Jump to content

Коринебактерия дифтерии

Коринебактерия дифтерии
Научная классификация Изменить эту классификацию
Домен: Бактерии
Тип: Актиномицетота
Сорт: Актиномицетия
Заказ: Микобактерии
Семья: Коринебактерии
Род: Коринебактерия
Разновидность:
С. дифтерия
Биномиальное имя
Коринебактерия дифтерии
(Крузе, 1886 г.) Леманн и Нейман, 1896 г. (утвержденные списки, 1980 г.) [1]

Коринебактерия дифтерии [а] — грамположительная патогенная бактерия , вызывающая дифтерию . [2] Она также известна как бацилла Клебса-Леффлера , поскольку была открыта в 1884 году немецкими бактериологами Эдвином Клебсом (1834–1912) и Фридрихом Леффлером (1852–1915). [3] Бактерии обычно безвредны, если они не заражены бактериофагом , несущим ген , вызывающий образование токсина . [4] Этот токсин вызывает заболевание. [5] Дифтерия вызывается адгезией и инфильтрацией бактерий в слизистые оболочки тела с преимущественным поражением дыхательных путей и последующим выделением экзотоксина. [6] Токсин оказывает локализованное действие на поражения кожи, а также метастатическое, протеолитическое действие на другие системы органов при тяжелых инфекциях. [6] Первоначально являвшаяся основной причиной детской смертности, дифтерия была почти полностью искоренена благодаря энергичному проведению вакцинации против дифтерии в 1910-х годах. [7]

Дифтерия больше не передается так часто благодаря разработке вакцины DTaP. Хотя вспышки дифтерии продолжают происходить, зачастую в развивающихся странах, где большая часть населения не вакцинирована. [8]

Классификация

[ редактировать ]

Выделяют четыре подвида: C. d. митис , C. d. промежуточный , C. d. gravis и C. d. белфанти . Эти четыре подвида немного различаются по своей колониальной морфологии и биохимическим свойствам, таким как способность усваивать определенные питательные вещества. Все они могут быть токсигенными (и, следовательно, вызывать дифтерию) или нетоксигенными.

Подтипирование штаммов включает сравнение видов бактерий и разделение их на подвиды. [9] Подтипирование штаммов также помогает определить причину вспышки определенной бактерии. Однако когда дело доходит до подтипирования C. diphtheriae , полезной и точной классификации не так много из-за отсутствия общедоступных ресурсов для идентификации штаммов и, следовательно, определения источника вспышек. [10]

C. diphtheriae продуцирует дифтерийный токсин, который изменяет функцию белка в организме хозяина, инактивируя фактор элонгации EF-2. Это вызывает фарингит и «псевдомембрану» в горле. Токсигенными являются штаммы, зараженные бактериофагом . [11] [12]

Ген дифтерийного токсина кодируется бактериофагом, обнаруженным в токсигенных штаммах, интегрированным в бактериальную хромосому. [13]

Репрессор дифтерийного токсина в основном контролируется железом. Он служит важным кофактором для активации связывания целевой ДНК. АДля продукции токсина в среде требуется низкая концентрация железа. При высоких концентрациях железа молекулы железа связываются с апорепрессором бета -бактериофага, несущего ген Tox . При связывании с железом апорепрессор останавливает выработку токсинов. [14] Тест Элека на токсигенность используется для определения способности организма вырабатывать дифтерийный токсин. [15]

Идентификация

[ редактировать ]

Чтобы идентифицировать C. diphtheriae , окраску по Граму проводят , чтобы выявить грамположительные , высокоплеоморфные организмы, часто похожие на китайские буквы. Такие пятна, как окраска Альберта и окраска Пондера, используются для демонстрации метахроматических гранул, образующихся в полярных регионах. Гранулы называются полярными гранулами, гранулами Бабеса Эрнста или гранулами волютина . Обогатительная среда, такая как среда Леффлера , используется преимущественно для выращивания C. diphtheriae . После этого дифференциальная чашка, известная как теллуритовый агар , позволяет всем коринебактериям (включая C. diphtheriae ) восстанавливать теллурит до металлического теллура. На восстановление теллурита колориметрически указывают коричневые колонии для большинства видов Cornyebacterium или черный ореол вокруг колоний C. diphtheriae . Организм вырабатывает каталазу , но не уреазу , что отличает его от Corynebacterium Nuclearans . C. diphtheriae не продуцирует пиразинамидазу , которая отличает Corynebacterium striatum и Corynebacterium jeikeium . [16]

Патогенность

[ редактировать ]
Прилегающая плотная серая псевдомембрана, покрывающая миндалины, обычно наблюдается при дифтерии.

Corynebacterium diphtheriae – это бактерия, вызывающая заболевание, называемое дифтерией. Бактериофаги вводят в бактериальные клетки ген, который делает штамм токсигенным. Штаммы, не зараженные этими вирусами, безвредны. [5] C. diphtheriae представляет собой палочковидную, грамположительную, неспорообразующую и неподвижную бактерию. [17] Было показано, что C. diphtheriae заражает исключительно людей. Считается, что резервуаром этого патогена может быть человек. Однако крайне редки случаи C. diphtheriae обнаружения у животных. Эти инфекции оказались токсигенными только у двух собак и двух лошадей. [18]

Заболевание встречается преимущественно в тропических регионах и развивающихся странах . Наибольшему риску заражения дифтерией подвергаются люди с ослабленным иммунитетом, плохо привитые взрослые и непривитые дети. Путь передачи – контакт от человека к человеку воздушно-капельным путем (т.е. при кашле или чихании). Реже вирус может передаваться при прикосновении к открытым язвам или загрязненным поверхностям. При типичном течении заболевания чаще всего поражаются верхние дыхательные пути. В носоглоточной области накапливается толстый серый налет, затрудняющий дыхание и глотание. Заболевание остается заразным в течение как минимум двух недель после исчезновения симптомов, но известно, что оно может продолжаться до месяца. [19]

Наиболее распространенными путями проникновения C. diphtheriae являются нос, миндалины и горло. Люди, страдающие этим заболеванием, могут испытывать боль в горле, слабость, лихорадку и опухание желез. Это может вызвать еще более опасные симптомы, такие как одышка. [20] При отсутствии лечения дифтерийный токсин может попасть в кровоток, вызывая поражение почек, нервов и сердца. Крайне редкие осложнения включают удушье и частичный паралич. Вакцина DTaP эффективно предотвращает заболевание и является обязательной в Соединенных Штатах для участия в государственном образовании и некоторых профессиях (есть исключения). [6]

На первом этапе заражения C. diphtheriae токсигенные бактерии колонизируют слой слизистой оболочки. У маленьких детей это обычно происходит на слизистой оболочке верхних дыхательных путей. У взрослых инфекция ограничивается преимущественно областью миндалин. Некоторые необычные места инфекции включают сердце, гортань, трахею, бронхи и передние области рта, включая слизистую оболочку щек, губы, язык, а также твердое и мягкое небо. [21] Бактерии обладают рядом факторов вирулентности, помогающих им локализоваться в участках дыхательных путей, многие из которых еще предстоит полностью понять, поскольку дифтерия не поражает многих модельных хозяев, таких как мыши. Одним из распространенных факторов вирулентности, изучавшихся in vitro, является DIP0733, многофункциональный белок, который, как было показано, играет роль в адгезии бактерий к клеткам-хозяевам и обладает связывающими фиброген свойствами. В экспериментах с мутантными штаммами C. diphtheriae значительно снижались адгезия и эпителиальная инфильтрация. Способность связываться с внеклеточным матриксом помогает бактериям избежать обнаружения иммунной системой организма. [22]

Дифтерийное поражение часто покрыто псевдомембраной, состоящей из фибрина, бактериальных и воспалительных клеток. Дифтерийный токсин может быть протеолитически расщеплен на два фрагмента: N-концевой фрагмент А (каталитический домен) и фрагмент B (трансмембранный и рецепторсвязывающий домен). Фрагмент А катализирует НАД+-зависимое АДФ-рибозилирование фактора элонгации 2, ингибируя тем самым синтез белка в эукариотических клетках. Фрагмент B связывается с рецептором клеточной поверхности и облегчает доставку фрагмента A в цитозоль. [21]

Как только бактерии локализуются в одной области, они начинают размножаться и создают воспалительную псевдомембрану. У лиц с дифтерией лица псевдомембрана обычно разрастается над миндалинами и придаточными структурами, язычком, мягким небом и, возможно, областью носоглотки. При дифтерии верхних дыхательных путей псевдомембрана может разрастаться на глотке, гортани, трахеи и бронхах/бронхиолах. Псевдомембрана вначале имеет белый цвет, а затем из-за некроза эпителия становится грязно-серой и жесткой. [21]

Образование псевдомембраны на трахее или бронхах снижает эффективность воздушного потока. Со временем скорость диффузии в альвеолах снижается из-за уменьшения потока воздуха и снижения парциального давления кислорода в большом круге кровообращения, что может вызвать цианоз и удушье. [21]

Передача инфекции

[ редактировать ]

Путь передачи – контакт от человека к человеку воздушно-капельным путем (т. е. при кашле или чихании), реже – при прикосновении к открытым язвам или загрязненным поверхностям. [10]

Вакцина DTaP эффективно предотвращает заболевание и является обязательной в Соединенных Штатах для участия в государственном образовании и некоторых профессиях (есть исключения).

Изобретение анатоксиновой вакцины, обеспечивающей защиту от Corynebacterium diphtheriae , привело к резкому изменению уровня заражения этой бактерией в Соединенных Штатах. Несмотря на то, что вакцина была впервые изготовлена ​​в начале 1800-х годов, она не стала широко доступной до начала 1910-х годов. По данным Национального исследования здоровья и питания (NHANES), «80 процентов людей в возрасте от 12 до 19 лет были невосприимчивы к дифтерии» из-за широкого использования вакцины в Соединенных Штатах. [23]

Диагностика

[ редактировать ]

Диагноз респираторной C. diphtheriae ставится на основании клинических проявлений, тогда как нереспираторную дифтерию можно не подозревать клинически, поэтому лабораторные исследования более надежны. Культивирование – наиболее точный вид тестирования, который подтвердит или опровергнет наличие дифтерийных токсинов. Тестирование проводится путем взятия мазка из возможно зараженного участка, а также любых повреждений и язв. [24]

Лечение и профилактика

[ редактировать ]

Когда токсигенный штамм Corynebacterium diphtheriae заражает организм человека, он выделяет вредные токсины, особенно в горло. Антитоксины используются для предотвращения дальнейшего вреда. Для борьбы с инфекцией также используются антибиотики. Типичные антибиотики, используемые против дифтерии, включают пенициллин или эритромицин. Люди, инфицированные дифтерией, должны находиться в карантине не менее 48 часов после назначения антибиотиков. Чтобы подтвердить, что человек больше не заразен, проводятся тесты, гарантирующие уничтожение бактерий. Затем людей вакцинируют, чтобы предотвратить дальнейшую передачу заболевания. [25]

Широкое применение противодифтерийной вакцины резко снизило уровень заражения и позволяет провести первичную профилактику заболевания. Большинство людей получают вакцину «3 в 1», которая защищает от дифтерии, столбняка и коклюша, известную как вакцина DTaP или Tdap. Вакцина DTaP предназначена для детей, тогда как вакцина Tdap известна для подростков и взрослых. [8]

В Соединенных Штатах родителям младенцев рекомендуется вакцинация DTaP, которая обычно включает серию из пяти прививок. Эти вакцины вводятся через руку или бедро, когда ребенку исполняется 2 месяца, 4 месяца, 6 месяцев, 15–18 месяцев, а затем 4–6 лет. [8]

Возможные побочные эффекты, связанные с применением вакцины против дифтерии, включают «легкую лихорадку, нервозность, сонливость или болезненность в месте инъекции». Хотя это случается редко, вакцина DTaP может вызвать аллергическую реакцию, которая вызывает крапивницу или сыпь в течение нескольких минут после введения вакцины. [8]

Генетика

[ редактировать ]

Геном C. diphtheriae состоит из одной кольцевой хромосомы размером 2,5 Мб и не содержит плазмид . [26] Его геном демонстрирует крайнюю композиционную предвзятость : G + C заметно выше вблизи начала, чем на конце. [20]

Геном Corynebacterium diphtheriae представляет собой одну кольцевую хромосому, не имеющую плазмид. Эти хромосомы имеют высокое содержание G+C, что способствует их высокому генетическому разнообразию. Высокое содержание гуанина и цитозина не является постоянным по всему геному бактерий. В районе ~740 КБ имеется конец репликации, который вызывает уменьшение содержания G+C. У других бактерий часто наблюдается уменьшение содержания G+C ближе к концу, но C. diphtheriae представляет собой значительно более сильный геном, который имеет такое явление. Хромосомная репликация — один из способов, которым это происходит в этом геноме. [20]

Примечания

[ редактировать ]
  1. ^ Парте AC. «Коринебактерия» . ЛПСН .
  2. ^ Хоскиссон, Пенсильвания (июнь 2018 г.). «Микробный профиль: Corynebacterium diphtheriae – старый враг, всегда готовый воспользоваться возможностью» . Микробиология . 164 (6): 865–867. дои : 10.1099/mic.0.000627 . ПМК   6097034 . ПМИД   29465341 .
  3. ^ Барксдейл Л. (декабрь 1970 г.). «Коринебактерия дифтерии и ее родственники» . Бактериологические обзоры . 34 (4): 378–422. дои : 10.1128/бр.34.4.378-422.1970 . ПМЦ   378364 . ПМИД   4322195 .
  4. ^ Отт Л., Мёллер Дж., Бурковски А. (март 2022 г.). «Взаимодействие между вновь возникающим возбудителем Corynebacterium diphtheriae и клетками-хозяевами» . Международный журнал молекулярных наук . 23 (6): 3298. doi : 10.3390/ijms23063298 . ПМЦ   8952647 . ПМИД   35328715 .
  5. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Мутуируланди Сетувел Д.П., Субраманиан Н., Прагасам А.К., Инбанатан Ф.Ю., Гупта П., Джонсон Дж. и др. (2019). «Информация о профагах, кодирующих дифтерийный токсин, среди клинических изолятов Corynebacterium diphtheriae из Индии» . Индийский журнал медицинской микробиологии . 37 (3): 423–425. doi : 10.4103/ijmm.IJMM_19_469 . ПМИД   32003344 .
  6. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с Хэдфилд Т.Л., МакЭвой П., Полоцкий Ю., Цинсерлинг В.А., Яковлев А.А. (февраль 2000 г.). «Патология дифтерии» . Журнал инфекционных болезней . 181 (Приложение 1): С116–С120. дои : 10.1086/315551 . ПМИД   10657202 .
  7. ^ Кларк К.Е., МакНил А., Хэдлер С., Скотт С., Тивари Т.С., Чериан Т. (октябрь 2019 г.). «Глобальная эпидемиология дифтерии, 2000-20171 гг.» . Новые инфекционные заболевания . 25 (10): 1834–1842. дои : 10.3201/eid2510.190271 . ПМК   6759252 . ПМИД   31538559 .
  8. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д «Дифтерия – симптомы и причины» . Клиника Мэйо . Проверено 17 ноября 2022 г.
  9. ^ Шариат Н., Дадли Э.Г. (январь 2014 г.). «CRISPR: молекулярные сигнатуры, используемые для подтипирования патогенов» . Прикладная и экологическая микробиология . 80 (2): 430–439. Бибкод : 2014ApEnM..80..430S . дои : 10.1128/АЕМ.02790-13 . ПМК   3911090 . ПМИД   24162568 .
  10. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Сангал В., Хоскиссон, Пенсильвания (сентябрь 2016 г.). «Эволюция, эпидемиология и разнообразие Corynebacterium diphtheriae: новые взгляды на старого врага» (PDF) . Инфекция, генетика и эволюция . 43 : 364–70. дои : 10.1016/j.meegid.2016.06.024 . ПМИД   27291708 .
  11. ^ Фримен VJ (июнь 1951 г.). «Исследование вирулентности инфицированных бактериофагом штаммов Corynebacterium diphtheriae» . Журнал бактериологии . 61 (6): 675–688. дои : 10.1128/JB.61.6.675-688.1951 . ПМК   386063 . ПМИД   14850426 .
  12. ^ Фриман VJ, Морс IU (март 1952 г.). «Дальнейшие наблюдения по изменению вирулентности инфицированных бактериофагом вирулентных штаммов Corynebacterium diphtheria» . Журнал бактериологии . 63 (3): 407–414. дои : 10.1128/JB.63.3.407-414.1952 . ПМК   169283 . ПМИД   14927573 .
  13. ^ Мокроусов И (январь 2009 г.). «Corynebacterium diphtheriae: разнообразие генома, структура популяции и перспективы генотипирования». Инфекция, генетика и эволюция . 9 (1): 1–15. дои : 10.1016/j.meegid.2008.09.011 . ПМИД   19007916 .
  14. ^ Нестер Э.В., Андерсон Д.Г., Робертс К.Э., Пирсолл Н.Н., Нестер М.Т. (2004). Микробиология: человеческий взгляд (Четвертое изд.). Бостон: Образование МакГроу-Хилл. ISBN  978-0-07-291924-0 .
  15. ^ Бретон Д. (декабрь 1994 г.). «[Нетоксичная септицемия Corynebacterium diphtheriae с эндокардитом у ранее здорового взрослого человека. Первый случай и обзор литературы]». Presse Médicale (на французском языке). 23 (40): 1859–1861. ПМИД   7899317 .
  16. ^ «Стандарты Великобритании для микробиологических исследований – идентификация видов Corynebacterium» (PDF) .
  17. ^ «Дифтерийная инфекция | Главная | CDC» . www.cdc.gov . 10 апреля 2017 г. Проверено 27 ноября 2017 г.
  18. ^ Тайлер Р., Ринкон Л., Вейганд М.Р., Сяоли Л., Акоста А.М., Куриен Д. и др. (август 2022 г.). «Токсигенная инфекция Corynebacterium diphtheriae у Кэт, штат Техас, США» . Новые инфекционные заболевания . 28 (8): 1686–1688. дои : 10.3201/eid2808.220018 . ПМЦ   9328917 . ПМИД   35876749 .
  19. ^ «Дифтерия» . МедлайнПлюс . Национальная медицинская библиотека США . Проверено 27 ноября 2017 г.
  20. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с Серденьо-Таррага, AM; Эфстратиу, А.; Дувр, LG; Холден, MTG; Паллен, М.; Бентли, Южная Дакота; Бесра, Г.С.; Черчер, К.; Джеймс, К.Д.; Де Зойса, А.; Чиллингворт, Т.; Кронин, А.; Дауд, Л.; Фелтуэлл, Т.; Хэмлин, Н. (15 ноября 2003 г.). «Полная последовательность генома и анализ Corynebacterium diphtheriae NCTC13129» . Исследования нуклеиновых кислот . 31 (22): 6516–6523. дои : 10.1093/nar/gkg874 . ISSN   0305-1048 . ПМК   275568 . ПМИД   14602910 .
  21. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д Шарма Н.К., Эфстратиу А., Мокроусов И., Мутреха А., Дас Б., Рамамурти Т. (декабрь 2019 г.). «Дифтерия» . Обзоры природы. Праймеры по болезням . 5 (1): 81. doi : 10.1038/s41572-019-0131-y . ПМИД   31804499 . S2CID   208737335 .
  22. ^ Антунес К.А., Санчес душ Сантос Л., Хакер Э., Кёлер С., Бёсл К., Отт Л. и др. (март 2015 г.). «Характеристика DIP0733, многофункционального фактора вирулентности Corynebacterium diphtheriae» . Микробиология . 161 (Часть 3): 639–647. дои : 10.1099/mic.0.000020 . ПМИД   25635272 .
  23. ^ Страттон К., Форд А., Раш Э., Клейтон Э.В. и др. (Комитет по рассмотрению побочных эффектов лекарств) (25 августа 2011 г.). Вакцины, содержащие дифтерийный анатоксин, столбнячный анатоксин и бесклеточную коклюшную вакцину . Издательство национальных академий (США).
  24. ^ «Диагностика, лечение и осложнения | CDC» . www.cdc.gov . 09.09.2022 . Проверено 18 ноября 2022 г.
  25. ^ «Дифтерия: причины, симптомы, лечение и профилактика» . Кливлендская клиника . Проверено 26 октября 2022 г.
  26. ^ Серденьо-Таррага А.М., Эфстратиу А., Довер Л.Г., Холден М.Т., Паллен М., Бентли С.Д. и др. (ноябрь 2003 г.). «Полная последовательность генома и анализ Corynebacterium diphtheriae NCTC13129» . Исследования нуклеиновых кислот . 31 (22): 6516–6523. дои : 10.1093/nar/gkg874 . ПМК   275568 . ПМИД   14602910 .

См. также

[ редактировать ]
[ редактировать ]
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 08c0f73ae9563c6d3226b60cd33833c2__1716026100
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/08/c2/08c0f73ae9563c6d3226b60cd33833c2.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Corynebacterium diphtheriae - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)