Cardiobacterium hominis /ˌkɑːrdiəʊbækˈtɪəriəm ˈhɒmɪnɪs/ (KAR-dee-oh-bak-TEER-ee-um HOM-i-nis) — микроаэрофильная , плеоморфная , прихотливая , грамотрицательная бактерия из семейства Cardiobacteriaceae и группы HACEK . [1] Чаще всего встречается в микробиоте человека , в частности в ротоглоточной области, включая рот и верхнюю часть дыхательных путей . Это одна из причин эндокардита — опасного для жизни воспаления вблизи внутренней оболочки и клапанов сердца. [2] Хотя инфекции, вызванные Cardiobacterium hominis, встречаются редко, с этой бактерией связаны различные клинические проявления, включая менингит , септицемию и инфекции костей. [2]
В 1964 году исследователи IJ Slotnick и Mary Dougherty назвали вид в честь своего исследования 54-летнего пациента мужского пола. [3] Род Cardiobacterium представляет собой фразу, объединенную с двумя иностранными словами, kardia и bacterium . Женское существительное «kardia» переводится как сердце, а латинское среднего рода существительное «bacterium» имеет значение маленького стержня. Hominis — латинское родительное падеж мужского рода, которое переводится как человек, человека. [4] Полный род и вид можно перевести на английский язык как бактерия сердца человека , что отражает первоначальную изоляцию, которая произошла от инфекционного эндокардита в клапанах сердца [2]
Cardiobacterium hominis был первоначально обнаружен в 1962 году на основе анализа четырех случаев инфекционного эндокардита за десятимесячный период. [5] После его первой изоляции исследователи описали Cardiobacterium hominis , который тогда не был распознан, как организм, подобный Pasteurella , и отнесли его к группе «II-D» Центрами по контролю и профилактике заболеваний . [5]
В 1964 году исследователи И. Дж. Слотник и М. Догерти из Лаборатории бактериологии, Больницы Св. Иуды и Кафедры микробиологии Университета Теннесси обнаружили Cardiobacterium hominis у 54-летнего мужчины с инфекционным эндокардитом . [3] Хирурги обнаружили большое отверстие в аортальном клапане , и позже исследователи культивировали ткань аорты . Грамотрицательные бактерии с морфологией палочек были выделены из ткани через 48 часов. [3] Позднее Cardiobacterium hominis был идентифицирован с помощью масс-спектроскопии . Кстати, бактерия позже была охарактеризована как другой вид в роде Cardiobacterium , потому что она была обнаружена в сердечной ткани и была признана причиной инфекционного эндокардита . [6] Идентификация этой бактерии оказалась сложной из-за ее плеоморфной природы. Cardiobacterium hominis был отнесен к группе HACEK из-за его инфекционного профиля, схожего с остальными организмами HACEK , такими как группы родов Haemophilus , Aggregatibacter , Eikenella и Kingella , которые, как известно, вызывают эндокардит у людей. [7]
Cardiobacterium hominis принадлежит к домену Bacteria и типу Pseudomonadota . [1] Организм является членом класса Gammaproteobacteria , порядка Cardiobacteriales , семейства Cardiobacteriaceae и рода Cardiobacterium . [1] Единственный другой вид рода Cardiobacterium — Cardiobacterium valvarum , известный по флоре ротоглотки и схожий возбудитель инфекционного эндокардита . [1] Таким образом, Cardiobacterium valvarum является ближайшим филогенетическим соседом организма . Следующие ближайшие соседи бактерий находятся в семействе Pseudomonadota , которые обычно называют протеобактериями . [8] Некоторые грамотрицательные бактерии, которые находятся в этом типе, — это Escherichia , Salmonella и Vibrio .
Геномная ДНК была извлечена с помощью набора для очистки геномной ДНК Wizard от компании Promega . [9] Секвенирование ДНК дало 150-пн парноконцевые прочтения, причем прочтения короче 150 пн не учитывались. Сборка была выполнена с помощью геномного ассемблера SPAdes с использованием различных значений k-mer от 43 до 127 и Quast с использованием оценок N50 и L50 и наименьшего количества контигов более 1000 пн. [9] Аннотирование этих сборок было выполнено с помощью RSAT и проанализировано с помощью SEED Viewer. Поиск генов устойчивости к антибиотикам и последовательностей профагов был выполнен с помощью PHAST, в то время как идентификация с использованием метода, который сравнивал транслированные кодирующие последовательности и соответствующие им белки, была выполнена с использованием базы данных CLUSTAL-W. После секвенирования 2 456 795 15-пн парных конечных прочтений и их сборки было обнаружено, что система RAST предсказала 2 489 кодирующих последовательностей CDS , некоторые из функций которых включают метаболизм клеточной стенки, вирулентность и защиту, углеводный метаболизм, белковый метаболизм, метаболизм РНК , липидный метаболизм и метаболизм ДНК. [9] После дальнейшей аннотации некоторые CDS выявили потенциальную функцию, связанную с устойчивостью к антибиотикам, но Resfinder продемонстрировал более высокую чувствительность к антибиотикам, таким как цефтриаксон и гентамицин . [9] Наконец, также появились одна полная и две неполные последовательности профага . [9]
Секвенирование ДНК дало 150-пн парноконцевые прочтения, причем прочтения короче 150 пн не учитывались. Аннотирование сборок проводилось с помощью RAST и анализировалось с помощью SEED viewer. [9] Поиск генов устойчивости к антибиотикам и последовательностей профагов проводился с помощью PHAST, в то время как идентификация с использованием метода, сравнивающего транслированные кодирующие последовательности и соответствующие им белки, проводилась с использованием базы данных CLUSTAL-W. [9]
В целом, было обнаружено, что секвенированный штамм Cardiobacterium hominis T05791 имеет одну кольцевую хромосому с размером генома 2,7 мегабаз (Мб) и содержанием G+C 59%. [10] Уровень сборки представляет собой полный геном, состоящий из около 2670755 нуклеотидов и общего количества генов 2474, 2412 из которых являются генами белков, а 42 - генами РНК. [11] Система RAST предсказала гены, кодирующие такие функции, как метаболизм клеточной стенки, защита, метаболизм углеводов , метаболизм белков, метаболизм РНК, метаболизм липидов и метаболизм ДНК . [9] Что касается его патогенности , Cardiobacterium hominis имеет очень низкую вирулентность , и минимальное количество генов помогает в его патогенных способностях. [12] Дальнейшая аннотация выявила потенциальные функции, связанные с устойчивостью к антибиотикам , но Resfinder продемонстрировал более высокую чувствительность к антибиотикам, таким как цефтриаксон и гентамицин . [9] Также были обнаружены одна полная и две неполные последовательности профага .
Cardiobacterium hominis имеет непостоянную палочковидную морфологию из-за своей плеоморфной природы. [3] Палочки обычно имеют закругленные концы, один или оба часто увеличены, и имеют ширину 0,5–0,6 мкм и длину 1,0–2,2 мкм. [3] Другие наблюдаемые морфологические особенности включают пары, короткие цепочки, каплевидную форму и кластеры. [3] Организм процветает при концентрации кислорода около 2–10 % и обладает путями глюконеогенеза и ферментами, необходимыми для производства предшественников нуклеотидов . [13] Его метаболитное использование включает способность образовывать кислоту из глюкозы , фруктозы и мальтозы , и он обладает некоторыми физиологическими и морфологическими преимуществами по сравнению с этим родом бактерий, включая способность жить в среде с низким содержанием кислорода, устойчивость к теплу и холоду ( мезофильный ), образование спор и устойчивость к антибиотикам , за исключением пенициллина . [2] Клеточная оболочка Cardiobacterium hominis характеризуется тонким слоем пептидогликана, окруженным внешним слоем, состоящим из липополисахаридов , родственных грамотрицательным бактериям. [14]
Как бактерия в дыхательных путях , было зарегистрировано 61 случай инфекции. [2] Эти случаи включают возникновение инфекционного эндокардита , который привел к осложнениям корня аорты , которые серьезно угрожали жизни пациента. [15] Однако, основываясь на ранней идентификации и последующих хирургических процедурах, пациент был полностью излечен после двух лет лечения. [15] Это свидетельствует о том, что ранняя и правильная диагностика Cardiobacterium hominis может привести к успешному лечению. Ежегодная заболеваемость составляет от 3 до 10 случаев на 100 000 человек. [16] Исследователи обнаружили, что из 56 пациентов с инфекционным эндокардитом, вызванным грамотрицательными бактериями с 1958 по 1979 год в клинике Майо , 6 случаев были связаны с Cardiobacterium hominis . [17] В рамках HACEK Cardiobacterium представляет собой «C» в аббревиатуре. Эндокардит HACEK поражает пациентов с предшествующим заболеванием сердца или искусственными клапанами, часто имеет коварное течение, демонстрируя задержку диагностики в 3 месяца. [18] Привередливые грамотрицательные бактерии, такие как Cardiobacterium hominis, а также Eikenella corrodens и Kingella kingae, в основном обитающие в полости рта и верхних дыхательных путях у людей, ответственны за 1–3% случаев инфекционного эндокардита . [18] Лечение заболевания включает цефалоспорины третьего поколения с показателем успеха более 80–90%. [18]
Пенициллин и ампициллин использовались в прошлом в качестве вариантов лечения для организмов HACEK, таких как Cardiobacterium hominis . [19] Появление штаммов, продуцирующих β-лактамазу, привело к тому, что стандартным лечением стали цефотаксим или цефтриаксон . [17]
