Clin. Microbiol. Rev. 4 (1991) 286-308

7/25/2019 Clin. Microbiol. Rev. 4 (1991) 286-308

1/23

C L I N I C A L

MICROBIOLOGY R E V I E W S ,

J U l Y

1 9 9 1

p .

2 8 6 - 3 0 8

V o l .

4 , N o .

3

0 8 9 3 - 8 5 1 2 / 9 1 / 0 3 0 2 8 6 - 2 3 0 2 . 0 0 / 0

C o p y r i g h t

X

1 9 9 1 , A m e r i c a n

S o c i e t y

f o r M i c r o b i o l o g y

T h e

T r i b e E h r l i c h i e a e

a n d E h r l i c h i a l

D i s e a s e s

YASUKO RIKIHISA

D e p a r t m e n t o f

V e t e r i n a r y

P a t h o b i o l o g y , C o l l e g e

o f

V e t e r i n a r y

M e d i c i n e ,

T h e O h i o

S t a t e

U n i v e r s i t y ,

C o l u m b u s , O h i o 4 3 2 1 0

INTRODUCTION

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2 8 6

CHARACTERISTICS O F TH E

TRIBE

EHRLICHIEAE

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2 8 6

T a x o n o m y

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2 8 6

H o s t

S p e c i f i c i t y

a n d I n V i t r o C u l t u r e

o f

t h e T r i b e

E h r l i c h i e a e

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2 8 7

M o r p h o l o g y

o f t h e T r i b e


. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2 8 8

E n e r g y

M e t a b o l i s m o f

G e n u s

E h r l i c h i a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2 9 0

E h r l i c h i a l

A n t i g e n s

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2 9 1

Immune

R e s p o n s e

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2 9 2

P a t h o g e n e s i s

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2 9 3

HUMAN

EHRLICHIOSIS

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2 9 6

S e n n e t s u

E h r l i c h i o s i s

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2 9 6

H u man E h r l i c h i o s i s

i n t h e U n i t e d S t a t e s

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2 9 6

VETERINARY I MPORTANCE

O F TH E

TRIBE

EHRLICHIEAE

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2 9 7

E . c a n i s

( T y p e S p e c i e s )

. . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . .. . . .

2 9 7

E . r i s t i c i i

..................................................

2 9 8

E .

e q u i

..................................................

2 9 9

E .

p h a g o c y t o p h i l a

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2 9 9

E .

p l a t y s

..................................................

2 9 9

E .

( C y t o e c e t e s )

o n d i r i

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2 9 9

C . r u m i n a n t i u m

..................................................

2 9 9

W S U 8 6 - 1 0 4 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3 0 0

N .

h e l m i n t h o e c a

..................................................

3 0 0

S F

A g e n t

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3 0 0

LA B O RATO R Y DIAGNOSIS

O F

EHRLICHIAL

DISEASES

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3 0 0

D i r e c t

M i c r o s c o p i c

E x a m i n a t i o n

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3 0 1

S e r o l o g i c D i a g n o s i s

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3 0 2

I s o l a t i o n

o f Members

o f t h e T r i b e


. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3 0 3

P o s t m o r t e m

I d e n t i f i c a t i o n

o f

E h r l i c h i a l

O r g a n i s m s

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3 0 3

TREATMENT

AN D

PREVENTION O F EHRLICHIAL

DISEASES

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3 0 3

CONCLUSION

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3 0 4

REFERENCES

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3 0 4

INTRODUCTION

R e c e n t l y ,

t w o

new e h r l i c h i a l

d i s e a s e s ,

P o t o m a c h o r s e

f e v e r a n d human

e h r l i c h i o s i s ,

w e r e d i s c o v e r e d

i n t h e

U n i t e d

S t a t e s .

T h e

d i s c o v e r i e s c r e a t e d

a n

i n t e r e s t

i n

e h r l i c h i a l

d i s e a s e s

among v e t e r i n a r y

a n d

human m e d i c a l

r e s e a r c h e r s

a n d

m o t i v a t e d

t h e d e v e l o p m e n t

o f a m e t h o d

f o r e h r l i c h i a l

c u l t u r e

i n

a

c o n t i n u o u s

c e l l

l i n e .

S u c c e s s

i n

c u l t u r i n g

e h r l i -

c h i a l

o r g a n i s m s

i n

q u a n t i t y

i n

t u r n e n a b l e d

r e s e a r c h e r s t o

a p p l y

v a r i o u s

m o l e c u l a r ,

b i o c h e m i c a l ,

a n d

i m m u n o l o g i c

p r o c e d u r e s

t h a t

h a v e

s i g n i f i c a n t l y

a d v a n c e d

t h e

u n d e r s t a n d -

i n g

o f e h r l i c h i a l

o r g a n i s m s .

T h e

p u r p o s e

o f

t h i s r e v i e w i s t o

p r e s e n t

a

d e t a i l e d d i s c u s s i o n

o f

t h e s e

o r g a n i s m s

a n d

t h e

i m p o r t a n t

human a n d

v e t e r i n a r y

d i s e a s e s

t h e y

c a u s e .

CHARACTERISTICS

O F

TH E TRIBE EHRLICHIEAE

T a x o n o m y

T h e

t r i b e


c o n t a i n s

o b l i g a t e

i n t r a c e l l u l a r b a c -

t e r i a l

p a r a s i t e s

w i t h a

t r o p i s m

f o r

l e u k o c y t e s

a n d

c o m p r i s e s

t h r e e

g e n e r a :

E h r l i c h i a , C o w d r i a ,

a n d

N e o r i c k e t t s i a

( F i g . 1 .

T h e

g e n u s

C y t o e c e t e s ,

w h i c h

c o n s i s t s o f

g r a n u l o c y t i c

m i c r o -

o r g a n i s m s

( 1 7 3 ) ,

was

e l i m i n a t e d

i n

B e r g e y ' s

M a n u a l

o f

S y s t e m a t i c

B a c t e r i o l o g y p u b l i s h e d

i n 1 9 8 4

( 1 5 6 )

a n d

i n -

c l u d e d

i n

t h e

g e n u s

E h r l i c h i a . T h e

t r i b e


i s

i n c l u d e d

i n

t h e

f a m i l y

R i c k e t t s i a c e a e

( 1 5 6 ) a l o n g

w i t h

t h e

t r i b e s R i c k e t t s i e a e

a n d

W o l b a c h i e a e .

A t t h e

g e n e t i c

l e v e l ,

r e c e n t s t u d i e s s h o w e d

s t r o n g

r e l a t e d n e s s

( 8 5 . 7 % )

i n t h e

s e q u e n c e s

o f

t h e

1 6 S

r R N A

i n

E h r l i c h i a

r i s t i c i i a n d

R i c k e t t -

s i a

p r o w a z e k i i ,

w h i c h i s

t h e

e t i o l o g i c a g e n t

o f

e p i d e m i c

t y p h u s ,

a w e l l - k n o w n

r i c k e t t s i a l d i s e a s e

r e s p o n s i b l e

f o r

t h e

d e a t h s o f

m i l l i o n s

o f

p e o p l e d u r i n g

w a r t i m e

a n d

n a t u r a l

d i s a s t e r s .

B o t h

m i c r o o r g a n i s m s b e l o n g

t o

t h e

a

s u b d i v i s i o n

o f t h e

p u r p l e

b a c t e r i a

( 1 8 0 ) .

A n o t h e r

g r o u p

o f

o b l i g a t e

i n t r a c e l l u l a r

b a c t e r i a ,

t h e

c h l a m y d i a e ,

a r e

g e n e t i c a l l y q u i t e

d i f f e r e n t

f r o m r i c k e t t s i a e .

A l t h o u g h c h l a m y d i a e

a r e c u r -

r e n t l y

c o n s i d e r e d

e u b a c t e r i a , t h e y

d o

n o t r e s e m b l e

a n y

o t h e r

known

e u b a c t e r i a .

A c c o r d i n g

t o

a n a l y s i s

o f t h e

s e q u e n c e

o f

t h e 1 6 S

r R N A ,

t h e y

a r e

d i s t a n t l y

r e l a t e d t o t h e

p l a n c t o m y c e s

( 1 8 1 ) .

As

f o r

p h e n o t y p i c

c h a r a c t e r i s t i c s ,

a s

d e s c r i b e d

l a t e r

i n

more

d e t a i l , p u r i f i e d

E .

r i s t i c i i

a n d

E .

s e n n e t s u

can

m e t a b o -

l i z e

L - g l u t a m i n e

( 1 8 2 ,

1 8 4 )

a n d

g e n e r a t e

AT P a s

r i c k e t t s i a

can b u t

u n l i k e

c h l a m y d i a e ,

w h i c h

a r e

e n e r g y p a r a s i t e s .

L i k e

r i c k e t t s i a e ,

a t l e a s t f o u r

s p e c i e s

i n

t h e t r i b e


a r e k n o w n

t o

b e

v e c t o r

b o r n e

( 1 5 6 ) ,

w h i c h

c h l a m y d i a e

a r e

2 8 6


2/23

TH E

TRIBE

EH R L I C H I EAE AND E H R L I C H I A L DISEASES

2 8 7

O r d e r :

F a m i l y :

T r i b e :

R i c k e t t s i a l e s

R i c k e t t s i a c e a e

R i c k e t t s i e a e

G

Genus:

Rickettsia

Rochalimaea

Coxiella

B a r t o n e l l a c e a e

A n a p l a s m a t a c e a e

E h d i c h i e a e

E h r i c h i a

C o w d n i a

E .

c a n i s

C .

r u m i n a n t i u m

E . p h a g o c y t o p h i l a

(WSU86-

1 0 4 4 )

E .

e q u i

E . sennetsu

E . r i s t i c i i

E .

p l a t y s )

E .

b o v i s )

E . o n d i r i )

( E .

o v i n a )

W o l b a c h i e a e

e o n i c k e f f s i a

C h l a m y d i a

N.


( N .

e l o k o m i n i c a )

( S F

a g e n t )

F I G .

1 .

R i c k e t t s i a e

a n d

c h l a m y d i a e .

P a r e n t h e s i s

i n d i c a t e

s p e c i e s n o t

y e t

r e c o g n i z e d

i n

B e r g e y ' s

Manual

o f

S y s t e m a t i c

B a c t e r i o l o g y

( 1 5 6 )

o r t h e

I n t e r n a t i o n a l

J o u r n a l

o f

S y s t e m a t i c B a c t e r i o l o g y .

n o t .

H o w e v e r ,

o r g a n i s m s o f

t h e

t r i b e


m o r p h o -

l o g i c a l l y r e s e m b l e

c h l a m y d i a e

i n t h a t

t h e y ar e

r o u n d a n d

grow

i n

t h e

h o s t

m e m b r a n e - l i n e d

c y t o p l a s m i c

v a c u o l e s ( 1 3 3 ,

1 5 6 ) .

I n

t h e g e n u s

R i c k e t t s i a ,

t h e

s p o t t e d

f e v e r

g r o u p

a n d t h e

t y p h u s

g r o u p

ar e

s h o r t

r o d s ,

a n d

t h e

s c r u b

t y p h u s a g e n t

i s

a

c o c c o b a c i l l u s .

Th e g e n u s

R i c k e t t s i a

g r o w s

i n

t h e

c y t o s o l

o f

t h e

h o s t c e l l s . Th e t r i b e E h r l i c h i e a e

l a c k s

an

o b v i o u s

p e p t i -

d o g l y c a n l a y e r

o r t h i c k e n e d o u t e r

o r i n n e r

l e a f l e t

o f t h e o u t e r

m e m b r a n e ,

e x c e p t f o r

some s t r a i n s

o f

C o w d r i a ( 1 4 3 ) .

E .

r i s t i c i i o c c u r s i n s m a l l

e l e c t r o n - d e n s e a n d l a r g e

e l e c t r o n -

l u c e n t f o r m s

( 1 3 3 , 1 4 7 ) , b u t

E h r l i c h i a

spp.

d o

n o t s h o w a

c l e a r

l i f e

c y c l e

as

C h l a m y d i a spp.

d o .

M a j o r

c h a r a c t e r i s t i c s

o f

t h e

g e n u s

E h r l i c h i a ar e

c o m p a r e d

w i t h

t h o s e

o f

t h e

g e n e r a

R i c k e t t s i a a n d

C h l a m y d i a

i n T a b l e 1 .

F o u r

s p e c i e s i n

t h e g e n u s

E h r l i c h i a , one

s p e c i e s

i n t h e

g e n u s

C o w d r i a , a n d

o n e

s p e c i e s

i n

t h e

g e n u s


ar e i d e n t i f i e d i n

B e r g e y ' s Manual

o f S y s t e m a t i c

B a c t e r i o l o g y

( 1 5 6 ) .

S i n c e

t h a t

e d i t i o n

o f t h e m a n u a l , o n e


s p e c i e s , E . r i s t i c i i , h a s b e e n

a c c e p t e d

i n t h e

I n t e r n a t i o n a l

J o u r n a l

o f S y s t e m a t i c

B a c t e r i o l o g y ( 8 0 ) ( F i g . 1 ) . I n

a d d i t i o n

t o

t h e s e

s p e c i e s , t h e r e

ar e

l e s s

w e l l

c h a r a c t e r i z e d

o r g a n i s m s :

E .

p l a t y s ( 6 9 ) ,


E .

c a n i s ( 4 5 ) ,

E .

o n d i r i

( 6 7 ) ,

E .

b o v i s

( 3 3 , 3 4 , 1 5 2 ) ,

E .

o v i n a

( 3 3 ) , S t e l l a n t c h a s m u s

f a l c a t u s

a g e n t

( S F a g e n t ) i s o l a t e d f r o m

S .

f a l c a t u s f l u k e ( a f i s h

p a r a s i t e )

i n

J a p a n

( 5 8 ) , N e o r i c k e t t s i a

e l o k o m i n i c a

( 4 7 ) ,

a n d

E .

( C y t o e c e t e s ) m i c r o t i ,

an

o r g a n i s m f o u n d

i n t h e

p o l y m o r -

p h o n u c l e a r

l e u k o c y t e s o f a v o l e ( 1 7 3 ) .

I n

1 9 8 6 ,

an

a p p a r e n t l y

new

a g e n t t h a t

s h a r e s a n t i g e n i c i t y

w i t h

a s t r a i n

o f C o w d r i a


was i s o l a t e d

f r o m an a b o r t e d b o v i n e

f e t u s

( 3 1 ) .

Th e

e t i o l o g i c a g e n t

f o r

human

e h r l i c h i o s i s i n t h e U n i t e d

S t a t e s

( 1 0 8 )

h a s n o t

y e t b e e n i s o l a t e d

f r o m human

p a t i e n t s .

Th e


o f

s e v e r a l

e h r l i c h i a l

a g e n t s ar e l i s t e d i n

T a b l e 2 . Al l

members

o f

t h e

t r i b e

E h r l i c h i ea e w i t h

t h e

e x c e p t i o n o f

E .

c a n i s h a v e a

l i m i t e d

g e o g r a p h i c d i s t r i b u t i o n .

H o s t

S p e c i f i c i t y

a n d

I n V i t r o

C u l t u r e

o f t h e

T r i b e E h r l i c h i e a e

Member s

o f

t h e

t r i b e


i n f e c t

s p e c i f i c

s p e c i e s

o f

a n i m a l h o s t s

i n

n a t u r e

( T a b l e 3 ) . E x p e r i m e n t a l i n j e c t i o n

o f

c e l l - c u l t u r e d

E h r l i c h i a

spp.

o r E h r l i c h i a - i n f e c t e d

b l o o d

h a s

r e v e a l e d t h a t

s p e c i e s o t h e r t h a n

t h e

u s u al h o s t s c an

b e

i n f e c t e d w i t h

some

e h r l i c h i a l

s p e c i e s ( T a b l e 3 ) . W h e t h e r

t h i s

a l s o o c c u r s i n n a t u r e

i s ,

h o w e v e r ,

u n k n o w n .

E h r l i c h i a

s p e c i e s i n f e c t

d o g s ,

h o r s e s , r u m i n a n t s ,

a n d h u m a n s .

A l -

t h o u g h

an

E h r l i c h i a - l i k e

a g e n t a s s o c i a t e d

w i t h

a n e m i a

i n

c a t s

h a s b e e n

r e p o r t e d ,

e l e c t r o n

m i c r o s c o p y o f

t h e

a g e n t

i s

n o t

c o n v i n c i n g

( 1 8 ) .

D e p e n d i n g

on

t h e

s p e c i e s ,

members

o f t h e t r i b e

E h r l i -

c h i e a e

c h i e f l y i n f e c t

c i r c u l a t i n g

monocytes,

g r a n u l o c y t e s ,

l y m p h o c y t e s ,

o r

p l a t e l e t s

a n d

t h u s

c a n

b e

t r a n s m i t t e d

b y

o r

i s o l a t e d

f r o m b l o o d . Some e h r l i c h i a l

s p e c i e s ,

e s p e c i a l l y

t h o s e

i n f e c t i n g

g r a n u l o c y t e s

a n d

p l a t e l e t s ,

ar e

e a s i l y

s e e n

i n

t h e s e c e l l s

a t

a c u t e

s t a g e s o f

i n f e c t i o n .

M o n o c y t i c E h r l i c h i a

s p e c i e s

ar e

l e s s

f r e q u e n t l y

s e e n

i n t h e

b l o o d ,

s i n c e

t h e

i n f e c t i o n

l e v e l o f b l o o d

monocytes

i s

l o w .

I n

a d d i t i o n , i n

vivo ,

equine t i s s u e

mast

c e l l s ,

m a c r o p h a g e s ,

a n d i n t e s t i n a l

g l a n d u l a r

e p i t h e l i a l

c e l l s

h a v e b e e n f o u n d


E .

r i s t i c i i

( 1 4 7 ) .


h e l m i n t h o e c a i s

s e e n

i n

m a c r o -

p h a g e s

i n

t h e

c a n i n e

l y m p h

n o d e

( 5 5 , 6 2 ) . C . r u m i n a n t i u m i s

s e e n

i n

t h e

e n d o t h e l i a l c e l l s

o f s m a l l b l o o d

v e s s e l s o f t h e

b r a i n s

o f

i n f e c t e d

r u m i n a n t s

( 2 5 ) .

None

o f t h e t r i b e

E h r l i c h i e a e h a s b e e n

c u l t u r e d

o u t s i d e o f

e u k a r y o t i c

c e l l s o r

i n

y o l k

sac.

I n

v i t r o

p r o p a g a t i o n o f

t h e

t r i b e E h r l i c h i e a e i s a

p r e r e q u i s i t e

f o r

t h e

d e v e l o p m e n t

o f a

r e l i a b l e

i n d i r e c t

i m m u n o f l u o r e s c e n c e

t e s t f o r

s e r o d i a g n o s i s

o f

e h r l i c h i a l d i s e a s e s .

S u c c e s s f u l

c u l t u r e o f t h e

t r i b e

E h r l i -

c h i e a e

i n

c o n t i n u o u s c e l l l i n e

i s e s s e n t i a l

f o r

a c h i e v i n g

t h e

q u a n t i t i e s

o f

o r g a n i s m s

n e e d e d

f o r

b a s i c

r e s e a r c h a t

t h e

TABLE

1 .

C h a r a c t e r i s t i c s o f t h e

g e n e r a R i c k e t t s i a ,

E h r l i c h i a ,

a n d

C h i a m y d i a

D e v e l o p -

M u r a m i c

G l u t a m i n e o r

Genome

P r i m a r y

A r t h r o p o d

G e n u s

R e p l i c a t i o n s i t e m e n t a l

a c i d

g l u t a m a t e s i z e

h o s t c e l l s

a s s o c i a t i o n

c y c l e o x i d a t i o n

( M D a )

R i c k e t t s i a

C y t o p l a s m

S i m p l e

P r e s e n t

Y e s

1 , 1 0 0

E n d o t h e l i a l c e l l s Ye s

E h r l i c h i a

Membrane v a c u o l e

C o m p l e x ?

L o w ? Y e s ?

L e u k o c y t e s

Y e s

( s o m e )

C h l a m y d i a

Membrane v a c u o l e

C o m p l e x A b s e n t

No

6 6 0

E p i t h e l i a l c e l l s

o f No

mucous membrane

C h l a m y d i a l e s

C h l a m y d i a c e a e

V O L .

4 ,

1 9 9 1


3/23

2 8 8

RIKIHISA

C L I N . M I C R O B I O L . R E V .

a ) .

0

a

-

o

la

C Z

C I S U

0

0

.c

0w

X

' e

0

* - (

a)

O

0

(0 O

,, O

a)

)a)

0

00

0

003

. 4

o . .

o n

0 0B

(0

>

0=

r .

C

X~

C Z

u

s

c s :

O '

U W

E

.

CL~ .9;

0

c

to

CZ

0.

(0

a)

u:

CZ

a)

.9 .

.0

.0

a

.

( A

0

0

a)

.9

0

m 0

Cld

e t

0

o)

cn U

-

=

0 4

0)

CZ

c

o

, l _

>

E>S

e ~ ~

e t

C

0

co -

c t

=

o

=

)

r

v;

CZ

C Z

X

. c a

o

m C . c

a

..

0

~

~ ~ ~

c

C)3

u

S.

P

Xe

~~~~

CZ

~

O

a)

a t'4'

*

* ' *

4

s>>;are

e s t e d

( 1 8 4 ) .

T h e

g r e a t e s t

m e t a b o l i c

a c t i v i t y

o f

e h r l i c h i a l

FI G .

2 . E . r i s t i c i i

i n

t h e

c y t o p l a s m o f

a

m a c r o p h a g e

i n

t h e

l a r g e

o r g a n i s m s i s o b s e r v e d a t

pH s

7 . 2 t o 8 . 0

a n d

r a p i d l y

d e c l i n e s

c o l o n o f

a h o r s e . E .

r i s t i c i i

i s

t i g h t l y

e n v e l o p e d b y

t h e h o s t

a t a

pH

b e l o w 7

( 1 8 2 ) .

T h u s ,

members o f t h e

g e n u s

E h r l i c h i a

m e m b r a n e ( A )

a n d

h a s i t s o w n o u t e r

( B )

a n d i n n e r

( C )

m e m b r a n e s . a r e

n o t

a c i d o p h i l e s ,

u n l i k e

m e m b e r s o f t h e

g e n u s

C o x i e l l a ,

M a g n i f i c a t i o n , x 8 7 , 6 0 0 .

B a r

=

0 . 1 p . m .

R e p r o d u c e d

w i t h

p e r m i s s i o n

o f

K l u w e r

A c a d e m i c

P u b l i s h e r s

( 1 3 3 ) .

A ~~~~~~~~~~~~~~~~~~

I.

F

e , W t

al_w '

,io,

~~ ~ ~ ~ ~ ~ 5

F I G . 3 .

F r e e z e - f r a c t u r e

r e p l i c a

o f E .

r i s t i c i i

i n t h e

c y t o p l a s m

o f

P 3 8 8 1 D 1

c e l l s .

N o t e

f o u r

m i c r o o r g a n i s m s

i n a v a c u o l e .

R e p l i c a s

o f t h e

i n n e r

l e a f l e t s o f t h e i n n e r m e m b r a n e s o f t w o

o r g a n i s m s

a n d

t h e o u t e r l e a f l e t s o f t h e o t h e r s c a n b e s e e n . M e m b r a n e

p a r t i c l e s

a r e a b u n d a n t i n

t h e i n n e r

l e a f l e t s

( a r r o w s )

o f t h e

i n n e r

m e m b r a n e s ,

b u t

t h e r e

a r e

v e r y

f e w i n

t h e

o u t e r

l e a f l e t s o f

t h e

i n n e r m e m b r a n e s o f E h r l i c h i a

s p p .

M a g n i f i c a t i o n ,

x 80 000.a r

=

0 .

1

.m.

2 9 0

RIKIHISA


6/23

TH E

TRIBE

E HRLICHIEAE

AND

EHRLICHIAL

DISEASES

iv

'Ae.,

, . , , , ,

. ..1,

4

vt


7/23

C L I N .

M I C R O B I O L .

R E V .

i ; v 4

- i i i

rk

4 k ~ ~ ~ ~ ~ ~ 4

A

1 , j

c

t

'

j

ttilw,

X ~ ~ T i .

I G . 5 .

E . r i s t i c i i

i n t h e

c y t o p l a s m o f U - 9 3 7

c e l l s i n c u l t u r e .

Two v a c u o l e s

c o n t a i n

s e v e r a l e h r l i c h i a l

o r g a n i s m s

( m o r u l a e ) .

N o t e t h e

p r e s e n c e

o f

e l e c t r o n - d e n s e s m a l l e r

o r g a n i s ms a n d

e l e c t r o n - l u c e n t l a r g e r o r g a n i s m s

( a r r o w s ) .

M a g n i f i c a t i o n , x 2 3 , 8 0 0 .

B a r

=

1

, u m . R e p r i n t e d

f r o m

r e f e r e n c e

1 3 3

w i t h

p e r m i s s i o n

o f

K l u w e r

A c a d e m i c P u b l i s h e r s .

r i s t i c i i , E .

s e n n e t s u ,

a n d E . c a n i s

( 1 3 5 ) .

Many E .

r i s t i c i i

a n d

E .

s e n n e t s u

p o l y p e p t i d e s

c o m m o n l y

r e a c t

w i t h

e q u i n e

a n -

t i - E .

r i s t i c i i

a n d

e q u i n e

a n t i - E .

s e n n e t s u

s e r a

( 1 3 5 ) .

I n

c o n t r a s t ,

c a n i n e

a n t i - E .

c a n i s s e r a

r e a c t

p o o r l y

w i t h

E .

r i s t i c i i , E .

s e n n e t s u ,

a n d N .

h e l m i n t h o e c a ( 1 3 5 ) .

Immune R e s p o n s e

A l l

e h r l i c h i a l

a g e n t s i n d u c e a

s p e c i f i c a n t i b o d y r e s p o n s e i n

t h e

n a t u r a l

h o s t

o r

i n

e x p e r i m e n t a l

a n i m a l s ,

r e g a r d l e s s

o f

t h e

p r e s e n c e

o f c l i n i c a l

s i g n s . T h e

p r e s e n c e

o f a n t i b o d y ,

h o w -

e v e r , d o e s

n o t

a l w a y s c o r r e l a t e w i t h

c l e a r a n c e

o f t h e

E h r l i -

c h i a

s p p . a n d t h e

p r e s e n c e

o f p r o t e c t i v e

i m m u n i t y .

P e r s i s t -

e n t

i n f e c t i o n

a n d

r e c u r r e n c e

o r r e i n f e c t i o n a f t e r

r e c o v e r y

f r o m

t h e

c l i n i c a l d i s e a s e

a r e r e p o r t e d f o r

s e v e r a l

E h r l i c h i a

s p e c i e s .

I n

E .

c a n i s

i n f e c t i o n , p a r a s i t e m i a

l a s t s

a

l o n g

t i m e

( y e a r s ) u n l e s s

o x y t e t r a c y c l i n e

t r e a t m e n t i s

g i v e n .

A f t e r

t e t r a c y c l i n e

t h e r a p y ,

c l i n i c a l l y

r e c o v e r e d

d o g s

w i t h

a

s i g n i f -

i c a n t l y

p o s i t i v e

IFA

t i t e r

a g a i n s t

E . c a n i s

a r e

f u l l y

s u s c e p t i -

b l e

t o

c h a l l e n g e w i t h

t h e

h o m o l o g o u s s t r a i n o f

E . c a n i s

( 1 7 ) .

I n

c h r o n i c a l l y

i n f e c t e d

d o g s

w i t h

d e m o n s t r a b l e

p a r a s i t e m i a ,

p l a s m a

c e l l

i n f i l t r a t i o n i n t o

v a r i o u s o r g a n s

( p l a s m a c y t o s i s )

o c c u r s , i n d i c a t i n g a

v i g o r o u s

h u m o r a l i m m u n e

r e s p o n s e

( 7 3 ) .

Immune

c a n i n e s e r u m

s l i g h t l y s u p p r e s s e s

E .

c a n i s

i n f e c t i o n

o f n o r m a l

m a c r o p h a g e s

i n

v i t r o

( 1 0 0 )

b u t

a p p a r e n t l y

i s

n o t

e f f e c t i v e i n

v i v o . E .

p h a g o c y t o p h i l a i s

a l s o

r e p o r t e d t o

p e r s i s t

i n

r e c o v e r e d

a n i m a l s

( 5 0 ) .

I n E .

r i s t i c i i

i n f e c t i o n ,

p a r a s i t e m i a

a p p e a r s

t o b e

l i m i t e d t o

t h e

a c u t e f e b r i l e

s t a g e

o f

i n f e c t i o n .

P e r s i s t e n c e o f

E . r i s t i c i i

a n t i g e n , h o w e v e r ,

was o b s e r v e d i n

t h e

l a r g e

c o l o n o f

a h o r s e

f o r

u p

t o

5 8

d a y s

p o s t - e x p e r i m e n t a l

i n f e c t i o n , t h a t

i s ,

2 8

d a y s

a f t e r

c o m p l e t e

r e c o v e r y

f r o m d i a r r h e a

( 1 2 9 ) .

I t

h a s b e e n

r e p o r t e d

t h a t r e c o v e r e d

h o r s e s

a r e

immune t o

r e i n f e c t i o n

f o r

a t l e a s t 2 0

m o n t h s

( 1 1 9 ) .

S e v e r a l

d a y s

a f t e r

E .

r i s t i c i i

i n f e c t i o n

o f

t h e

h o r s e ,

t e s t s

f o r

i m m u n o g l o b u l i n

G

( I g G )

a n t i b o d y

b e c o m e

s i g n i f i c a n t l y p o s i t i v e

( 1 2 8 ) .

Immune h o r s e

s e r u m

i n h i b i t s E .

r i s t i c i i

i n f e c t i o n o f

P 3 8 8 D 1 c e l l s

i n v i t r o a n d

i n m i c e

( 1 7 6 ) .

An

I g M

r e s p o n s e

o c c u r s a

f e w

d a y s

a f t e r

t h e

i n i t i a l

i n f e c t i o n

a n d

l a s t s

f o r

l e s s t h a n

2

m o n t h s

( 1 2 8 ) .

A

c h a l l e n g e i n j e c t i o n

d o e s

n o t e l i c i t a n

I g M r e s p o n s e

( 1 2 8 ) , b u t

a

s i m i l a r

s t u d y

b y D u t t a

e t

a l .

h a s

y i e l d e d

c o n t r a d i c t o r y

r e s u l t s

( 3 8 ) .

A n i m a l s t h a t

r e c o v e r

f r o m

C .


i n f e c t i o n

( h e a r t w a t e r ) a r e

immune

t o

r e i n f e c t i o n f o r

6 t o

8 m o n t h s

( 3 7 ) . H o w e v e r ,

p r o t e c t i o n

d o e s

n o t

s e e m

t o b e

m e d i a t e d

b y

a n t i b o d y ,

s i n c e

g a mma g l o b u l i n s

f r o m

h e a r t w a t e r - i m m u n e

a n i m a l s

f a i l t o

p r o t e c t s u s c e p t i b l e a n i m a l s

a g a i n s t

h e a r t w a t e r

i n f e c t i o n

( 3 5 ) .

I n

a d d i t i o n , t h e s e a n i m a l s

a r e shown

t o

r e m a i n

c a r r i e r s

o f

C .


f o r

l o n g p e r i o d s

a f t e r

r e c o v e r y ,

e . g . ,

1 6 0

t o

2 5 0

d a y s

i n

t h e

l a t e s t

t i c k

t r a n s m i s s i o n

e x p e r i m e n t

4 .

B l o o d

c o l l e c t e d f r o m

p o n i e s

a t

8 1

o r

1 1 4

d a y s

a f t e r

p r i m a r y

i n f e c t i o n w i t h

E .

e q u i i n d u c e d

m i l d c l i n i c a l

s i g n s

( f e v e r ,

m i l d

t h r o m b o c y t o p e n i a

i n s u s c e p t i b l e

r e c i p i e n t

p o -

n i e s ) b u t d i d

n o t p r o t e c t

t h e

r e c i p i e n t a n i m a l s

a g a i n s t

a

s e c o n d

c h a l l e n g e

1 0 0

d a y s

l a t e r

( 1 1 5 ) . I t

t h u s

a p p e a r s

t h a t

E .

e q u i

may p e r s i s t i n

s m a l l n u m b e r s

d e s p i t e t h e

c o n c o m i t a n t

p r e s e n c e

o f

a n t i b o d i e s

a n d

t h e d e m o n s t r a b l e i n h i b i t i o n

o f

l e u k o c y t e m i g r a t i o n

( 1 1 5 ) .

As i n

E .

c a n i s i n f e c t i o n ,

o x y t e t -

r a c y c l i n e

t r e a t m e n t

e l i m i n a t e s

E . e q u i f r o m

t h e

h o r s e s , b u t

r e c h a l l e n g e i n d u c e s m i n i m a l c l i n i c a l

s i g n s , s u g g e s t i n g

t h e

d e v e l o p m e n t o f

p r o t e c t i v e

i m m u n i t y

i n

t h e

r e c o v e r e d

h o r s e

a s

o p p o s e d t o

t h e r e a c t i o n

s e e n i n

E .

c a n i s i n f e c t i o n

( 1 1 5 ) .

2 9 2

RIKIHISA


8/23

TH E TRIBE

E HRLICHIEAE

AND E H R L I C H IA L DISEASES 2 9 3

F I G .

6 .

E . c a n i s

i n t h e

c y t o p l a s m

o f

DH82

c e l l s i n c u l t u r e .

N o t e

t h a t

t h e

l a r g e

m o r u l a

c o n s i s t s

o f

a p p r o x i m a t e l y

4 0 s e c t i o n e d

p r o f i l e s

o f

m i c r o o r g a n i s m s .

E .

c a n i s

c e l l s

a r e e m b e d d e d

i n

t h e

f i l a m e n t o u s

g r o u n d

s u b s t a n c e .

P r e s u m a b l y

t h i s s u b s t a n c e i s

a

c a p s u l a r

c o m p o n e n t

o f

t h e

m i c r o o r g a n i s m .


x 3 1 , 0 0 0 .

B a r

=

1

F m .

R e p r i n t e d

f r o m

r e f e r e n c e 2 9

w i t h

p e r m i s s i o n

o f t h e

p u b l i s h e r .

N .

e l o k o m i n i c a

a l s o

p e r s i s t s

f o r s e v e r a l m o n t h s i n

r e c o v e r e d

a n d c l i n i c a l l y n o r m a l a n i m a l s ( 4 6 ) .

D o g s

r e c o v e r e d f r o m N .


i n f e c t i o n

d e v e l o p

s o l i d

i m m u n i t y

t o

r e i n f e c -

-

t i o n

( 1 2 7 ) .

I m m u n o s u p p r e s s i o n

i s

a s s o c i a t e d

w i t h i n f e c t i o n

b y

t w o

s p e c i e s

o f

E h r l i c h i a .

I n E . r i s t i c i i

i n f e c t i o n ,

when

s p l e e n

o r

p e r i p h e r a l

b l o o d

l y m p h o c y t e r e s p o n s e s

a r e d e t e r m i n e d

p o s t -

i n f e c t i o n ,

t h e r e i s

g e n e r a l i z e d

i m m u n o s u p p r e s s i o n

i n i n -

-dJ,

f e c t e d m i c e

a n d

h o r s e s ,

r e s p e c t i v e l y

( 1 4 0 , 1 4 1 ) .

C l a s s I I

^

h i s t i c o m p a t i b i l i t y

a n t i g e n

( T a a n t i g e n )

i n d u c t i o n o n t h e

s u r -

f a c e

o f E . r i s t i c i i - i n f e c t e d


i s

s u p p r e s s e d

i n

r e s p o n s e

t o

g a mma

i n t e r f e r o n u s e d i n

v i t r o

( 1 1 0 ) ,

s u g g e s t i n g

A .

i n h i b i t i o n

o f

a n t i g e n - s p e c i f i c T - c e l l

a c t i v a t i o n

i n

E .

r i s t i c i i

X

i n f e c t i o n .

S u p p r e s s i o n

o f t h e h u m o r a l

i m m u n e r e s p o n s e ( 1 0 )

-

a n d

r e d u c e d

n e u t r o p h i l

f u n c t i o n ( 1 8 7 ) a r e d o c u m e n t e d

i n

SF

7

A i

c a s e s o f E .


i n f e c t i o n .

P a t h o g e n e s i s

>

-,

Th e i n c u b a t i o n

p e r i o d

f o r

e h r l i c h i a l

d i s e a s e

( e h r l i c h i o s i s )

-

i s

a p p r o x i m a t e l y

1 t o

3

w e e k s ,

a n d

i n

g e n e r a l ,

i n f e c t i o n i s


b y

f e v e r ,

d e p r e s s i o n ,

a n d a n o r e x i a

( T a b l e 6 .

T h e

d i s e a s e i s

a p p a r e n t l y d o s e d e p e n d e n t ; i . e . ,

w i t h a

l o w e r

FI G . 7 .

S F

a g e n t i n t h e c y t o p l a s m o f R K - 1 3

c e l l s

i n

c u l t u r e .

T h e

d o s a g e

o f

E h r l i c h i a

s p p . ,

t h e

i n n a t e d e f e n s e

m e c h a n i s m s

o r g a n i s m s h a v e t w o l a y e r s

o f m e m b r a n e s ( a r r o w s ) .


a p p e a r

t o

r i d

t h e

h o s t

o f E h r l i c h i a c e l l s

( 1 4 0 ) . O n l y

a t

h i g h e r

x 6 0 , o o o .

B a r

=

0 . 5 , u m . C o u r t e s y o f S . Y a m a m o t o

a n d

T .

F u k u d a ,

d o s a g e s

c a n

t h e

o r g a n i s m c a u s e

d i s e a s e .

A l t h o u g h

E h r l i c h i a

M i y a z a k i

D e p a r t m e n t

o f

H e a l t h ,

M i y a z a k i ,

J a p a n .

V O L .

4 ,

1 9 9 1


9/23

C L I N . M I C R O B I O L .

R E V .

F I G . 8 .

N . h e l m i n t h o e c a i s o l a t e d f r o m t h e b l o o d o f

a n

e x p e r i m e n t a l l y

i n f e c t e d

d o g

i n

t h e

c y t o p l a s m

o f

c a n i n e m a c r o p h a g e

c e l l l i n e DH82

c e l l s .

N o t e r i b o s o m e s

( R )

a n d

f i n e DNA s t r a n d s .


x 4 4 , 0 0 0 .

B a r

=

0 . 1

, m .

spp.

c an

b e

i s o l a t e d f r o m

b l o o d a t t h e

a c u t e s t a g e s

o f

i n f e c t i o n ,

e a c h E h r l i c h i a s p e c i e s

s e e m s

t o

h a v e a

c h a r a c t e r -

i s t i c t i s s u e

t r o p i s m

t h a t

c a u s e s a

s i t e - s p e c i f i c

d i s e a s e .

E .

r i s t i c i i - i n f e c t e d c e l l s

ar e f o u n d

p r e d o m i n a n t l y

a l o n g

t h e

i n t e s t i n a l w a l l ,

e s p e c i a l l y i n

t h e

e q u i n e l a r g e

c o l o n

( 1 4 7 ) ,

w h e r e

t h e y c a u s e watery

d i a r r h e a .

E .

c a n i s - i n f e c t e d

c e l l s

ar e

c o m m o n l y

f o u n d

i n t h e

m i c r o v a s c u l a t u r e o f t h e c a n i n e

l u n g s , k i d n e y s , a n d m e n i n g e s

( 7 2 ,

8 3 , 1 6 0 ) . E p i s t a x i s

i s

c a u s e d

b y c h a r a c t e r i s t i c h e m o r r h a g e s

i n

t h e l u n g s o r

n a s a l

m u c o s a . E . sennetsu ( 1 1 3 )

a n d N e o r i c k e t t s i a e

spp.

( 5 5 )

ar e

p r e d o m i n a n t l y

l o c a l i z e d

i n

l y m p h

n o d e s , w h e r e t h e y

c a u s e

s e v e r e

l y m p h a d e n o p a t h y .

C. r u m i n a n t i u m

c o m m o n l y l o c a l -

i z e s

i n

t h e

e n d o t h e l i a l

c e l l s

o f

t h e b r a i n

t i s s u e ( 2 5 ) ,

w h e r e

i t

causes s e v e r e

n e u r o l o g i c s i g n s .

G e n e r a l l y , p a t i e n t s

w i t h e h r l i c h i o s i s

l a c k

r e m a r k a b l e l e -

s i o n s s u c h

as

c e l l

l y s i s ,

t i s s u e

n e c r o s i s ,

a b s c e s s f o r m a t i o n,

o r s eve re

i n f l a m m a t o r y

r e a c t i o n s ,

e s p e c i a l l y

i n t h e

a c u t e

s t a g e s

o f

t h e

d i s e a s e . T h r o m b o s i s ,

e n d o t h e l i a l - c e l l h y p e r t r o -

p h y / h y p e r p l a s i a

a n d v a s c u l i t i s

w i t h

l e u k o c y t e

i n f i l t r a t i o n

a r o u n d

b l o o d

v e s s e l s , a l l

o f w h i c h g e n e r a l l y

o c c u r

d u r i n g

d i s e a s e s

c a u s e d b y t h e

r i c k e t t s i a e ,

ar e

u s u a l l y

a b s e n t

d u r i n g

a c u t e

e h r l i c h i a l

i n f e c t i o n .

N o n f o l l i c u l a r l y m p h a d e n o p a t h y

i s

f r e q u e n t l y

s e e n

i n

e h r l i c h i a l

i n f e c t i o n .

D i s a p p e a r a n c e

o f

f o l l i c l e s ,

s m a l l

l y m p h o c y t e

d e p l e t i o n

a n d

h i s t i o c y t o s i s

i n

l o c a l

l y m p h

n o d e s

ar e

f e a t u r e s

c o m m o n l y

n o t e d

d u r i n g

i n f e c t i o n b y

E . r i s t i c i i

( 1 4 0 ,

1 4 8 ) ,

E . sennetsu ( 1 1 6 ) ,

E . c an i s

( 7 0 , 7 3 ) ,

E .

p h a g o c y t o p h i l a ( 8 2 ) ,

a n d

N . h e l m i n t h o e c a

( 5 5 ) .

I n E .

p l a t y s ( 9 )

a n d N . e l o k o m i ni c a

( 5 5 )

i n f e c t i o n ,

f o l l i c l e s

i n

t h e

l y m p h

n o d e s

r e m a i n

a c t i v e .

P l a s m a c y t o s i s

i n v a r i o u s

o r g a n s

i s c h a r a c t e r i s t i c

d u r i n g

E . c an i s

( 7 3 )

a n d E .

p l a t y s ( 9 )

i n f e c t i o n a n d

o c c u r r e d

i n a f a t a l c a s e o f

human e h r l i c h i o s i s

i n

t h e

U n i t e d

S t a t e s

( 1 7 7 ) . H e m o r r h a g e

o c c u r s

w i t h

E .

c a n i s

( 7 3 ) ,

N .


( i n

t h e

i n t e s t i n a l

w a l l

[ 4 6 ] ) ,

a n d E .

o n d i r i

( 1 6 3 )

i n f e c t i o n ,

b u t t h i s

l e s i o n i s

n o t

c o n s p i c u o u s

w i t h

o t h e r e h r l i c h i a l o r g a n i s m s .

I n c o n t r a s t t o

i n f e c t i o n

w i t h

t h e

t r i b e R i c k e t t s i e a e ,

h e m a -

t o l o g i c

c h a n g e s

a r e

p r o m i n e n t

i n

e h r l i c h i o s i s .

T h e s e

c h a n g e s

a r e

l e u k o p e n i a

a n d r e b o u n d

l e u k o c y t o s i s .

I n

a d d i t i o n ,


i s

p r e d o m i n a n t

w i t h

i n f e c t i o n

b y

E . c a n i s

( 1 7 , 9 8 ) ,

E .

p l a t y s ( 9 ) ,

E .

e q u i ( 1 1 5 ) ,

a n d E .


( 5 3 )

a n d

w i t h


i n

t h e U n i t e d

S t a t e s

( 2 1 , 4 0 ,

1 0 8 ) .

I n c r e a s e s

i n

s e r u m

h e p a t i c

a m i n o t r a n s f e r a s e

a c t i v i t i e s

a r e

f o u n d

i n

p a t i e n t s

w i t h human

e h r l i c h i o s i s

i n

t h e U n i t e d

S t a t e s

( 2 1 ,

4 0 )

a n d

d u r i n g

E .

c a n i s

( 6 3 , 9 8 )

a n d E .

p h a g o c y -

t o p h i l a

( 1 7 9 )

i n f e c t i o n . H y p e r g a m m a g l o b u l i n e m i a

i s n o t e d

w i t h

E .

c a n i s

i n f e c t i o n

( 1 9 ) ,

a n d a n i n c r e a s e

i n

a 2 - g l o b u l i n

i s

r e p o r t e d d u r i n g

E . s e n n e t s u

i n f e c t i o n

( 1 7 0 ) .

I n c o n t r a s t

t o c e l l s

i n f e c t e d

w i t h

v i r u l e n t

s t r a i n s

o f

t h e

g e n u s

R i c k e t t s i a ,

h o s t c e l l s


E .

r i s t i c i i ,

E .

s e n n e t s u ,

E .

c a n i s ,

o r


s h o w l i t t l e

c y t o l y s i s

i n

v i v o

o r

i n

v i t r o

u n t i l

t h e

c y t o p l a s m

i s

c o m p l e t e l y

f i l l e d

w i t h

i n f e c t i n g

o r g a n i s m s

a n d t h e c e l l s b u r s t . P l a q u e

f o r m a -

2 9 4 RIKIHISA


10/23

TH E TRIBE

EH R L I C H I EAE

AND

E H R L I C H I A L DISEASES

'~.

o'*'tX~~~~

F I G . 9 .

E h r l i c h i a - l i k e

a g e n t s

i n

a

m o r u l a

i n t h e

c y t o p l a s m

o f a human

p a t i e n t .

M a g n i f i c a t i o n , x 5 , 0 0 0 .

Bar

=

0 . 1 p . m .

R e p r o d u c e d

f r om

r e f e r e n ce 1 0 7 w i t h

t h e p e r m i s s i o n o f t h e

p u b l i s h e r .

t i o n

i n a

m o n o l a y e r

o f h o s t c e l l s i s

n o t

seen;

i n s t e a d ,

i n f e c t e d

c e l l s

d i s s o c i a t e f r o m t h e

b o t t o m o f

t h e c u l t u r e

f l a s k

a n d f l o a t .

T h i s , t o o ,

i s

d i f f e r e n t f r o m t h e

s i t u a t i o n

w i t h

t h e

g e n u s

R i c k e t t s i a . E h r l i c h i a l r e l e a s e appears t o o c c u r

n o t o n l y

b y

c e l l

l y s i s b u t

a l s o t h r o u g h

e x o c y t o s i s , b y

f u s i o n

o f

t h e

v a c u o l e membrane

w i t h t h e

p l a s m a

m e m b r a n e .

I n

v i t r o ,

p r o f e s s i o n a l

p h a g o c y t e s - m o n o c y t e s

a n d


o f

h o s t a n i m a l

s p e c i e s

h a v e

no i n t r i n s i c

r e s i s t a n c e

t o

i n f e c t i o n

w i t h

E . r i s t i c i i , E .

sennetsu, E . c a n i s , a n d N . h e l m i n t h o e c a .

I n

a d d i t i o n ,

i n t e s t i n a l

e p i t h e l i a l

c e l l s a n d

mast

c e l l s ,

w h i c h

ar e

n o r m a l l y

n o t

v e r y

p h a g o c y t i c ,

ar e

i n d u c e d

t o t a k e

u p

E .

r i s t i c i i .

M a c r o p h a g e s

p h a g o c y t i z e

E h r l i c h i a

spp.,

a n d

E h r l i -

c h i a

spp.

i n h i b i t

l y s o s o m a l

f u s i o n

w i t h

v a c u o l e s ,

w h e r e

t h e y

r e s i d e ( 1 8 5 ) ,

as

d o

R .

t s u t s u g a m u s h i

( 1 3 7 )

a n d c h l a m y d i a e .

C y t o c h a l a s i n

B ,

w h i c h

d e p o l y m e r i z e s

m i c r o f i l a m e n t s o f


i n h i b i t s e h r l i c h i a l i n f e c t i o n

( 1 2 2 )

as

i t

i n h i b i t s

R .

t s u t s u g a m u s h i

( 1 3 7 )

a n d

c h l a m y d i a l

i n f e c t i o n s .

I t

i s

n o t

k nown

w h e t h e r

t h e

s p e c i f i c i t y

f o r

monocytes

a n d

g r a n u l o -

c y t e s

i s d u e

t o a

s p e c i f i c

r e c e p t o r

f o r e a c h

s p e c i e s

o f

E h r l i c h i a on c e r t a i n

l e u k o c y t e s

o r

w h e t h e r E h r l i c h i a

s p p .

s i m p l y

cannot s u r v i v e a n d

p r o l i f e r a t e

i n

o t h e r

t y p e s

o f

l e u k o c y t e s .

E n t r a n c e

o f

E h r l i c h i a

spp.

i n t o new

h o s t c e l l s

i s n o t

a l w a y s

p r e c e d e d

b y l y s i s

o f i n f e c t e d

h o s t

c e l l s .

I n

t h e c a s e o f

i n t e s t i n a l

e p i t h e l i a l

c e l l s ,

w h i c h make a

m o n o l a y e r

t i g h t l y

c o n n e c t e d

b y

c i r c u m f e r e n t i a l

zo n e s o f i n t e r c e l l u l a r

j u n c -

TAB L E 5 .

S e r o l o g i c

c r o s s - r e a c t i v i t y

among

e h r l i c h i a l

s p e c i e s

A n t i g e n r e s p o n s e '

S o u r c e o f

a n t i s e r u m

E .

r i s t i c i i

E .

s e n n e t s u

E . c an i s

E.

e q u i

C.


W S U 8 6 - 1 0 4 4 N .


SF

a g e n t

E .

r i s t i c i i

4

( 4 )

3

( 3 ) 1

( 1 )

0

0

1

o r 0

( 2 )

E . s e n n e t s u

4

( 4 )

4

( 4 )

1

( 1 )

1

0

1

( 2 )

1

o r

0

E .

c a n i s

1 ( 1 )

1 ( 1 )

4

( 4 )

2

1

2

( 1 )

E .

e q u i

0 1

2 4

3

Human


a g e n t 1 1 3 2

C. r u m i n a n t i u m

0

0 1

3

4

2

W S U 8 6 - 1 0 4 4

3

4

N .


3

( 4 )

3

( 4 )

3

( 4 )

4

( 4 )

SF

a g e n t

1 0

-

4

a

IFA

( W e s t e r n b l o t ) r e a c t i v i t y : 4 ,

s t r o n g

( h o m o l o g o u s a n t i g e n ) ; 3 , m o d e r a t e ; 2 ,

w e a k ;

1 ,

m a r g i n a l ; 0 ,

n e g a t i v e ; -,

n o t d o n e .

V O L .

4 ,

1 9 9 1 2 9 5


11/23

C LI N. M I C R O B I O L .

R E V .

TABLE 6 . C l i n i c a l s i g n s a n d p a t h o l o g y i n

e h r l i c h i a l d i s e a s e

P r e s e n c e

o f a :

O r g a n i s m

I n c u b a t i o n R e c u r r e n c e o r

F e v e r ,

L e u k o p e n i a

o r

p e r i o d

( d a y s ' )

c a r r i a g e

d e p r e s s i o n ,

D i a r r h e a

A b o r t i o n E n c e p h a l i t i s

r e b o u n d


l e u k o c y t o s i s

E .

c a n i s

7 - 2 1

+ +

- - + l -

+

E . r i s t i c i i

8 - 1 3

- +

+ + I - -

+

E . s e n n e t s u

8 - 1 4

-

+

-

- -

+

E .

p h a g o c y t o p h i l a 3 - 5

+ +

- + -

+

E .

e q u i

1 - 9

- +

- -

- +

E . p l a t y s

7 - 1 4

+

+ / -

-

-

-

E .

o n d i r i

4 - 1 0

-

+

-

- -

+ / -


7 - 1 6

+ + + -

+ +

N .

h e l m i n t h o e c a 6 - 8

- +

+

-

+ I -

+

Human

e h r l i c h i o s i s 1 - 2 1 ( a f t e r

t i c k

-

+

+ -

-

+

a g e n t

e x p o s u r e )

a

+ ,

p r e s e n t ;

+ / - ,

o c c a s i o n a l l y p r e s e n t ; - ,

a b s e n t o r

n o t

n o t e d .

b

A f t e r e x p e r i m e n t a l t r a n s m i s s i o n .

t i o n s , e h r l i c h i a l o r g a n i s m s

a p p e a r t o

b e

t r a n s m i t t e d

b e t w e e n

a d j a c e n t

c e l l s

i n v i t r o

b y

a

c o u p l e d

e x o c y t o s i s

i n

o n e

c e l l

a n d

e n d o c y t o s i s i n a n a d j a c e n t

c e l l ( 1 3 2 ) . I n c o n t r a s t t o o r d i n a r y

b a c t e r i a ,

E h r l i c h i a

s p p . d o

n o t

a c t i v a t e


i n v i t r o

( 1 2 1 ) , a n d p h a g o c y t i z e d E .

r i s t i c i i d o e s n o t

i n d u c e i n t e r l e u -

k i n - 1

o r

t u m o r n e c r o s i s

f a c t o r

p r o d u c t i o n

i n m a c r o p h a g e s

( 1 7 4 ) . T h e s e

i n f e c t e d m a c r o p h a g e s , h o w e v e r ,

c a n b e

a c t i -

v a t e d

a n d

c a n

k i l l E h r l i c h i a

s p p . ,

e s p e c i a l l y

i n

t h e

e a r l y

s t a g e s

o f i n f e c t i o n b y

c e r t a i n e x o g e n o u s s t i m u l i

t h a t

a r e

known

t o

i n c r e a s e

t h e i n t r a c e l l u l a r C a 2

l e v e l i n u n i n f e c t e d

m a c r o p h a g e s . S u c h s t i m u l i

i n c l u d e ( i n o r d e r

o f d e c r e a s i n g

p o t e n c y ) C a 2 +

i o n o p h o r e A 2 3 1 8 7 , g a mma

i n t e r f e r o n ,

a n d

c o nc a na v a l i n A .

A l t h o u g h

s o m e o f t h e s e

a g e n t s

a r e k n o w n

t o i n c r e a s e

p r o t e i n

k i n a s e

C a c t i v i t y

i n u n i n f e c t e d m a c r o -

p h a g e s ,

a d i r e c t p r o t e i n

k i n a s e

C

a c t i v a t o r , p h o r b o l

m y r i s t i c

a c e t a t e ,

i s

n o t

e f f e c t i v e ,

w h i c h

s u g g e s t s

t h a t p r o t e i n

k i n a s e

C

may

n o t

b e

i n v o l v e d

i n t h i s

p r o c e s s

( 1 2 0 ) .

T h e

t r i b e E h r l i -

c h i e a e i n g e n e r a l

d o e s

n o t

i n d u c e

a

s e v e r e

i n f l a m m a t o r y

r e a c t i o n

i n

t h e t i s s u e s , a s n o t e d

b y C o w d r y

( 2 5 )

a n d

R i k i h i s a

e t a l .

( 1 4 7 ) .

I n

p a r t

t h i s

may

b e d u e

t o

t h e l a c k

o f

c o m p l e t e

m a c r o p h a g e a c t i v a t i o n

a n d i t s

a t t e n d a n t c a s c a d e

o f

i n f l a m -

m a t o r y

r e a c t i o n .

T h r o m b o c y t o p e n i a

i n E . c an i s i n f e c t i o n may

b e

immune

m e d i a t e d ( 9 0 , 9 1 ) .

A

p l a t e l e t m i g r a t i o n

i n h i b i t o r y

f a c t o r w i t h

a m o l e c u l a r

w e i g h t

o f 1 5 0 , 0 0 0

t o

1 9 0 , 0 0 0 ,

w h i c h i s

d i s t i n c t

f r o m a n t i p l a t e l e t a n t i b o d y

a n d

i s

p r o d u c e d b y l y m p h o c y t e s

o f

E .

c a n i s - i n f e c t e d

d o g s ,

i s

s u g g e s t e d

a s t h e

c a u s e

o f


i n

c a s e s o f

t r o p i c a l

c a n i n e

p a n c y t o p e n i a

1 .

HUMAN

EHRLICHIOSIS

S e n n e t s u


Among

m e m b e r s o f t h e t r i b e E h r l i c h i e a e ,

E .

s e n n e t s u ,

i s o l a t e d

i n

m i c e f r o m

a

p a t i e n t ' s b l o o d ,

b o n e

m a r r o w ,

a n d

l y m p h n o d e

i n 1 9 5 3 i n

J a p a n

( 5 7 , 1 1 3 ) ,

i s

t h e

o n l y s p e c i e s

known

t o

c a u s e

human

d i s e a s e

i n

n a t u r e .

S e n n e t s u e h r l i c h i -

o s i s ,


b y

a n a c u t e f e b r i l e

i l l n e s s w i t h l e t h a r g y ,

p r o m i n e n t

h e m a t o l o g i c

a b n o r m a l i t y , l y m p h o c y t o s i s ,

a n d

p o s t a u r i c u l a r

a n d

p o s t e r i o r

c e r v i c a l

l y m p h a d e n o p a t h y ,

h a s

e x i s t e d

i n

t h e

s o u t h w e s t e r n

p a r t o f J a p a n

s i n c e t h e

l a t e 1 9 t h

c e n t u r y ( 1 1 2 ) . S e r o p r e v a l e n c e

was

r e c e n t l y r e c o g n i z e d

i n

M a l a y s i a

among p a t i e n t s

s u f f e r i n g

f r o m

f e v e r s o f u n k n o w n

o r i g i n

( 1 5 3 ) ;

E .

s e n n e t s u

1 1 9 0 8

was i s o l a t e d

f r o m

t h e b l o o d

o f a

human

p a t i e n t

i n

M a l a y s i a

( 1 5 3 , 1 8 3 ) . L a b o r a t o r y

f i n d i n g s i n c l u d e l e u k o p e n i a , w i t h

a n i n c r e a s e i n n e u t r o p h i l s

a t

t h e

i n i t i a l

d i s e a s e

s t a g e ,

a n d b o t h

a

r e l a t i v e

a n d

a n

a b s o l u t e

i n c r e a s e

i n

l y m p h o c y t e s

( a c c o m p a n i e d

b y t h e

a p -

p e a r a n c e

o f

a t y p i c a l

c e l l s )

i n

t h e l a t e

f e b r i l e

t o

c o n v a l e s c e n t

s t a g e s . E r y t h r o c y t e

a n d p l a t e l e t c o u n t s a r e

n o r m a l .

C - r e a c -

t i v e p r o t e i n b e c o m e s

p o s i t i v e ,

a 2 - g l o b u l i n f r a c t i o n

o f

s e r u m

i n c r e a s e s ,

a n d

s e r u m

t r a n s a m i n a s e

v a l u e s a r e e l e v a t e d .

S e n n e t s u e h r l i c h i o s i s

h a s n e v e r

b e e n r e p o r t e d

t o b e

f a t a l .

D i f f e r e n t i a l

d i a g n o s i s

o f t h e

d i s e a s e

i n c l u d e s

i n f e c t i o u s

m o n o n u c l e o s i s

a n d

s c r u b t y p h u s , w h i c h o c c u r s

i n t h e

s a m e

p a r t o f

t h e

w o r l d .

T h e mode

o f t r a n s mi s s i o n

o f E . s e n n e t s u

i s

u n k n o w n ,

a l t h o u g h

a f i s h

p a r a s i t e

i s

s u s p e c t e d

a s a

v e c t o r

b e c a u s e

t h e d i s e a s e i s a s s o c i a t e d

w i t h

c o n s u m p t i o n

o f

a

p a r t i c u l a r

r a w

f i s h

( 5 8 ) .

H o w e v e r , i n t r a p e r i t o n e a l

a n d

s u b -

c u t a n e o u s ,

b u t

n o t

o r a l ,

r o u t e s

a r e

e f f e c t i v e

i n

r e p r o d u c i n g

t h e

d i s e a s e i n

m o n k e y s

( 1 1 6 ) .

A t

n e c r o p s y , l y m p h

n o d e s

o f


i n f e c t e d

m o n k e y s

s h o w

d i f f u s e

p r o l i f e r a t i o n

o f l a r g e b a s o p h i l i c

l y m p h a t i c

c e l l s ,

d i s a p p e a r a n c e

o f

f o l l i -

c l e s ,

a n d o b s c u r e

b o u n d a r i e s

o f t h e

m e d u l l a r y

c o r d

a n d

s i n u s

( 1 1 6 ) .

M i c e a r e

h i g h l y s u s c e p t i b l e

t o

E .

s e n n e t s u a n d

a r e u s e d

t o

i s o l a t e

t h e

o r g a n i s m

f r o m

human

p a t i e n t s p e c i m e n s ( 5 7 ,

1 1 3 ) .

An

i n f e c t e d

mouse

s h o w s

l y m p h

n o d e

e n l a r g e m e n t

a f t e r

a b o u t

2 w e e k s .

D i a r r h e a ,

w e a k n e s s ,

a n d

r u f f l e d

f u r

f o l l o w e d

b y

d e a t h

o c c u r

3

t o

4 w e e k s a f t e r i n o c u l a t i o n

( 1 1 3 ) .

N e c r o p s y

o f

t h e

mouse

r e v e a l s

e n l a r g e m e n t

o f

l y m p h

n o d e s ,

s p l e e n ,

a n d

l i v e r b u t n o a s c i t e s .

W h en s t a i n e d

b y

t h e

R o m a n o w s k y - t y p e

m e t h o d

o r

IFA

l a b e l i n g ,

t h e

c y t o p l a s m

o f

p e r i t o n e a l

c e l l s f r o m i n f e c t e d

m i c e c o n t a i n s

E . s e n n e t s u .

H u ma n E h r l i c h i o s i s

i n t h e U n i t e d

S t a t e s

R e c e n t l y ,

a

n ew

t y p e

o f


was

c l i n i c a l l y ,

s e r o l o g i c a l l y ,

a n d

m i c r o s c o p i c a l l y

( 1 0 8 ) r e c o g n i z e d

i n 1 4

s t a t e s

i n t h e

U n i t e d

S t a t e s

( F i g . 1 0 )

( f o r

a

r e v i e w ,

s e e

r e f e r e n c e s 4 0 a n d

1 0 9 ) .

T h e

d i s e a s e

i s

s e r o l o g i c a l l y

a n d

c l i n i c a l l y

d i s t i n c t f r o m

s e n n e t s u e h r l i c h i o s i s .

C l i n i c a l

s i g n s

o f t h i s d i s e a s e

a r e s i m i l a r t o t h o s e

o f

R o c k y

M o u n t a i n

s p o t t e d

f e v e r

a n d

i n c l u d e

f e v e r , a r t h r a l g i a , m y a l g i a ,

h e a d -

a c h e , a n o r e x i a , n a u s e a ,

v o m i t i n g , c h i l l s , p n e u m o n i a ,

l e u k o -

p e n i a , a n d ,

i n 20

o f t h e

c a s e s ,

r a s h

( 2 1 ) .

More

t h a n 1 0 0

c a s e s

h a v e

b e e n

c o n f i r m e d t o d a t e

( 4 0 ,

4 8 ,

4 9 ,

6 8 , 1 2 5 ,

1 7 2 ) ,

a n d a t

l e a s t

t h r e e

f a t a l i t i e s h a v e

b e e n a s s o c i a t e d

w i t h t h e

i n f e c t i o n

( 4 0 , 1 7 7 ) . L a b o r a t o r y

t e s t

a b n o r m a l i t i e s

s u c h

a s

l e u k o p e n i a ,

t h r o m b o c y t o p e n i a ,

a n d

e l e v a t e d l e v e l s

o f h e -

2 9 6 RIKIHISA


12/23

TH E

TRIBE

EHRLICHIEAE

AND E H R L I C H IA L DISEASES

2 9 7

TABLE

6 - C o n t i n u e d

P r e s e n c e

o f :

T h r o m b o c y -

A b n o r m a l L y m p h a d e -

S p l e n o - P l a s m a -

V a s c u -

H y d r o -

t o p e n i a

f u n c t i o n

n o p a t h y

m e g a l y c y t o s i s

l i t i s

Edema

H e m o r r h a g e

c a r d i u m

+ +

+

+ + + +

+

+1-

-

-

-

~ ~

~~~~~~-/ -

Leg)-

_

+

+

+

_

_S_l_e_

+

____

- +

+

( L e g )

+

+

+

+ / -

+

-

+

-

- +

( S p l e e n )

-

~ -

+

+ - -

+ ( L u n g )

+

+

-

-

+

+ +

- -

+

( i n t e s t i n e )

+ +

+ +

____

p a t i c

a m i n o t r a n s f e r a s e s

a r e c o m m o n

( 2 1 , 4 0 ,

1 0 9 ) . T h e s e

l a b o r a t o r y

f i n d i n g s

f o r human e h r l i c h i o s i s

a r e r e m a r k a b l y

s i m i l a r

t o

t h o s e

f o r

c a n i n e


( 6 3 , 9 8 ) .

I n

o n e

c a s e ,

a u t o p s y r e v e a l e d

a l v e o l i c o n t a i n i n g

many

e r y t h r o c y t e s

a n d


h e p a t i c

f o c a l a c i d o p h i l i c

a n d c e n t r i l o b u l a r

n e c r o s i s ,

K u p f f e r

c e l l a n d b o n e

marrow

e r y t h r o p h a g o c y t o -

s i s ,

s p l e n o m e g a l y ,

a n d

m u l t i f o c a l

p e r i v a s c u l a r

m o n o n u c l e a r

i n f i l t r a t e s , i n c l u d i n g

many

p l a s m a

c e l l s

i n

t h e

k i d n e y s , b r a i n ,

s p i n a l

c o r d , a n d h e a r t ( 1 7 7 ) .

T h e

p a t h o l o g i c

f i n d i n g s c l o s e l y

r e s e m b l e

t h o s e

f o r c a n i n e

e h r l i c h i o s i s ( 7 3 ) .

T h e p a t i e n t ' s

s e r u m

r e a c t e d

m o s t s t r o n g l y

w i t h E .

c a n i s

a n d a t

a

l o w

d i l u t i o n

( 1 : 2 0 )

w i t h

E .

s e n n e t s u ( 1 0 8 ) .

E . s e n n e t s u

i n f e c t s

b l o o d

m o n o c y t e s ,

w h i l e t h i s

new

a g e n t

a p p e a r s

t o i n f e c t

l y m p h o c y t e s , n e u t r o p h i l s ,

a n d m o n o c y t e s ( 1 0 8 ) .

T h e e t i o -

l o g i c a g e n t ,

w h i c h

i s s p e c u l a t e d

t o

b e

a


s p e c i e s o r

a

new

s t r a i n o f

E . c a n i s ,

h a s

b e e n i s o l a t e d

a n d

c u l t u r e d

i n

DH82

c e l l s

f r o m

a

p a t i e n t

w i t h

human e h r l i c h i o -

s i s

( 2 7 a ) .

A p p r o x i m a t e l y

83

o f

p a t i e n t s

h a d

a

h i s t o r y

o f

t i c k

e x p o s u r e

i n

t h e

m o n t h

b e f o r e

o n s e t

o f

i l l n e s s

( 2 1 , 4 0 ) .

D i f f e r e n t i a l


o f t w o

human

e h r l i c h i o s e s a r e

s h o w n

i n

T a b l e

7 .

VETERINARY

I MPORTANCE O F

TH E

TRIBE EHRLICHIEAE

E .

c a n i s

( T y p e S p e c i e s )

E .

c a n i s

i s

t h e c a u s a t i v e a g e n t o f

c a n i n e


( t r o p i c a l

c a n i n e

p a n c y t o p e n i a ) ,

a t i c k - b o r n e

d i s e a s e

o f d o g s

d e s c r i b e d

o r i g i n a l l y

i n

A l g e r i a

i n

1 9 3 5 ( 3 2 )

a n d s o o n a f t e r

i n

t h e

M i d d l e

E a s t

a n d O r i e n t .

E .

c a n i s was

f i r s t

r e c o g n i z e d

i n

t h e U n i t e d

S t a t e s

i n

1 9 6 2 ( 4 1 ) .

T h e d i s e a s e

i s no w

d i s t r i b u t e d

t h r o u g h o u t

t h e w o r l d

a n d

was

e s p e c i a l l y

n o t e d

d u r i n g

t h e

V i e t n a m

W a r ,

s i n c e

h u n d r e d s

o f U . S .

m i l i t a r y d o g s

i n

V i e t n a m d i e d f r o m

E .

c a n i s i n f e c t i o n . C l i n i c a l

s i g n s c a n

b e

a c u t e ,

s u b c l i n i c a l , o r

c h r o n i c . T h e a c u t e p h a s e

i s

c h a r a c t e r -

i z e d

b y

m i l d

c l i n i c a l

s i g n s

s u c h

a s

f e v e r ,

d e p r e s s i o n , d y s p -

n e a ,


w i t h

l y m p h a d e n o p a t h y

a n d

m i l d

w e i g h t

F I G .

1 0 .

D i s t r i b u t i o n o f

human e h r l i c h i o s i s i n t h e U n i t e d

S t a t e s f r o m 1 9 8 6

t o

1 9 8 8 .

C a s e s

w e r e

i d e n t i n e d

b y s t a t e o f

r e s i d e n c e

o r

w h e r e

t i c k

e x p o s u r e

o c c u r r e d .

S h a d e d

a r e a s

r e p r e s e n t

s t a t e s

f r o m

w h i c h

c a s e s

o f e h r l i c h i o s i s

h a v e

b e e n r e p o r t e d . R e p r i n t e d

f r o m r e f e r e n c e 1 0 9

w i t h

t h e

p e r m i s s i o n o f

t h e p u b l i s h e r .

V O L .

4 ,

1 9 9 1


13/23

C L I N .

M I C R O B I O L .

R E V .

TABLE

7 .

C h a r a c t e r i s t i c s o f

h u m a n


Parametereehrlichiosis


i n

P a r a m e t e r

S e n n e t s u

e h r h c h l o s l s

U n i t e d S t a t e s

E t i o l o g y

E .

s e n n e t s u

N o t

y e t

i s o l a t e d

C l i n i c a l

s i g n s

F e v e r , l y m p h a d e n o p a t h y R o c k y M o u n t a i n

s p o t t e d

f e v e r - l i k e

I F A

a n t i g e n E .

s e n n e t s u

E . c an i s

D i s t r i b u t i o n

J a p a n ,

M a l a y s i a

U n i t e d S t a t e s

V e c t o r

Unknown

T i c k

H o s t

M o n o c y t e s

L y m p h o c y t e s

l o s s ( 1 7 , 6 3 ,

1 7 8 ) . Th e

c h r o n i c

p h a s e i s

c h a r a c t e r i z e d b y

h e m o r r h a g e s , e p i s t a x i s ,

p e r i p h e r a l e d e m a , e m a c i a t i o n , a n d

h y p o t e n s i v e s h o c k l e a d i n g

t o

d e a t h

( 1 7 , 6 3 ) .

L a b o r a t o r y

f i n d i n g s ar e

t h r o m b o c y t o p e n i a ,

l e u k o p e n i a , a n d h y p e r g a m -

m a g l o b u l i n e m i a

( 1 7 , 6 3 , 9 8 ) .

Th e s e v e r i t y o f t h e

d i s e a s e

i s

r e l a t e d t o t h e

b r e e d o f

d o g

i n f e c t e d . German

s h e p h e r d d o g s

more

f r e q u e n t l y

d e v e l o p a

c h r o n i c h e m o r r h a g i c s y n d r o m e

( 7 3 ) .

C o n c o m i t a n t d i s e a s e

( e . g . , b a b e s i o s i s o r h e m o b a r t o n e l -

l o s i s )

may

i n t e n s i f y

t h e c l i n i c a l s i g n s ( 4 1 ) .

E .

c a n i s

grows

i n

t h e c y t o p l a s m

o f

b l o o d

m on ocyte s o f

i n f e c t e d d o g s a n d

c an

b e i s o l a t e d f r o m

t h e p e r i p h e r a l b l o o d m o n o c y t e s

( 1 1 4 ) .

I n

a d d i t i o n , E w i n g e t

a l .

r e p o r t e d


c a n i n e


w h i c h

i s

a m i l d e r d i s e a s e

t h a n m o n o c y t i c

c a n i n e

e h r l i c h i o s i s a n d i s s o m e t i m e s

a s s o c i a t e d w i t h p o l y a r t h r i t i s

( 4 2 ,

4 5 ) ,

w h i c h

m o n o c y t i c

E .

c a n i s i s n o t .

G r a n u l o c y t i c a n d

m o n o c y t i c

E .

c a n i s s t r a i n s

ar e

a n t i g e n i c a l l y c r o s s - r e a c t i v e

b u t a p p a r e n t l y

n o t

c r o s s - p r o t e c t i v e

( 4 2 ) ;

t h e y

p r i m a r i l y

i n f e c t

g r a n u l o c y t e s

a n d m on o c yt e s ,

r e s p e c t i v e l y .

A l t h o u g h

E . e q u i

can

i n f e c t

c a n i n e g r a n u l o c y t e s

( 1 0 1 ) , d o g s i n f e c t e d

w i t h g r a n u l o c y t i c

E .

c a n i s

d o

n o t

d e v e l o p a

h i g h e r a n t i b o d y

t i t e r

t o E . e q u i t h a n t o m o n o c y t i c

E . c a n i s ( 4 2 ) . G r a n u l o c y t i c

E .

c a n i s

d o e s n o t

c a u s e

p a r a s i t e m i a

i n

h o r s e s a n d d o e s n o t

p r o t e c t h o r s e s f r o m

E .

e q u i

c h a l l e n g e ( 4 2 ) . T h u s ,

E w i n g e t

a l .

b e l i e v e

t h a t


E .

c a n i s

i s

more

c l o s e l y

r e l a t e d

t o

E .

c a n i s

t h a n

t o

E .

e q u i

( 4 2 ) . O u r

W e s t e r n

b l o t

a n a l y s i s

s t u d y a l s o s u p p o r t s t h i s

o b s e r v a t i o n ( 1 3 4 ) .

A t

n e c r o p s y ,

s p l e n o m e g a l y ,

l y m p h a d e n o p a t h y , a n d

p l a s -

m a c y t o s i s

i n

v a r i o u s o r g a n s

ar e f o u n d

i n

a n i m a l s i n f e c t e d

w i t h

E .

c a n i s ( 7 3 ) .

Th e

l a r g e s t

n u m b e r s o f m o r u l a e ar e s e e n

i n t h e

l u n g s , s p l e e n s , a n d

m e s e n t e r i c l y m p h n o d e s f r o m


i n f e c t e d

d o g s

8 . By

e l e c t r o n m i c r o s c o p y ,

m o n o c y t i c E .

c a n i s

i s

s e e n i n t h e

a l v e o l a r m a c r o p h a g e s o f

t h e l u n g s

o f e x p e r i m e n t a l l y i n f e c t e d

d o g s ( 1 6 0 ) .

T h e d i s e a s e i s

p r i m a r i l y t r a n s m i t t e d b y t h e

l a r v a e ,

n y m p h s , a n d a d u l t s

o f t h e

b r o w n

d o g t i c k ,

R h i p i c e p h a l u s

s a n g u i n e u s ( 6 5 ) .

E x p e r i m e n t a l c a n i n e t r a n s m i s s i o n

o f

gran-

u l o c y t i c E . c a n i s b y

Amblyomma a m e r i c a n u m

h a s

b e e n

r e p o r t e d

( 7 ) ,

a n d

O c t o b i u s

m a g n i n i

was a l s o

s u g g e s t e d

as a

vector

( 4 3 ) .

Th e

a t t r a c t i o n

o f

m o n o n u c l e a r

c e l l s

t o

t h e

i n f l a m e d

s i t e o f

t i c k

a t t a c h m e n t a n d t o t i c k

s a l i v a r y

secre-

t i o n s may a i d i n t h e

i n f e c t i o n pr o ce s s o f

monocytes

w i t h

E .

c a n i s .

I n i n f e c t e d

t i c k s , E . c a n i s m u l t i p l e s w i t h i n

h e m o c y t e s

a n d

s a l i v a r y

g l a n d c e l l s , e v e n t u a l l y e n t e r s

t h e

d i g e s t i v e t r a c t ,

a n d t h e n i n f e c t s

t h e m i d g u t

e p i t h e l i u m

( 1 6 1 ) .

T i c k s

t r a n s m i t

t h e d i s e a s e

t r a n s s t a d i a l l y

b u t n o t t r a n s o v a r i a l l y ( 6 5 ) .

An

a d u l t R .

s a n g u i n e u s

c an t r a n s m i t

E . c a n i s

f o r a maximum

o f

1 5 5

d a y s

a f t e r d e t a c h i n g

f r o m

t h e

h o s t ( 1 0 2 ) . No s p e c i e s

o t h e r

t h a n

t h e C a n i d a e

ar e

s u s c e p t i b l e

t o E . c an i s

i n f e c t i o n .

D o g s

c an

b e

c h r o n i c a l l y i n f e c t e d

w i t h o u t a p p a r e n t

c l i n i c a l

s i g n s f o r more

t h a n

5

years. T h u s , w i l d

a n d

d o m e s t i c c a n i d s

ar e c o n s i d e r e d

t h e n a t u r a l r e s e r v o i r o f E .

c a n i s ( 6 5 ) .

A n t i b o d y

f o r m a t i o n i s

prompt

w i t h t h i s

o r g a n i s m . By 2 0

d a y s

p o s t i n f e c t i o n , 1 0 0 o f

d o g s a r e s e r o p o s i t i v e ,

a n d

IFA

t i t e r s

i n u n t r e a t e d

d o g s

p e a k a t 8 0 d a y s p o s t i n f e c t i o n

( 1 7 ) .

E .

r i s t i c i i

E . r i s t i c i i

i s t h e c a u s a t i v e

a g e n t

o f


f e v e r

( e q u i n e

m o n o c y t i c


e q u i n e

e h r l i c h i a l

c o l i t i s ,

a c u t e e q u i n e d i a r r h e a s y n d r o m e ) . T h e

d i s e a s e

w a s

o r i g i n a l l y

r e c o g n i z e d i n 1 9 7 9 ( 9 5 ) a l o n g

t h e P o t o m a c R i v e r i n

M a r y l a n d

a n d

V i r g i n i a .

I t

i s

now k n o w n t o

o c c u r t h r o u g h o u t

N o r t h

A m e r i c a , F r a n c e ,

a n d

p o s s i b l y I n di a ( 1 5 3 ) .

T h e

d i s e a s e

i s

s e en d u r i n g

t h e s u m m e r ,

m o s t l y

f r o m J u n e t h r o u g h

S e p t e m -

b e r . I n

1 9 8 4 ,

t h e

e h r l i c h i a l

o r g a n i s m w a s s e e n f o r

t h e

f i r s t

t i m e i n t h e i n t e s t i n a l w a l l s

o f a f f e c t e d h o r s e s ( 1 4 6 ) ,

s e r o l o g i c

c r o s s - r e a c t i v i t y

w i t h E . s e n n e t s u w a s

n o t e d i n i n f e c t e d

h o r s e s ( 7 8 ) ,

a n d t h e

e t i o l o g i c

a g e n t w a s i s o l a t e d i n human

h i s t i o c y t i c lymphoma U - 9 3 7 c e l l s

( 1 4 4 , 1 4 5 ) ,

c a n i n e

p r i m a r y

m o n o c y t e s

( 7 8 ) , a n d m u r i n e P 3 8 8 D 1

c e l l s ( 3 9 ) . C l i n i c a l

s i g n s

o f t h e d i s e a s e

a r e f e v e r , a n o r e x i a , d e p r e s s i o n ,

w a t e r y d i a r -

r h e a , c o l i c ,

l e u k o p e n i a , a n d l a m i n i t i s .

T h e c a s e f a t a l i t y r a t e

v a r i e s f r o m

5

t o

3 0 .

T r a n s p l ac e n t a l t r a n s m i s s i o n o f E .

r i s t i c i i

h a s b e e n r e p o r t e d

( 3 0 ) ,

a n d t h e

o r g a n i s m may

i n d u c e

a b o r t i o n o r r e s o r p t i o n

o f t h e

f e t u s .

T h e r e a r e f e w

g r o s s p a t h o l o g i c

c h a n g e s

i n h o r s e s w i t h

P o t o m a c h o r s e f e v e r e x c e p t f o r

p a t c h y

h y p e r e m i a a l o n g t h e

w a l l

o f t h e

l a r g e i n t e s t i n e ( 1 4 7 ) .

T h e r e i s n o d e s t r u c t i o n , f o u l

o d o r ,

o r

s i g n i f i c a n t i n f l a m m a t o r y

i n f i l t r a t i o n s u c h a s o c c u r s

w i t h e n t e r o c o l i t i s

c a u s e d b y s a l m o n e l l a e ,

w h i c h

may c a u s e

s i m i l a r c l i n i c a l

s i g n s o r may

c o i n f e c t

w i t h E .

r i s t i c i i i n

n a t u r e

( 1 4 7 ) .

H o w e v e r , r e m a r k a b l e g o b l e t

c e l l m u c o u s d e p l e t i o n

a n d

r e d u c e d h e i g h t a n d

i n c r e a s e d

b a s o p h i l i a

o f

m u c o s a l

e p i t h e l i a l

c e l l s , d i l a t i o n

o f i n t e s t i n a l g l a n d s ,

a n d e n t r a p m e n t

o f c e l l

d e b r i s

i n

t h e g l a n d l u m e n s a r e

s e e n d u r i n g e x p e r i m e n -

t a l

E .

r i s t i c i i i n f e c t i o n

( 1 4 1 , 1 4 8 ) . M e s e n t e r i c

l y m p h

n o d e s

a r e r e l a t i v e l y s m a l l a n d c o m p o s e d o f

p r o m i n e n t

s h e e t s o f

h i s t i o c y t e s , m a c r o p h a g e s ,

o c c a s i o n a l

g i a n t c e l l s ,

a n d

s e -

v e r e l y

d e p l e t e d

i n a c t i v e

l y m p h o i d c e l l s ( 1 4 8 ) .

E .

r i s t i c i i

h a s

a

p r e d i l e c t i o n

f o r

t h e

i n t e s t i n a l

w a l l ,

e s p e -

c i a l l y t h a t

o f t h e

l a r g e

c o l o n

( 1 4 6 , 1 4 7 ) ,

a n d i n f e c t s b l o o d

m o n o c y t e s , t i s s u e

m a c r o p h a g e s , i n t e s t i n a l g l a n d u l a r

( c r y p t )

e p i t h e l i a l c e l l s ,

a n d

m a s t

c e l l s ( 1 3 1 ,

1 4 7 ) . W a t e r y d i a r r h e a

i s

c a u s e d b y a

r e d u c t i o n i n

e l e c t r o l y t e

t r a n s p o r t

( N a + ,

C l - ) ;

t h u s , t h e r e i s

l a c k

o f w a t e r

r e s o r p t i o n ,

m a i n l y

i n t h e

l a r g e

a n d

s m a l l c o l o n s ( 1 4 2 ) . I n f e c t e d

i n t e s t i n a l

e p i t h e l i a l

c e l l s

l o s e

m i c r o v i l l i

( 1 3 2 ,

1 4 2 ) ,

w h i c h

may

c o n t r i b u t e t o

r e d u c e d

e l e c t r o l y t e

t r a n s p o r t

a n d r e d u c e d

w a t e r r e s o r p t i o n .

An

i n -

c r e a s e

i n

i n t r a c e l l u l a r

c y c l i c

AMP

i s

f o u n d

i n b o t h

i n f e c t e d

m o u s e

m a c r o p h a g e s ( 1 2 9 )

a n d

i n f e c t e d m o u s e a n d

h o r s e

i n t e s t i n a l

t i s s u e s

( 1 3 0 , 1 4 2 ) .

T h i s c h a n g e i n c y c l i c - A M P

c o n t e n t

may a l s o c o n t r i b u t e

t o

t h e r e d u c e d

l u m i n a l

a b s o r p -

t i o n o f

Na+ a n d

C l - i n

t h e c o l o n a n d t h u s t o t h e

l a c k

o f

w a t e r

a d s o r p t i o n a n d t h e

c o n s e q u e n t

d i a r r h e a .

P r o m p t

IgM a n d

I g G

a n t i b o d y

d e v e l o p m e n t

i n

E .

r i s t i c i i

i n f e c t i o n

h a s b e e n d o c u m e n t e d

( 1 2 8 ) .

T h e c e l l - m e d i a t e d

i m m u n e

r e s p o n s e

i n

i n f e c t e d m i c e i s

g e n e r a l l y

s e v e r e l y

d e p r e s s e d

i n

a

t i m e -

a n d d o s e - r e l a t e d manner

( 1 4 0 ) .

T h e mode

o f

t r a n s m i s s i o n

o f


f e v e r i s

u n k n o w n .

T h e

s e a s o n a l n a t u r e , s p o r a d i c

e x i s t e n c e

( 9 5 ) ,

a n d

e x p e r i m e n t a l

t r a n s m i s s i o n b y

t h e i n t r a d e r m a l r o u t e

( 1 2 4 )

s u g g e s t

a

b l o o d - s u c k i n g

a r t h r o p o d

a s t h e v e c t o r . D e r m a c e n -

t o r

v a r i a b i l i s , b l a c k f l i e s , e y e

g n a t s , b i t i n g m i d g e s ,

a n d

m o s -

q u i t o e s h a v e

b e e n

f o u n d t o

b e

n e g a t i v e

f o r

E .

r i s t i c i i t r a n s -

m i s s i o n ( 1 5 8 ) .

E x p e r i m e n t a l o r a l

t r a n s m i s s i o n o f t h e

d i s e a s e

h a s

b e e n d e m o n s t r a t e d

( 1 1 8 ) , a l t h o u g h

t h e f e c o - o r a l

r o u t e

i s

n o t

t h e

n a t u r a l

mode o f t r a n s m i s s i o n .

I n v i t r o

d o x y c y c l i n e ,

d e m e c l o c y c l i n e ,

a n d


2 9 8 RIKIHISA


14/23

TH E

TRIBE EHRLICHIEAE AND

EHRLICHIAL

DISEASES 2 9 9

a r e

e f f e c t i v e i n

e l i m i n a t i n g t h e

o r g a n i s m i n P 3 8 8 D 1

c e l l s

( 1 3 8 ) .

A l t h o u g h


b y

i t s e l f i s

b a c t e r i o s t a t i c , i t

w a s

f o u n d t o

i n d u c e l y s o s o m a l f u s i o n w i t h

e h r l i c h i a - c o n t a i

Documents

Clin. Microbiol. Rev. 4 (1991) 286-308