Клостридия септикум
| Клостридия септикум | |
|---|---|
| |
Научная классификация 
| |
| Домен: | Бактерии |
| Тип: | Бациллота |
| Сорт: | Клостридии |
| Заказ: | Эубактерии |
| Семья: | Клостридиевые |
| Род: | Клостридия |
| Разновидность: | С. септикум
|
| Биномиальное имя | |
| Клостридия септикум (Масе, 1889 г.) Форд, 1927 г.
| |
Клостридия септикум [ 1 ] Это грамположительная спорообразующая анаэробная облигатная . бактерия
Clostridium septicum может вызвать газовую гангрену , но в отличие от других Clostridium, видов таких как Clostridium perfringens , травма в месте заражения не требуется. Считается, что инфекция передается гематогенным путем из желудочно-кишечного тракта. Газовая гангрена, вызванная Clostridium septicum, связана с колоректальным раком и другими дефектами кишечника. [ 2 ]
Clostridium septicum вызывает мионекроз за счет выделения экзотоксинов, таких как альфа-токсин, летальный токсин и гемолитический токсин. [ 3 ]
Общая и морфологическая информация
[ редактировать ]Clostridium septicum — крупная грамположительная палочковидная человека , бактерия, которая является представителем нормальной кишечной флоры а также других животных. [ 4 ] C. septicum являются спорообразователями с терминальной спорой, которая придает им форму голени. [ 5 ] Это также подвижные бактерии, использующие перитрихальные жгутики для перемещения из одной среды в другую. [ 6 ] C. septicum являются ферментативными анаэробами и поэтому могут жить за счет различных субстратов, таких как сахара, аминокислоты и другие органические соединения, генерируя молекулярный газообразный водород и углекислый газ в качестве побочных продуктов клеточного дыхания . [ 7 ]
Clostridium septicum может быстро вызвать инфекцию, если ткань кишечника некротизируется или воспаляется. [ 4 ] C. septicum производит четыре токсина; альфа, бета, гамма и дельта, причем альфа-токсин является некротическим и смертельным. [ 5 ] Их анаэробная природа создает восприимчивость в областях сниженного кровотока. [ 4 ] встречаются редко, Хотя инфекции C. septicum они часто обнаруживаются у людей, перенесших недавнюю травму, хирургическое вмешательство, заболевание периферических сосудов , диабет , рак толстой кишки , кожные инфекции или ожоги и септические аборты . [ 4 ]
Экология и среда обитания
[ редактировать ]Clostridium septicum является резидентной бактерией микрофлоры человека , однако ее можно обнаружить практически в любой бескислородной среде обитания, в которой присутствуют органические соединения. [ 4 ] В неблагоприятных условиях C. septicum образует эндоспоры, позволяющие ему выживать в суровых условиях, таких как экстремальная температура, засушливая земля и среда обитания с дефицитом питательных веществ. [ 4 ] [ 6 ]
Патогенез
[ редактировать ]
По состоянию на 2006 год в Соединенных Штатах ежегодно регистрировалось от 1000 до 3000 случаев клостридиального мионекроза, которые обычно сопровождались другим ранее существовавшим заболеванием. C. septicum – одна из нескольких бактерий, ответственных за мионекроз , иначе известный как газовая гангрена . [ 4 ] Когда-то считалось, что заражение C. septicum встречается крайне редко, однако анаэробные лабораторные методы позволили раскрыть истинный потенциал этого инфекционного микроба. [ 8 ] Инфекции обычно наблюдаются при иммунодефиците, травме, хирургическом вмешательстве, злокачественных новообразованиях , кожных инфекциях/ожогах и септических абортах . [ 4 ] Местами, склонными к инфекции, являются места с плохим кровоснабжением , хотя из-за различий в pH , электролитах и осмотических факторах толстая кишка может способствовать росту C. septicum лучше, чем большинство других анатомических областей. [ 5 ] , один из наиболее агрессивных предшественников газовой гангрены , Инфекция C. septicum прогрессирует очень быстро, при этом уровень смертности среди взрослых составляет примерно 79%, что обычно происходит в течение 48 часов после заражения. [ 5 ] Наибольшие показатели выживаемости обычно наблюдаются у пациентов без ранее существовавших заболеваний и с локализацией инфекции на конечностях. [ 4 ] Газовая гангрена развивается через нарушение притока крови к инфицированному участку, что приводит к снижению уровня кислорода и питательных веществ, что в конечном итоге приводит к преждевременной гибели клеток и некрозу тканей . [ 9 ] были выделены четыре токсина Из C. septicum : летальный альфа-токсин, бета-токсин ДНКазы, гамма-токсин гиалуронидазы и тиол-активируемый (или септиколизин) дельта-токсин. [ 10 ] Альфа-токсин вызывает внутрисосудистый гемолиз и некроз тканей и хорошо известен как основной вирулентный фактор C. septicum . [ 9 ] Симптомы инфекции включают боль, описываемую как тяжесть или давление, непропорциональное физическим данным, тахикардию и гипотонию . [ 4 ] Некроз тканей затем вызывает отек и ишемию, что приводит к метаболическому ацидозу , лихорадке и почечной недостаточности . [ 4 ] Углекислый газ и водород, образующиеся во время клеточного дыхания , движутся через плоскости тканей, вызывая их разделение, создавая признаки, характерные для пальпируемой эмфиземы . [ 4 ] Это также приводит к пурпурно-бронзовому обесцвечиванию кожи и образованию пузырей, наполненных серозно-кровянистой жидкостью с неприятным запахом. [ 4 ]
Ассоциация со злокачественными новообразованиями
[ редактировать ]Clostridium septicum, вызванная Газовая гангрена, продемонстрировала сильную корреляцию с повышенным уровнем злокачественности . Как правило, у пациентов с инфекциями, вызванными C. septicum, наблюдается рак толстой кишки или опухоль, метастазировавшая в толстую кишку. [ 10 ] В одном конкретном исследовании Альперна и Доуэлла в 85% случаев отмечалась коморбидность со злокачественными новообразованиями, тогда как в другом исследовании Корански и соавт. отмечено 71% коморбидности. [ 5 ] [ 8 ] [ 11 ] Эта взаимосвязь предполагает оппортунистическую природу этого патогена, что повышает вероятность того, что иммуносупрессия играет ключевую роль в способности C. septicum вызывать инфекцию. [ 8 ] Кажется вероятным, что либо лечение, либо само злокачественное новообразование ухудшает иммунную функцию слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта, позволяя C. septicum получить доступ к системе кровообращения. [ 8 ]
Альфа-токсин
[ редактировать ]Альфа-токсин, вырабатываемый C. septicum, является основной причиной газовой гангрены , иначе известной как мионекроз ; заболевание, характеризующееся обширным разрушением тканей, отеками , тромбозами и заполненными жидкостью буллами. [ 9 ] Альфа-токсин представляет собой порообразующий экзотоксин , секретируемый в виде протоксина, который требует протеолитического расщепления пептида массой 5 кДа от его карбокси-конца, чтобы стать активным. [ 12 ] Расщепление обычно инициируется протеазой клеточной поверхности фурином . [ 13 ] После активации токсин может олигомеризоваться и образовывать проницаемые для ионов поры через клеточную мембрану. [ 12 ] Поры, образованные альфа-токсином, имеют диаметр примерно 1,5 нм, что позволяет высвобождать ионы калия из эритроцитов , нарушая тем самым ионное равновесие внутри клетки. [ 12 ] Альфа-токсин связывает GPI-заякоренные рецепторы клеточной поверхности, включая рецептор фолиевой кислоты человека (hFR), а также нейрональные молекулы контактина и Thy-1 (CD90). [ 13 ] Альфа-токсин может активировать иммунный сенсор NLRP3 в клетках млекопитающих, вызывая гибель клеток и высвобождение воспалительных молекул. [ 14 ]
Альфа-токсин и аэролизин
[ редактировать ]Совершенно удивительно, что альфа-токсин C. septicum не связан с альфа-токсином C. perfringens (еще одна бактерия, участвующая в патогенезе газовой гангрены ). [ 10 ] Однако альфа-токсин C. septicum действительно имеет сходство с аэролизином , другим токсином, образующим бета-поры . Альфа-токсин и аэролизин имеют сходство последовательностей примерно на 72%, а также имеют многочисленные функциональные сходства. [ 13 ] Оба белка требуют расщепления фурином или фуриноподобной протеазой , а затем олигомеризуются с образованием трансмембранных пор. [ 13 ] [ 15 ] Сходство между двумя токсинами также было обнаружено посредством анализа кристаллической структуры аэролизина. Аэролизин представляет собой билобарный белок , состоящий из четырех доменов (D1-D4). [ 15 ] Самая маленькая доля аэролизина отсутствует в альфа-токсине C. septicum , что означает, что альфа-токсин является монолобарным с тремя доменами, подобными доменам D2-D4 в аэролизине. [ 15 ] Дальнейшие исследования привели к выводам, что домен D1 участвует в связывании рецепторов, а домен D3 предотвращает преждевременную олигомеризацию альфа-токсина. [ 13 ]
Диагностика и лечение
[ редактировать ]Если не лечить, уровень смертности от инфекции C. septicum приближается к 100%. [ 10 ] Исследование Клайна и Тернбулла предполагает, что диагноз должен основываться на результатах боли, непропорциональной клиническим проявлениям или травме, выраженной тахикардии , обесцвеченной или отечной коже, а также окраске по Граму буллезного дренажа, показывающей грамположительные бациллы без спор и небольшое количество лейкоцитов . [ 16 ] Физические проявления инфекции включают боль, вызванную инфильтрацией инфицированной мышцы с отеком и газом, тахикардию , изменение цвета мышц и кожи, а также наличие в ранах коричневых водянистых выделений с неприятным запахом. [ 17 ] Лечение инфекции C. septicum включает введение антибиотиков, хирургическое вмешательство и гипербарическую кислородную терапию (ГБО). [ 4 ] При выборе антибиотика обычное анаэробное покрытие может включать пенициллин , метронидазол или клиндамицин . для тестирования чувствительности не существует Стандартов CLSI , поэтому выбор антибиотика часто осуществляется на основе местных особенностей резистентности. В ходе канадского исследования с 2000 по 2006 год было протестировано 19 изолятов, 9 (47%) оказались устойчивыми к клиндамицину, а 1 (5%) был устойчив как к метронидазолу, так и к клиндамицину. Ни у одного из них не наблюдалось снижения чувствительности к пенициллину. [ 18 ] Американское общество инфекционных заболеваний (IDSA) рекомендует при газовой гангрене, причиной которой была идентифицирована клостридия, использовать как пенициллин, так и клиндамицин. [ 19 ] Часто в тяжелых случаях ампутация становится единственным возможным вариантом устранения инфекции. [ нужна ссылка ]
Другие животные
[ редактировать ]У овец C. septicum вызывает болезнь, известную как брэкси ; Пораженных животных обычно находят мертвыми. [ 20 ]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ lpsn.dsmz.de, список названий прокариот с постоянной номенклатурой .
- ^ Ларсон, CM; Бубрик, член парламента; Джейкобс, DM; Злокачественные новообразования, Западный Массачусетс. (октябрь 1995 г.). « Clostridium septicum Инфекция ». Операция . 118 (4): 592–8. дои : 10.1016/s0039-6060(05)80023-6 . ПМИД 7570310 .
- ^ * Махон, Конни Р.; Мануселис, Георгий. (2000). Учебник диагностической микробиологии, 2-е издание . Сондерс. ISBN 0-7216-7917-Х .
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж к л м н Смит-Слатас К.Л., Бурк М. и Салазар Дж.К. (2006). Инфекции Clostridium septicum у детей: описание случая и обзор литературы. Педиатрия 117(4): e796-e805.
- ^ Перейти обратно: а б с д и Коранский-младший; Старгель, доктор медицины; Доуэлл, В.Р. (1979). «Бактеремия Clostridium septicum». Американский медицинский журнал . 66 (1): 63–66. дои : 10.1016/0002-9343(79)90483-2 . ПМИД 420252 .
- ^ Перейти обратно: а б Лихти, Мэн; Шоб, О; Кацл, генеральный директор; Кадуфф, Б. (2003). «Клостридиальный септический аортит у пациента с карциномой толстой кишки» (PDF) . Eur J Clin Microbiol Infect Dis . 22 (10): 632–634. дои : 10.1007/s10096-003-1009-0 . ПМИД 14513404 . S2CID 39242542 .
- ^ Габай, Эль; Рольф, РД; Файнголд, С.М. (1981). «Чувствительность Clostridium septicum к 23 противомикробным препаратам» . Антимикробные средства и химиотерапия . 20 (6): 852–853. дои : 10.1128/aac.20.6.852 . ПМК 181814 . ПМИД 7325648 .
- ^ Перейти обратно: а б с д Катлич, MR; Деркач, ВМ; Коулман, WS (1981). «Инфекция и злокачественные новообразования Clostridium septicum» . Энн. Сург . 193 (3): 361–364. дои : 10.1097/00000658-198103000-00020 . ПМК 1345077 . ПМИД 7212798 .
- ^ Перейти обратно: а б с Хикки, MJ; Кван, RYQ; Авад, ММ; Кеннеди, CL; Янг, Л.Ф.; Холл, П; Корднер, Л.М.; Лирас, Д; Эмминс, Джей-Джей; Руд, Джи (2008). «Молекулярная и клеточная основа дефицита микрососудистой перфузии, вызванного Clostridium perfringens и Clostridium septicum» . ПЛОС Патогены . 4 (4): 1–9. дои : 10.1371/journal.ppat.1000045 . ПМК 2275794 . ПМИД 18404211 .
- ^ Перейти обратно: а б с д Баллард, Дж; Брайант, А; Стивенс, Д; Тветен, РК (1992). «Очистка и характеристика летального токсина (альфа-токсина) Clostridium septicum» . Инфекция и иммунитет . 60 (3): 784–790. дои : 10.1128/IAI.60.3.784-790.1992 . ПМК 257555 . ПМИД 1541552 .
- ^ Альперн, Р.Дж.; Доуэлл, В.Р. (1969). «Инфекции и злокачественные новообразования Clostridium septicum». ДЖАМА . 209 (3): 385–388. дои : 10.1001/jama.209.3.385 . ПМИД 5819436 .
- ^ Перейти обратно: а б с Баллард, Дж; Крэбтри, Дж; Роу, бакалавр; Тветен, РК (1995). «Первичная структура альфа-токсина Clostridium septicum обнаруживает сходство со структурой аэролизина Aeromonas Hydrophila» . Инфекция и иммунитет . 63 (1): 340–344. дои : 10.1128/IAI.63.1.340-344.1995 . ПМК 172997 . ПМИД 7806374 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и Мелтон-Витт, Дж.А.; Бенстен, Л.М.; Тветен, РК (2006). «Идентификация функциональных доменов альфа-токсина Clostridium septicum» . Биохимия . 45 (48): 14347–14354. дои : 10.1021/bi061334p . ПМЦ 2561313 . ПМИД 17128973 .
- ^ Цзин, Вэйдун; Пилат, Джордан Ло; Кей, Каллум; Фэн, Сёя; Пророк, Дэниел Энос; Матур, Анукрити; Шен, Ченг; Нго, Чинь; Чжао, Аньян; Миосге, Лиза А.; Али, Сидра А.; Гардинер, Элизабет Э.; Ховард, Милена М.; Лирас, Дена; Робертсон, Эйприл AB; Каакуш, Надим О.; Мужчина, Си Мин (2022). «А-токсин Clostridium septicum активирует воспаление NLRP3, задействуя белки, закрепленные на GPI» . Наука Иммунология . 7 (71): eabm1803. doi : 10.1126/sciimmunol.abm1803 . ПМИД 35594341 . S2CID 248921445 .
- ^ Перейти обратно: а б с Мелтон, Дж.А.; Паркер, Миссури; Россджон, Дж; Бакли, Джей Ти; Тветен, РК (2004). «Идентификация и структура трансмембранного домена альфа-токсина Clostridium septicum» . Журнал биологической химии . 279 (14): 14315–14322. дои : 10.1074/jbc.m313758200 . ПМИД 14715670 .
- ^ Тернбулл, ТЛ; Клайн, Канзас (1985). «Спонтанный клостридиальный мионекроз». Журнал неотложной медицины . 3 (5): 353–360. дои : 10.1016/0736-4679(85)90319-1 . ПМИД 3914999 .
- ^ Альтемайер, Вашингтон; Фуллен, WD (1971). «Профилактика и лечение газовой гангрены». ДЖАМА . 217 (6): 806–813. дои : 10.1001/jama.217.6.806 . ПМИД 5109333 .
- ^ Лил, Дж; Грегсон, Д.Б.; Росс, Т; Церковь, ДЛ; Лаупланд, КБ (19 июня 2008 г.). «Эпидемиология бактериемии видов Clostridium в Калгари, Канада, 2000–2006 гг.». Дж. Заразить . 57 (3): 198–203. дои : 10.1016/j.jinf.2008.06.018 . ПМИД 18672296 .
- ^ Стивенс, Д.Л.; Бисно, Алабама; Чемберс, ХФ; Деллинджер, ЕП; Гольдштейн, Э.Дж.; Горбач, СЛ ; Хиршманн, СП; Каплан, СЛ; Монтойя, Дж.Г.; Уэйд, Джей Си (18 июня 2014 г.). «Практические рекомендации по диагностике и лечению инфекций кожи и мягких тканей: обновление Американского общества инфекционистов, 2014 г.» . Клин Инфекционный Дис . 59 (2): 147–59. дои : 10.1093/cid/ciu296 . ПМИД 24947530 .
- ^ Скотт, PR (2015). «Пищеварительная система: Бракси». Лекарство для овец (2-е изд.). ЦРК Пресс. п. 137. ИСБН 9781498700153 .