stringtranslate.com

Энтеробактерии

Enterobacteriaceae — большое семейство грамотрицательных бактерий . Включает более 30 родов и более 100 видов. Его классификация выше уровня семейства до сих пор является предметом споров, но одна классификация относит его к порядку Enterobacterales класса Gammaproteobacteria типа Pseudomonadota . [2] [3] [4] [5] В 2016 году описание и члены этого семейства были исправлены на основе сравнительного геномного анализа, проведенного Adeolu et al. [6]

Enterobacteriaceae включает, наряду со многими безвредными симбионтами , многие из более знакомых патогенов , таких как сальмонелла , кишечная палочка , клебсиелла и шигелла . Другие болезнетворные бактерии этого семейства включают Enterobacter и Citrobacter . Членов Enterobacteriaceae можно тривиально назвать энтеробактериями или «энтеробактериями», [7] , поскольку некоторые представители живут в кишечнике животных. Фактически, этимология семейства — Enterobacterium с суффиксом, обозначающим семейство (aceae), а не после рода Enterobacter ( который будет называться «Enterobacteraceae»), а типовой род — Escherichia .

Морфология

Членами Enterobacteriaceae являются бациллы (палочковидные), их длина обычно составляет 1–5 мкм. На кровяном агаре они обычно выглядят как серые колонии среднего и большого размера, хотя некоторые из них могут содержать пигменты.

У большинства из них много жгутиков , которые используются для передвижения, но некоторые роды неподвижны. Большинство представителей Enterobacteriaceae имеют перитрихальные фимбрии I типа , участвующие в адгезии бактериальных клеток к хозяину. [8]

Они не образуют спор .

Метаболизм

Как и другие Pseudomonadota, Enterobactericeae имеют грамотрицательные пятна [9] и являются факультативными анаэробами , ферментирующими сахара с образованием молочной кислоты и различных других конечных продуктов. Большинство из них также восстанавливают нитраты до нитритов , хотя существуют исключения. В отличие от большинства подобных бактерий, у Enterobacteriaceae обычно отсутствует цитохром с-оксидаза , но есть исключения.

Реакции каталазы различаются среди Enterobacteriaceae.

Экология

Многие члены этого семейства являются нормальными членами микробиоты кишечника человека и других животных [10] , в то время как другие обнаруживаются в воде или почве или являются паразитами на различных животных и растениях. [11] [12]

Модельные организмы и медицинская значимость

Escherichia coli — один из важнейших модельных организмов , генетика и биохимия котороготщательно изучены.

Некоторые энтеробактерии являются важными патогенами, например, сальмонеллы или шигеллы, например, потому что они производят эндотоксины . Эндотоксины находятся в клеточной стенке и высвобождаются, когда клетка умирает и клеточная стенка распадается. Некоторые представители Enterobacteriaceae продуцируют эндотоксины, которые при попадании в кровоток после лизиса клеток вызывают системную воспалительную и сосудорасширяющую реакцию. Самая тяжелая форма этого явления известна как эндотоксический шок, который может привести к быстрому летальному исходу.

Историческая систематика и таксономия

Первоначально Enterobacteriaceae были единственным семейством отряда Enterobacteriales. Семейство содержало большое количество биохимически различных видов с разными экологическими нишами, что затрудняло биохимическое описание. [13] [14] Первоначальная классификация видов этого семейства и отряда была в значительной степени основана на анализе последовательности генома 16S рРНК, который, как известно, имеет низкую дискриминационную способность и результаты которого зависят от используемого алгоритма и информации об организме. Несмотря на это, анализы по-прежнему демонстрировали полифилетическое ветвление, что указывает на наличие отдельных подгрупп внутри семейства. [15]

В 2016 году порядок Enterobacteriales был переименован в Enterobacterales и разделен на 7 новых семейств, включая измененное семейство Enterobacteriaceae . [6] Эта поправка ограничила семейство включением только тех родов, которые непосредственно связаны с типовым родом, который включал большинство кишечных видов отряда. Эта классификация была предложена на основе построения нескольких надежных филогенетических деревьев с использованием консервативных последовательностей генома, последовательностей 16S рРНК и анализа мультилокусных последовательностей. Молекулярные маркеры, специфически консервативные сигнатурные индели, специфичные для этого семейства, были идентифицированы как свидетельство, подтверждающее разделение, независимое от филогенетических деревьев.

В 2017 году последующее исследование с использованием сравнительного филогеномного анализа выявило наличие 6 клад уровня подсемейства внутри семейства Enterobacteriaceae , а именно: «клада Escherichia», «клада Klebsiella», «клада Enterobacter», «клада Kosakonia», «клад Cronobacter», «Cedecea clade» и «Enterobacteriaceae incertae sedis clade», содержащие виды, таксономическое положение которых внутри семейства неясно. [16] Однако это деление официально не предлагалось, поскольку ранг подсемейства обычно не используется.

Молекулярные подписи

Анализ последовательностей генома видов Enterobacteriaceae выявил 21 консервативную сигнатурную индель (CSI), которые уникально присутствуют в этом семействе в белках НАДН:убихиноноксидоредуктаза (субъединица М), белок подергивающейся подвижности PilT, 2,3-дигидроксибензоат-АМФ-лигаза, АТФ/ ГТФ-связывающий белок, многофункциональный комплекс окисления жирных кислот (субъединица альфа), S-формилглутатионгидролаза , аспартат-полуальдегиддегидрогеназа , эпимераза , мембранный белок , формиат дегидрогенилаза (субъединица 7), глутатион S-трансфераза , главный переносчик суперсемейства фасилитаторов, фосфоглюкозаминмутаза , Белок семейства гликозилгидролаз 1, 23S rrna [урацил(1939)-C(5)]-метилтрансфераза, ко-шаперон HscB, N-ацетилмурамоил-L-аланинамидаза , сульфат ABC-переносчик АТФ-связывающий белок CysA и белок сборки LPS LptD . [6] Эти CSI обеспечивают молекулярные средства отличия Enterobacteriaceae от других семейств внутри порядка Enterobacterales и других бактерий.

Роды

Валидно опубликованные роды

Следующие роды были официально опубликованы, поэтому они имеют «Положение в номенклатуре». Год, когда был предложен род, указан в скобках после названия рода.

Роды Кандидат

Предлагаемые роды

Следующие роды были эффективно, но недействительно опубликованы, поэтому они не имеют «Номенклатурного статуса». Год, когда был предложен род, указан в скобках после названия рода.

Идентификация

Чтобы идентифицировать различные роды Enterobacteriaceae, микробиолог может провести серию тестов в лаборатории. К ним относятся: [17]

В клинических условиях три вида составляют от 80 до 95% всех выявленных изолятов. Это Escherichia coli , Klebsiella pneumoniae и Proteus mirabilis . Однако сейчас Proteus mirabilis считается частью Morganellaceae , родственной клады Enterobacterales .

Устойчивость к антибиотикам

Было выделено несколько штаммов Enterobacteriaceae, устойчивых к антибиотикам, включая карбапенемы , которые часто называют «последней линией защиты от антибиотиков» против резистентных организмов. Например, некоторые штаммы Klebsiella pneumoniae устойчивы к карбапенемам. [18] Различные гены карбапенемаз (blaOXA-48, blaKPC и blaNDM-1, blaVIM и blaIMP) были идентифицированы у энтеробактерий, устойчивых к карбапенемам, включая Escherichia coli и Klebsiella pneumoniae . [19]

Рекомендации

  1. ^ «Список родов, входящих в семейства - Enterobacteriaceae». Список названий прокариот, стоящих в номенклатуре . Проверено 26 июня 2016 г.
  2. ^ Дон Дж. Бреннер; Ноэль Р. Криг; Джеймс Т. Стейли (26 июля 2005 г.) [1984 (Williams & Wilkins)]. Джордж М. Гаррити (ред.). Гаммапротеобактерии. Руководство Берджи по систематической бактериологии. Том. 2Б (2-е изд.). Нью-Йорк: Спрингер. п. 1108. ИСБН 978-0-387-24144-9. Британская библиотека №. GBA561951.
  3. ^ Сайт Zipcodezoo Enterobacteriales. Архивировано 27 апреля 2014 г. на Wayback Machine, доступ 9 марта 2013 г.
  4. ^ NCBI Enterobacteriales, доступ 9 марта 2013 г.
  5. ^ Taxonomicon Enterobacteriales, доступ 9 марта 2013 г.
  6. ^ abc Адеолу, М; Альнаджар, С; Наушад, С; С. Гупта, Р. (декабрь 2016 г.). «Геномная филогения и таксономия Enterobacteriales: предложение Enterobacterales ord. nov., разделенное на семейства Enterobacteriaceae, Erwiniaceae семейства nov., Pectobacteriaceae семейства nov., Yersiniaceae семейства nov., Hafniaceae семейства nov., Ноябрь семейства Morganellaceae и ноябрь семейства Budviciaceae. Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии . 66 (12): 5575–5599. дои : 10.1099/ijsem.0.001485 . ПМИД  27620848.
  7. ^ Коркери, Лиз (12 февраля 2020 г.). «Кишечные бактерии | Службы безопасности». Safetyservices.ucdavis.edu . Проверено 7 ноября 2023 г.
  8. ^ Эдвардс, PR; Юинг, WH (1972). Идентификация энтеробактерий. Издательская компания Берджесс. ISBN 978-0-8087-0516-1.
  9. ^ "Медицинский словарь Дорландса: Enterobacteriaceae". Архивировано из оригинала 28 августа 2009 г.
  10. ^ Феррейра да Силва, Мигель; Ваз-Морейра, Ивоне; Гонсалес-Пахуэло, Мария; Нуньес, Ольга К.; Манайя, Селия М. (2007). «Модель устойчивости к противомикробным препаратам у Enterobacteriaceae, выделенных из городских очистных сооружений». ФЭМС Микробиология Экология . Издательство Оксфордского университета (ОУП). 60 (1): 166–176. дои : 10.1111/j.1574-6941.2006.00268.x . ISSN  0168-6496. ПМИД  17250754.
  11. ^ Клеебергер, А.; Браатц, Р.; Буссе, М. (1980). «Zur Taxonomie und Okologie der Enterobacterien in Milch» [Таксономия и экология энтеробактерий в молоке]. Milchwissenschaft (на немецком языке). 35 (8): 457–460.
  12. ^ Ван, Чжиин; Ху, Хуэйфэн; Чжу, Тонгбо; Чжэн, Цзиньшуй; Генцле, Майкл Г.; Симпсон, Дэвид Дж. (31 августа 2021 г.). Родригес-Вердуго, Алехандра (ред.). «Экология и функция трансмиссивного локуса стрессоустойчивости у Escherichia coli и растительно-ассоциированных энтеробактерий». mSystems . Американское общество микробиологии. 6 (4): e0037821. doi : 10.1128/msystems.00378-21. ISSN  2379-5077. ПМЦ 8407380 . ПМИД  34402641. 
  13. ^ Бреннер, Дон Дж.; Криг, Ноэль Р.; Стейли, Джеймс Т.; Гаррити, Джордж М.; Бун, Дэвид Р.; Де Вос, Пол; Гудфеллоу, Майкл; Рейни, Фред А.; Шляйфер, Карл-Хайнц, ред. (2005). Руководство Берджи® по систематической бактериологии. дои : 10.1007/0-387-28022-7. ISBN 978-0-387-24144-9.
  14. ^ Октавия, Софи; Лан, Руитинг (2014), «Семейство Enterobacteriaceae», Прокариоты , Берлин, Гейдельберг: Springer Berlin Heidelberg, стр. 225–286, doi : 10.1007/978-3-642-38922-1_167, ISBN 978-3-642-38921-4, получено 2 июня 2021 г.
  15. ^ Франсино, М. Пилар; Сантос, Скотт Р.; Охман, Ховард (2006), «Филогенетические отношения бактерий с особым упором на эндосимбионтов и кишечные виды», The Prokaryotes , Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Springer New York, стр. 41–59, doi : 10.1007/0-387-30746- х_2, ISBN 978-0-387-25496-8, получено 2 июня 2021 г.
  16. ^ Альнаджар, Сима; Гупта, Рэдхи С. (октябрь 2017 г.). «Филогеномика и сравнительные геномные исследования определяют шесть основных клад внутри семейства Enterobacteriaceae и поддерживают реклассификацию нескольких полифилетических членов семейства». Инфекция, генетика и эволюция . 54 : 108–127. дои : 10.1016/j.meegid.2017.06.024. ISSN  1567-7257. ПМИД  28658607.
  17. ^ Макфаддин, Джин Ф. Биохимические тесты для идентификации медицинских бактерий. Уильямс и Уилкинс, 1980, стр. 441.
  18. ^ «Klebsiella pneumoniae в медицинских учреждениях - HAI» . CDC . 17 мая 2019 года . Проверено 6 апреля 2022 г. Бактерии клебсиеллы все чаще приобретают устойчивость к противомикробным препаратам , в последнее время к классу антибиотиков, известных как карбапенемы.
  19. ^ Гейт, Доаа М.; Мохамед, Зейнат К.; Фарахат, Мохамед Г.; Абулкасем Шахин, Валаа; Мохамед, Хадил О. (март 2019 г.). «Колонизация кишечной микробиоты энтеробактериями, продуцирующими карбапенемазы, в педиатрических отделениях интенсивной терапии в Каире, Египет». Арабский журнал гастроэнтерологии . 20 (1): 19–22. дои :10.1016/j.ajg.2019.01.002. PMID  30733176. S2CID  73444389.

Внешние ссылки