p<0.001) and glutamine (2.2-fold, p<0.01) were demonstrated in the brains of BDL rats vs. SHAM-operated controls. Moreover, a decrease in cerebral myo-inositol (p<0.001), with no change in taurine, was found in the presence of brain edema in BDL rats vs. controls. BDL rats treated with either AST-120 or DCA showed attenuation in brain edema and brain lactate. These two treatments did not lead to similar reductions in brain glutamine.Increased brain lactate, and not glutamine, is a primary player in the pathogenesis of brain edema in CLD. In addition, alterations in the osmoregulatory response may also be contributing factors. Our results suggest that inhibiting lactate synthesis is a new potential target for the treatment of HE.

Cerebral edema and acute liver failure : pathophysiological mechanisms and new therapeutic approaches

L’encéphalopathie hépatique (EH) se développe chez les patients atteints d’une maladie du foie et se caractérise par de nombreuses anomalies neuropsychiatriques. L’insuffisance hépatique aiguë (IHA) se caractérise par une perte progressive de l’état de conscience, par une augmentation rapide de l’œdème cérébral et une augmentation de la pression intracrânienne entraînant une herniation cérébrale et la mort. Plusieurs facteurs sont responsables du développement de l’EH mais depuis une centaine d’années, l’hyperammonémie qui peut atteindre des concentrations de l’ordre de plusieurs millimolaires chez les patients atteints d’IHA aux stades de coma est considérée comme un facteur crucial dans la pathogenèse de l’EH. La présente thèse comprend 4 articles suggérant l’implication de nouveaux mécanismes pathogéniques dans le développement de l’EH et de l’œdème cérébral associés à l’IHA et tente d’expliquer l’effet thérapeutique de l’hypothermie et de la minocycline dans la prévention de l’EH et de l’œdème cérébral: 1. L’IHA induite par dévascularisation hépatique chez le rat se caractérise par une augmentation de la production de cytokines pro-inflammatoires cérébrales (IL-6, IL-1, TNF-). Cette observation constitue la première évidence directe que des mécanismes neuro-inflammatoires jouent une rôle dans la pathogenèse de l’EH et de l’œdème cérébral associés à l’IHA (Chapitre 2.1, articles 1 et 2). 2. L’activation de la microglie telle que mesurée par l’expression de marqueurs spécifiques (OX42, OX-6) coïncide avec le développement de l’encéphalopathie (stade coma) et de l’œdème cérébral et s’accompagne d’une production accrue de cytokines pro-inflammatoires cérébrales (Chapitre 2.1, article 1 et 2). 3. Un stress oxydatif/nitrosatif causé par une augmentation de l’expression de l’oxyde nitrique synthétase et une augmentation de la synthèse d’oxyde nitrique cérébral participe à la pathogénèse des complications neurologiques de l’IHA (Chapitre 2.3, articles 3 et 4). 4. Des traitements anti-inflammatoires tels que l’hypothermie et la minocycline peuvent constituer de nouvelles approches thérapeutiques chez les patients atteints d’IHA (Chapitre 2.1, article 1; Chapitre 2.2, article 2). 5. Les effets bénéfiques de l’hypothermie et de la minocycline sur les complications neurologiques de l’IHA expérimentale s’expliquent, en partie, par une diminution du stress oxydatif/nitrosatif (Chapitre 2.3, article 3; Chapitre 2.4, article 4).

Mild hypothermia in the prevention of brain edema in acute liver failure: mechanisms and clinical prospects.

Mild hypothermia (32 degrees C-35 degrees C) reduces intracranial pressure in patients with acute liver failure and may offer an effective adjunct therapy in the management of these patients. Studies in experimental animals suggest that this beneficial effect of hypothermia is the result of a decrease in blood-brain ammonia transfer resulting in improvement in brain energy metabolism and normalization of glutamatergic synaptic regulation. Improvement in brain energy metabolism by hypothermia may result from a reduction in ammonia-induced decrease of brain glucose (pyruvate) oxidation. Restoration of normal glutamatergic synaptic regulation by hypothermia may be the consequence of the removal of ammonia-induced decreases in expression of astrocytic glutamate transporters resulting in normal glutamate neurotransmitter inactivation in brain. Randomized controlled clinical trials of hypothermia are required to further evaluate its clinical impact.

Mild hypothermia prevents cerebral edema and CSF lactate accumulation in acute liver failure.

Evidence from both clinical and experimental studies demonstrates that mild hypothermia prevents encephalopathy and brain edema in acute liver failure (ALF). As part of a series of studies to elucidate the mechanism(s) involved in this protective effect, groups of rats with ALF resulting from hepatic devascularization were maintained at either 37°C (normothermic) or 35°C (hypothermic), and neurological status was monitored in relation to cerebrospinal fluid (CSF) concentrations of ammonia and lactate. CSF was removed via implanted cisterna magna catheters. Mild hypothermia resulted in a delay in onset of encephalopathy and prevention of brain edema; CSF concentrations of ammonia and lactate were concomitantly decreased. Blood ammonia concentrations, on the other hand, were not affected by hypothermia in ALF rats. These findings suggest that brain edema and encephalopathy in ALF are the consequence of ammonia-induced impairment of brain energy metabolism and open the way for magnetic resonance spectroscopic monitoring of cerebral function in ALF. Mild hypothermia could be beneficial in the prevention of severe encephalopathy and brain edema in patients with ALF awaiting liver transplantation.