Виды бактерий
Clostridium novyi (oedematiens ) — грамположительные эндоспорообразующиеоблигатные анаэробные бактерии класса Clostridia . Он распространен повсеместно: его можно обнаружить в почве и фекалиях. Он патогенен , вызывает самые разнообразные заболевания у человека и животных.
Рост в культуре проходит 3 стадии: начальный рост, при котором токсин не вырабатывается; энергичный рост, при котором вырабатывается токсин; и образование спор, при котором образуются эндоспоры и снижается продукция токсина. Предполагается, что тип C может быть типом B, который легче образует споры и не проходит стадию производства токсина.
Выделить и идентифицировать C novyi сложно из-за его крайне анаэробной природы. Коммерческих наборов может оказаться недостаточно. [2] [3]
Он также требователен и сложен в культивировании, требуя присутствия тиолов . [4]
Таксономия
Считается, что Clostridium novyi состоит из трех клад, обозначенных A, B и C, которые отличаются диапазоном вырабатываемых ими токсинов . [ нужна ссылка ] Хотя штаммы типа C не были связаны с заболеванием лабораторных животных, присутствие и активность токсинов в C. novyi были связаны с заражением бактериофагами . [5]
На основании продукции токсина Clostridium haemolyticum было предложено считать частью C. novyi , образуя отдельный тип D в этом роде. [6] Однако более поздние исследования 16S-рДНК показали, что C. haemolyticus и типы B и C C. novyi вместо этого могут образовывать отдельные виды, тесно связанные с Clostridium botulinum типов C и D («группа III»). [5]
Токсины
Токсины обозначаются греческими буквами. [7]
Альфа-токсин Clostridium botulinum типов C и D аналогичен бета-токсину C novyi . [ нужна цитация ]
Токсины A и B Clostridium difficile демонстрируют гомологию с альфа-токсином C novyi , как и смертельный токсин Clostridium sordellii. [8]
Альфа-токсин
Альфа-токсин характеризуется как летальный и некротический . [ нужна цитата ]
Альфа-токсин типа А вызывает отек . [9] Он действует, вызывая морфологические изменения во всех типах клеток, особенно в эндотелиальных клетках, путем ингибирования путей передачи сигнала, [10] что приводит к разрушению структур цитоскелета. [11] Клетки микрососудистой системы приобретают сферическую форму, а соединения с соседними клетками уменьшаются до тонких нитей. Это приводит к утечке из капилляров , что приводит к отеку. Пороговая концентрация для возникновения этого действия составляет 5 нг/мл (5 частей на миллиард), при этом 50% клеток округляются до 50 нг/мл.
Двенадцатиперстная кишка особенно чувствительна к токсину. Инъекция собакам привела к сильному отеку подслизистых тканей двенадцатиперстной кишки, при этом желудок остался неповрежденным. Инъекция в глаз приводила к повреждениям, подобным пламенным кровоизлияниям, наблюдаемым при диабетической ретинопатии . [9]
Токсин представляет собой крупный белок массой 250 кДа, активной частью которого является NH 2 -концевой фрагмент из 551 аминокислоты . [12] Альфа-токсины представляют собой гликозилтрансферазы, модифицирующие и тем самым инактивирующие различных членов подсемейства Rho и Ras небольших GTP-связывающих белков. [13] [14] [15] Альфа-токсин нового типа А уникален тем, что в качестве субстрата используется УДФ-N-ацетилглюкозамин, а не УДФ-глюкоза . [16]
Бета-токсин
Бета-токсин характеризуется как гемолитическая, некротизирующая лецитиназа. [ нужна цитата ]
Гамма-токсин
Гамма-токсин характеризуется как гемолитический, лецитиназный. [ нужна цитата ]
Дельта-токсин
Дельта-токсин характеризуется как кислородлабильный гемолизин. [ нужна цитата ]
Эпсилон-токсин
Эпсилон-токсин характеризуется как лецитино-вителин [ проверьте написание ] и считается, что он отвечает за жемчужный слой, обнаруженный в культурах.
Зета-токсин
Зета-токсин характеризуется как гемолизин. [ нужна цитата ]
Болезни человека
Тип и тяжесть вызванного заболевания зависит от проникновения в ткани. Эпителий пищеварительного тракта в целом обеспечивает эффективный барьер для проникновения. Однако споры могут выйти из кишечника и поселиться в любой части тела, что приведет к спонтанному заражению в случае возникновения местных анаэробных условий. [ нужна цитата ]
Проникновение в ткани
Раневая инфекция C novyi и многими другими видами клостридий вызывает газовую гангрену [17]. Спонтанная инфекция в основном связана с предрасполагающими факторами гематологических или колоректальных злокачественных новообразований и сахарным диабетом, [18] хотя грамотрицательные организмы, включая Escherichia coli, могут привести к газовый гангреноподобный синдром у больных сахарным диабетом. Это проявляется целлюлитом и крепитацией и может быть ошибочно принято за газовую гангрену. [19]
В последнее время все чаще сообщается о спонтанных, нетравматических или внутренних инфекциях из кишечника. [20]
Clostridium novyi является причиной смертности среди потребителей незаконных инъекционных наркотиков. [21] [22]
Эпителиальные инфекции
Симптомы часто неспецифичны, включая колит [ нужна ссылка ] , отечный дуоденит [ нужна ссылка ] и лихорадка с сонливостью [ нужна ссылка ] .
Тестирование проблематично, поскольку цифры, представленные Маклаклином и Брейзером [цитированные выше], предполагают, что уровень ложноотрицательных результатов составляет около 40% в идеальных условиях. Только положительные результаты можно считать достоверными. При отсутствии положительного результата теста на C. novyi типа А можно заключить на основе клинических наблюдений, таблица 2.
Хроническая инфекция, приводящая к негерметичности капилляров, может также вызывать кровоизлияния в сетчатку и отек нижних конечностей, приводящие к некрозу и гангрене. Утечка нефронов может поставить под угрозу способность почек концентрировать мочу, что приводит к частому мочеиспусканию и обезвоживанию. [ нужна цитата ]
Болезни животных
Газовая гангрена: инфекционно-некротический гепатит (черная болезнь) [23]
Смотрите также
- Clostridium novyi -NT , ослабленная форма, изучаемая на предмет ее потенциального использования для лечения рака.
Рекомендации
- ^ Парте, AC "Клостридиум". ЛПСН .
- ^ Брейзер Дж.С., Дюрден Б.И., Холл V и др. (ноябрь 2002 г.). «Выделение и идентификация Clostridium spp. от инфекций, связанных с инъекцией лекарств: опыт группы микробиологических исследований». Журнал медицинской микробиологии . 51 (11): 985–9. дои : 10.1099/0022-1317-51-11-985 . ПМИД 12448683.
- ^ «Идентификация видов Clostridium». Национальные стандартные методы (PDF) . BSOP ID8, выпуск 3. Агентство по охране здоровья . Июль 2008 г. Архивировано из оригинала (PDF) 5 ноября 2009 г. Проверено 26 февраля 2010 г.
- ^ Мур ВБ (октябрь 1968 г.). «Затвердевшая среда, подходящая для культивирования Clostridium novyi типа B». Журнал общей микробиологии . 53 (3): 415–23. дои : 10.1099/00221287-53-3-415 . ПМИД 5721591.
- ^ аб Сасаки Ю, Такикава Н, Кодзима А, Норимацу М, Сузуки С, Тамура Ю (май 2001 г.). «Филогенетическое положение Clostridium novyi и Clostridium haemolyticum на основе последовательностей 16S рДНК». Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии . 51 (Часть 3): 901–4. дои : 10.1099/00207713-51-3-901 . ПМИД 11411712.
- ^ Окли CL, Варрак GH, Кларк PH (январь 1947 г.). «Токсины Clostridium oedematiens (Cl. novyi)». Журнал общей микробиологии . 1 (1): 91–107. дои : 10.1099/00221287-1-1-91 . ПМИД 20238541.
- ^ аб Окли, CL; Варрак, Дж. Харриет; Кларк, Патрисия Х. (1947). «Токсины Clostridium oedematiens (Cl. novyi)». Журнал общей микробиологии . 1 (1): 91–107. дои : 10.1099/00221287-1-1-91 . ПМИД 20238541.
- ^ Хофманн Ф, Херрманн А, Хаберманн Э, фон Эйхель-Штрайбер С (июнь 1995 г.). «Секвенирование и анализ гена, кодирующего альфа-токсин Clostridium novyi, доказывает его гомологию с токсинами A и B Clostridium difficile». Молекулярная и общая генетика . 247 (6): 670–9. дои : 10.1007/BF00290398. PMID 7616958. S2CID 10460632.
- ^ ab Бетт П., Фреверт Дж., Маулер Ф., Сатторп Н., Хаберманн Э. (август 1989 г.). «Фармакологические и биохимические исследования цитотоксичности альфа-токсина Clostridium novyi типа А». Инфекция и иммунитет . 57 (8): 2507–13. дои : 10.1128/IAI.57.8.2507-2513.1989. ПМК 313478 . ПМИД 2744858.
- ^ Шмидт М., Руменапп У., Бьенек С., Келлер Дж., фон Эйхель-Штрайбер С., Якобс К.Х. (февраль 1996 г.). «Ингибирование передачи сигналов рецептора к фосфолипазе D токсином B Clostridium difficile. Роль белков Rho». Журнал биологической химии . 271 (5): 2422–6. дои : 10.1074/jbc.271.5.2422 . PMID 8576201. S2CID 25746652.
- ^ Мюллер Х., фон Эйхель-Штрайбер С., Хаберманн Э. (июль 1992 г.). «Морфологические изменения культивируемых эндотелиальных клеток после микроинъекций токсинов, действующих на цитоскелет». Инфекция и иммунитет . 60 (7): 3007–10. doi :10.1128/IAI.60.7.3007-3010.1992. ПМК 257268 . ПМИД 1612768.
- ^ Буш С., Шёмиг К., Хофманн Ф., Акториес К. (ноябрь 2000 г.). «Характеристика каталитического домена альфа-токсина Clostridium novyi». Инфекция и иммунитет . 68 (11): 6378–83. дои : 10.1128/IAI.68.11.6378-6383.2000. ПМК 97722 . ПМИД 11035748.
- ^ Just I, Зельцер Дж., Хофманн Ф., Грин Г.А., Акториес К. (апрель 1996 г.). «Инактивация Ras глюкозилированием, катализируемым летальным токсином Clostridium sordellii». Журнал биологической химии . 271 (17): 10149–53. дои : 10.1074/jbc.271.17.10149 . PMID 8626575. S2CID 31949189.
- ^ Just I, Зельцер Дж., Вильм М., фон Эйхель-Штрайбер С., Манн М., Aktories K (июнь 1995 г.). «Глюкозилирование белков Rho токсином B Clostridium difficile». Природа . 375 (6531): 500–3. Бибкод : 1995Natur.375..500J. дои : 10.1038/375500a0. PMID 7777059. S2CID 4334048.
- ^ Просто я, Уилм М., Зельцер Дж. и др. (июнь 1995 г.). «Энтеротоксин Clostridium difficile (ToxA) моноглюкозилирует белки Rho». Журнал биологической химии . 270 (23): 13932–6. дои : 10.1074/jbc.270.23.13932 . PMID 7775453. S2CID 38311133.
- ^ Зельцер Дж., Хофманн Ф., Рекс Г. и др. (октябрь 1996 г.). «Катализируемое альфа-токсином Clostridium novyi включение GlcNAc в белки подсемейства Rho». Журнал биологической химии . 271 (41): 25173–7. дои : 10.1074/jbc.271.41.25173 . PMID 8810274. S2CID 19531499.
- ^ Hatheway CL (январь 1990 г.). «Токсигенные клостридии». Обзоры клинической микробиологии . 3 (1): 66–98. дои :10.1128/CMR.3.1.66. ПМК 358141 . ПМИД 2404569.
- ^ Нагано Н., Изомин С., Като Х. и др. (апрель 2008 г.). «Молниеносная газовая гангрена человека, вызванная Clostridium chauvoei». Журнал клинической микробиологии . 46 (4): 1545–7. дои : 10.1128/JCM.01895-07. ПМК 2292918 . ПМИД 18256217.
- ^ «Некротические инфекции». Британское общество антимикробной химиотерапии. Архивировано из оригинала 26 ноября 2003 г. Проверено 4 августа 2009 г.
- ^ Корнблут А.А., Данциг Дж.Б., Бернштейн Л.Х. (январь 1989 г.). «Инфекция Clostridium septicum и связанные с ней злокачественные новообразования. Отчет о 2 случаях и обзор литературы». Лекарство . 68 (1): 30–7. дои : 10.1097/00005792-198901000-00002 . PMID 2642585. S2CID 25810277.
- ^ Финн С.П., Лин Э., Инглиш Л., О'Брайен Д.С. (ноябрь 2003 г.). «Результаты аутопсии при вспышке тяжелого системного заболевания у потребителей героина после воспаления в месте инъекции: эффект экзотоксина Clostridium novyi?». Архивы патологии и лабораторной медицины . 127 (11): 1465–70. дои : 10.5858/2003-127-1465-AFIAOO. PMID 14567722. Архивировано из оригинала 12 декабря 2020 г. Проверено 29 ноября 2020 г.
- ^ Маклаухлин Дж., Салмон Дж.Э., Ахмед С. и др. (ноябрь 2002 г.). «Анализ полиморфизма длины амплифицированных фрагментов (AFLP) Clostridium novyi, C. perfringens и Bacillus cereus, выделенных от потребителей инъекционных наркотиков в 2000 году». Журнал медицинской микробиологии . 51 (11): 990–1000. дои : 10.1099/0022-1317-51-11-990 . ПМИД 12448684.
- ^ Кан, Синтия М., изд. (2005). «Инфекционно-некротический гепатит (болезнь Блэка)». Ветеринарное руководство Merck (9-е изд.). Станция Уайтхаус, Нью-Джерси : ISBN Merck & Co. 978-0-911910-50-6. OCLC 57355058.
дальнейшее чтение
- Менгеша, Асферд; Дюбуа, Людвиг; Паесманс, Ким; Воутерс, Брэд; Ламбен, Филипп; Тейс, Ян (2009). «Клостридии в противоопухолевой терапии». В Брюггеманне, Хольгер; Готшальк, Герхард (ред.). Клостридии: молекулярная биология в постгеномную эпоху . Норфолк, Англия: Caister Academic Press. стр. 199–214. ISBN 978-1-904455-38-7.
- Беттегоуда С., Данг Л.Х., Абрамс Р. и др. (декабрь 2003 г.). «Преодоление гипоксического барьера при лучевой терапии анаэробными бактериями». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 100 (25): 15083–8. Бибкод : 2003PNAS..10015083B. дои : 10.1073/pnas.2036598100 . ПМК 299912 . ПМИД 14657371.
- Грут А.Дж., Менгеша А., ван дер Валл Э., ван Дист П.Дж., Тейс Дж., Воойс М. (декабрь 2007 г.). «Функциональные антитела, продуцируемые онколитическими клостридиями». Связь с биохимическими и биофизическими исследованиями . 364 (4): 985–9. дои : 10.1016/j.bbrc.2007.10.126. ПМИД 17971292.
- Данг Л.Х., Беттегоуда С., Хусо Д.Л., Кинцлер К.В., Фогельштейн Б. (декабрь 2001 г.). «Комбинированная бактериолитическая терапия для лечения экспериментальных опухолей». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 98 (26): 15155–60. Бибкод : 2001PNAS...9815155D. дои : 10.1073/pnas.251543698 . ПМК 64999 . ПМИД 11724950.
- Сен-Жан А.Т., Чжан М., Forbes NS (октябрь 2008 г.). «Бактериальная терапия: пополнение набора инструментов для лечения рака». Современное мнение в области биотехнологии . 19 (5): 511–7. doi : 10.1016/j.copbio.2008.08.004. ПМЦ 2600537 . ПМИД 18760353.
- Круз-Моралес, Пабло; Орельяна, Камила А; Мутафис, Джордж; Мунен, Гленн; Ринкон, Гонсало; Нильсен, Ларс К; Марселлин, Эстебан (1 июля 2019 г.). «Возвращаясь к эволюции и таксономии клостридий, филогеномное обновление». Геномная биология и эволюция . 11 (7): 2035–2044. дои : 10.1093/gbe/evz096 . ПМК 6656338 . ПМИД 31076745.
Внешние ссылки
- Типовой штамм Clostridium novyi в BacDive - базе метаданных бактериального разнообразия