stringtranslate.com

Enterococcus faecalis

Enterococcus faecalis – ранее классифицированный как часть системы стрептококков группы D – это грамположительная комменсальная бактерия ,обитающая в желудочно-кишечном тракте человека. [1] [2] Как и другие виды рода Enterococcus , E. faecalis обнаруживается у здоровых людей и может использоваться в качестве пробиотика. Такие пробиотические штаммы, как Symbioflor1 и EF-2001, характеризуются отсутствием специфических генов, связанных с устойчивостью к лекарственным препаратам и патогенезом. [3] Как оппортунистический патоген, E. faecalis может вызывать опасные для жизни инфекции, особенно в нозокомиальной (больничной) среде, где естественно высокие уровни устойчивости к антибиотикам, обнаруженные у E. faecalis, способствуют его патогенности. [2] [ требуется проверка ] E. faecalis часто обнаруживают в повторно инфицированных зубах с леченными корневыми каналами, при этом значения распространенности варьируются от 30% до 90% случаев. [4] Повторно инфицированные зубы с вылеченными корневыми каналами примерно в девять раз чаще являются носителями E. faecalis, чем случаи первичного инфицирования. [5]

Физиология

E. faecalis — неподвижный микроб; он ферментирует глюкозу без образования газа и не дает каталазную реакцию с перекисью водорода . Он дает восстановление лакмусового молока , но не разжижает желатин. Он демонстрирует постоянный рост в питательном бульоне, что согласуется с тем, что он является факультативным анаэробом . Он катаболизирует различные источники энергии, включая глицерин , лактат , малат , цитрат , аргинин , агматин и многие кетокислоты . Энтерококки выживают в очень суровых условиях, включая чрезвычайно щелочной pH (9,6) и концентрацию соли. Они устойчивы к желчным солям , моющим средствам , тяжелым металлам , этанолу , азиду и высыханию . Они могут расти в диапазоне от 10 до 45 °C и выживать при температуре 60 °C в течение 30 минут. [6]

Патогенез

E. faecalis встречается у большинства здоровых людей, но может вызывать эндокардит и сепсис , инфекции мочевыводящих путей (ИМП), менингит и другие инфекции у людей. [7] [8] Считается, что несколько факторов вирулентности способствуют инфекциям E. faecalis . Плазмидно -кодируемый гемолизин , называемый цитолизином , важен для патогенеза в животных моделях инфекции, а цитолизин в сочетании с высокой степенью устойчивости к гентамицину связан с пятикратным увеличением риска смерти у пациентов с бактериемией у людей. [9] [ 10] [11] Плазмидно - кодируемый адгезин [12], называемый «агрегационным веществом», также важен для вирулентности в животных моделях инфекции. [10] [13]

E. faecalis содержит фермент тирозиндекарбоксилазу, способный декарбоксилировать L-ДОФА , важный препарат в лечении болезни Паркинсона . Если L-ДОФА декарбоксилируется в микробиоме кишечника , он не может пройти через гематоэнцефалический барьер и декарбоксилироваться в мозге, становясь дофамином . [14]

Это окраска по Граму на Enterococcus faecalis при увеличении в 1000 раз (светлопольная микроскопия).

Антибактериальная резистентность

Множественная лекарственная устойчивость

E. faecalis обычно устойчив ко многим широко используемым противомикробным препаратам ( аминогликозидам , азтреонаму и хинолонам ). [15] Устойчивость обусловлена ​​наличием нескольких генов, связанных с лекарственной устойчивостью, в хромосоме или плазмиде. [3]

Устойчивость к ванкомицину у E. faecalis становится все более распространенной. [16] [17] Варианты лечения резистентной к ванкомицину E. faecalis включают нитрофурантоин (в случае неосложненных ИМП), [18] линезолид , хинупристин , тигециклин [15] и даптомицин , хотя ампициллин предпочтительнее, если бактерии восприимчивы. [19] Хинупристин/дальфопристин можно использовать для лечения Enterococcus faecium , но не E. faecalis . [19]

При лечении корневых каналов NaOCl и хлоргексидин (CHX) используются для борьбы с E. faecalis перед изоляцией канала. Однако недавние исследования показали, что NaOCl или CHX показали низкую способность устранять E. faecalis . [20]

Развитие устойчивости к антибиотикам

Комбинированная лекарственная терапия

Согласно одному исследованию, комбинированная лекарственная терапия показала некоторую эффективность в случаях тяжелых инфекций (например, инфекций клапанов сердца ) против восприимчивых штаммов E. faecalis . Ампициллин- и ванкомицин -чувствительные штаммы E. faecalis (не имеющие высокой устойчивости к аминогликозидам ) можно лечить антибиотиками гентамицином и ампициллином . Менее нефротоксичная комбинация ампициллина и цефтриаксона (хотя E. faecalis устойчив к цефалоспоринам, цефтриаксон работает синергически с ампициллином) может использоваться в качестве альтернативы для восприимчивых к ампициллину E. faecalis . [21]

Даптомицин или линезолид также могут оказаться эффективными в случае резистентности к ампициллину и ванкомицину. [21]

В прошлом использовалась комбинированная терапия пенициллином и стрептомицином . [21]

Антибиотики тедизолид , телаванцин , далбаванцин и оритаванцин одобрены FDA для лечения ЭФ. [15]

Факторы выживания и вирулентности

восстановление ДНК

В крови человека E. faecalis подвергается условиям, которые повреждают его ДНК , но это повреждение может быть преодолено с помощью процессов восстановления ДНК . [26] Эта устойчивость к повреждениям частично зависит от двух белковых комплексов RexAB, кодируемых геномом E. faecalis , которые используются при рекомбинационном восстановлении двухцепочечных разрывов ДНК. [26]

Образование биопленки

Способность E. faecalis образовывать биопленки способствует ее способности выживать в экстремальных условиях и облегчает ее участие в персистирующей бактериальной инфекции, особенно в случае штаммов с множественной лекарственной устойчивостью. [27] Образование биопленки у E. faecalis связано с высвобождением ДНК , и такое высвобождение стало фундаментальным аспектом образования биопленки. [27] Перенос конъюгативной плазмидной ДНК у E. faecalis усиливается за счет высвобождения пептидных половых феромонов . [28]

Исторический

До 1984 года энтерококки относились к роду Streptococcus ; таким образом, E. faecalis был известен как Streptococcus faecalis . [29]

В 2013 году сочетание холодной денатурации и ЯМР-спектроскопии было использовано для получения детальных сведений о развертывании гомодимерного белка-репрессора E. faecalis CylR2. [30]

Структура генома

Геном E. faecalis состоит из 3,22 миллионов пар оснований с 3113 генами, кодирующими белки. [31]

Исследования лечения

Глутаматрацемаза , гидроксиметилглутарил-КоА-синтаза , дифосфомевалонатдекарбоксилаза , топоизомераза ДНК-гираза B, D-аланин-D-серинлигаза , аланинрацемаза , фосфатацетилтрансфераза , НАДН-пероксидаза , фосфопантетеин аденилилтрансфераза (PPAT), ацилпереносящий белок , 3-дегидрохинатадегидратаза и дезоксинуклеотидтрифосфаттрифосфогидролаза — все это потенциальные молекулы, которые могут быть использованы для лечения инфекций ЭФ. [15]

Bacillus haynesii CD223 и Advenella mimigardefordensis SM421 могут подавлять рост Enterococcus faecalis. [32]

Малая РНК

Бактериальные малые РНК играют важную роль во многих клеточных процессах; 11 малых РНК были экспериментально охарактеризованы в E. faecalis V583 и обнаружены в различных фазах роста. [33] Было показано, что пять из них участвуют в реакции на стресс и вирулентности. [34]

Исследование sRNA по всему геному показало, что некоторые sRNA связаны с устойчивостью к антибиотикам и реакцией на стресс у другого энтерококка : E. faecium . [35]

Загрязнение бассейна

Показатели качества рекреационной воды

Поскольку E. faecalis является распространенной фекальной бактерией у людей, рекреационные водные сооружения (такие как бассейны и пляжи, которые позволяют посетителям плавать в океане) часто измеряют концентрацию E. faecalis для оценки качества своей воды. Чем выше концентрация, тем хуже качество воды. Практика использования E. faecalis в качестве индикатора качества рекомендована Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ), а также многими развитыми странами после того, как многочисленные исследования показали, что более высокие концентрации E. faecalis коррелируют с более высоким процентом заболеваний пловцов. Эта корреляция существует как в пресноводной, так и в морской среде, поэтому измерение концентрации E. faecalis для определения качества воды применимо ко всем рекреационным водам. Однако эта корреляция не означает, что E. faecalis является конечной причиной заболеваний пловцов. Одно из альтернативных объяснений заключается в том, что более высокие уровни E. faecalis соответствуют более высоким уровням человеческих вирусов , которые вызывают заболевания у пловцов. Хотя это утверждение может показаться правдоподобным, в настоящее время существует мало доказательств, которые устанавливают связь между E. faecalis и уровнями человеческого вируса (или других патогенов). Таким образом, несмотря на сильную корреляцию между E. faecalis и качеством воды, необходимы дополнительные исследования для определения причинно-следственной связи этой корреляции. [36]

Человеческая линька

В рекреационных водах вблизи или на пляжах E. faecalis может поступать из нескольких источников, таких как песок и человеческие тела . Определение источников E. faecalis имеет решающее значение для контроля загрязнения воды , хотя часто источники не являются точечными (например, купающиеся люди). Таким образом, одно исследование изучало, сколько E. faecalis выделяется купающимися на пляже. Первая группа участников погрузилась в большой бассейн с морской водой на 4 цикла по 15 минут, как с предварительным контактом с песком, так и без него. Результат показывает снижение уровня E. faecalis для каждого цикла, что говорит о том, что люди выделяют больше всего бактерий , когда впервые попадают в бассейн. Вторая группа участников зашла в небольшие индивидуальные бассейны после контакта с пляжным песком, и исследователи собрали данные о том, сколько E. faecalis в бассейне попало из песка, принесенного участниками, и сколько из песка, выброшенного участниками. Результат показывает, что количество E. faecalis из песка очень мало по сравнению с количеством, выброшенным человеком. Хотя этот результат может не относиться ко всем типам песка, предварительный вывод заключается в том, что человеческие выделения являются основным неточечным источником E. faecalis в рекреационных водах. [37]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ de Almeida CV, Taddei A, Amedei A (2018-01-01). "Спорная роль Enterococcus faecalis в колоректальном раке". Therapeutic Advances in Gastroenterology . 11. SAGE Publications: 1756284818783606. doi :10.1177/1756284818783606. PMC  6044108. PMID  30013618 .
  2. ^ ab Ryan KJ, Ray CG, ред. (2004). Sherris Medical Microbiology (4-е изд.). McGraw Hill. стр. 294–295. ISBN 0-8385-8529-9.
  3. ^ ab Panthee S, Paudel A, Hamamoto H, Ogasawara AA, Iwasa T, Blom J, et al. (май 2021 г.). «Полная последовательность генома и сравнительный геномный анализ Enterococcus faecalis EF-2001, пробиотической бактерии». Genomics . 113 (3): 1534–1542. doi : 10.1016/j.ygeno.2021.03.021 . PMID  33771633.
  4. ^ Molander A, Reit C, Dahlén G, Kvist T (январь 1998). «Микробиологический статус корневых пломбированных зубов с апикальным периодонтитом». International Endodontic Journal . 31 (1): 1–7. doi :10.1046/j.1365-2591.1998.t01-1-00111.x. PMID  9823122.
  5. ^ Rôças IN, Siqueira JF, Santos KR (май 2004 г.). «Связь Enterococcus faecalis с различными формами перирадикулярных заболеваний». Журнал эндодонтии . 30 (5): 315–320. doi :10.1097/00004770-200405000-00004. PMID  15107642.
  6. ^ ab Stuart CH, Schwartz SA, Beeson TJ, Owatz CB (февраль 2006 г.). «Enterococcus faecalis: его роль в неудачном лечении корневых каналов и современные концепции повторного лечения». Журнал эндодонтии . 32 (2): 93–98. doi :10.1016/j.joen.2005.10.049. PMID  16427453.
  7. ^ Murray BE (январь 1990). «Жизнь и времена энтерококка». Clinical Microbiology Reviews . 3 (1): 46–65. doi :10.1128/cmr.3.1.46. PMC 358140. PMID  2404568 . 
  8. ^ Hidron AI, Edwards JR, Patel J, Horan TC, Sievert DM, Pollock DA и др. (ноябрь 2008 г.). «Ежегодное обновление NHSN: устойчивые к противомикробным препаратам патогены, связанные с инфекциями, связанными с оказанием медицинской помощи: ежегодная сводка данных, представленных Национальной сети безопасности здравоохранения в Центрах по контролю и профилактике заболеваний, 2006–2007 гг.». Инфекционный контроль и больничная эпидемиология . 29 (11): 996–1011. doi :10.1086/591861. PMID  18947320. S2CID  205988392.
  9. ^ Huycke MM, Spiegel CA, Gilmore MS (август 1991 г.). «Бактериемия, вызванная гемолитическим, высокоустойчивым к гентамицину Enterococcus faecalis». Antimicrobial Agents and Chemotherapy . 35 (8): 1626–1634. doi :10.1128/aac.35.8.1626. PMC 245231. PMID 1929336  . 
  10. ^ ab Chow JW, Thal LA, Perri MB, Vazquez JA, Donabedian SM, Clewell DB и др. (ноябрь 1993 г.). «Плазмид-ассоциированный гемолизин и продукция агрегационного вещества способствуют вирулентности при экспериментальном энтерококковом эндокардите». Antimicrobial Agents and Chemotherapy . 37 (11): 2474–2477. doi :10.1128/aac.37.11.2474. PMC 192412 . PMID  8285637. 
  11. ^ Ike Y, Hashimoto H, Clewell DB (август 1984). «Гемолизин подвида Streptococcus faecalis zymogenes способствует вирулентности у мышей». Инфекция и иммунитет . 45 (2): 528–530. doi :10.1128/IAI.45.2.528-530.1984. PMC 263283. PMID  6086531 . 
  12. ^ Крефт Б., Марре Р., Шрамм У., Вирт Р. (январь 1992 г.). «Агрегационное вещество Enterococcus faecalis опосредует адгезию к культивируемым клеткам почечных канальцев». Инфекция и иммунитет . 60 (1): 25–30. doi :10.1128/IAI.60.1.25-30.1992. PMC 257498. PMID  1729187. 
  13. ^ Hirt H, Schlievert PM, Dunny GM (февраль 2002 г.). «In vivo индукция вирулентности и передача устойчивости к антибиотикам у Enterococcus faecalis, опосредованная системой чувствительности к половым феромонам pCF10». Инфекция и иммунитет . 70 (2): 716–723. doi :10.1128/iai.70.2.716-723.2002. PMC 127697. PMID  11796604. 
  14. ^ Maini Rekdal V, Bess EN, Bisanz JE, Turnbaugh PJ, Balskus EP (июнь 2019 г.). «Открытие и ингибирование межвидового кишечного бактериального пути метаболизма леводопы». Science . 364 (6445): eaau6323. doi :10.1126/science.aau6323. PMC 7745125 . PMID  31196984. 
  15. ^ abcd Singh H, Das S, Yadav J, Srivastava VK, Jyoti A, Kaushik S (октябрь 2019 г.). «В поисках новых мишеней для белковых препаратов для лечения инфекций Enterococcus faecalis». Chemical Biology & Drug Design . 94 (4). Wiley: 1721–1739. doi : 10.1111/cbdd.13582. PMID  31260188. S2CID  195756723.
  16. ^ Amyes SG (май 2007). «Энтерококки и стрептококки». Международный журнал антимикробных агентов . 29 (Приложение 3): S43–S52. doi :10.1016/S0924-8579(07)72177-5. PMID  17659211.
  17. ^ Courvalin P (январь 2006 г.). «Устойчивость к ванкомицину у грамположительных кокков». Клинические инфекционные заболевания . 42 (Приложение 1): S25–S34. doi : 10.1086/491711 . PMID  16323116.
  18. ^ Zhanel GG, Hoban DJ, Karlowsky JA (январь 2001 г.). «Нитрофурантоин активен против ванкомицин-резистентных энтерококков». Antimicrobial Agents and Chemotherapy . 45 (1): 324–326. doi :10.1128/AAC.45.1.324-326.2001. PMC 90284. PMID  11120989 . 
  19. ^ ab Arias CA, Contreras GA, Murray BE (июнь 2010 г.). «Лечение энтерококковых инфекций с множественной лекарственной устойчивостью». Клиническая микробиология и инфекция . 16 (6): 555–562. doi :10.1111/j.1469-0691.2010.03214.x. PMC 3686902. PMID  20569266 . 
  20. ^ Estrela C, Silva JA, de Alencar AH, Leles CR, Decurcio DA (декабрь 2008 г.). «Эффективность гипохлорита натрия и хлоргексидина против Enterococcus faecalis — систематический обзор». Journal of Applied Oral Science . 16 (6): 364–368. doi :10.1590/s1678-77572008000600002. PMC 4327704 . PMID  19082392. 
  21. ^ abc Dubin K, Pamer EG (ноябрь 2014 г.). Britton RA, Cani PD (ред.). «Энтерококки и их взаимодействие с кишечным микробиомом». Microbiology Spectrum . 5 (6): 309–330. doi :10.1128/microbiolspec.BAD-0014-2016. ISBN 978-1-55581-969-9. PMC  5691600 . PMID  29125098.
  22. ^ Huycke MM, Moore D, Joyce W, Wise P, Shepard L, Kotake Y и др. (ноябрь 2001 г.). «Внеклеточная продукция супероксида Enterococcus faecalis требует деметилменахинона и ослабляется функциональными терминальными хинолоксидазами». Молекулярная микробиология . 42 (3): 729–740. doi :10.1046/j.1365-2958.2001.02638.x. PMID  11722738. S2CID  25075356.
  23. ^ Wang X, Huycke MM (февраль 2007 г.). «Внеклеточная продукция супероксида Enterococcus faecalis способствует хромосомной нестабильности в клетках млекопитающих». Гастроэнтерология . 132 (2): 551–561. doi : 10.1053/j.gastro.2006.11.040 . PMID  17258726.
  24. ^ Шабаханг С., Пуресмаил М., Торабинежад М. (июль 2003 г.). «Антимикробная эффективность MTAD и гипохлорита натрия in vitro». Журнал эндодонтии . 29 (7): 450–452. doi :10.1097/00004770-200307000-00006. PMID  12877261.
  25. ^ Jacobson RA, Wienholts K, Williamson AJ, Gaines S, Hyoju S, van Goor H и др. (январь 2020 г.). «Enterococcus faecalis использует человеческую фибринолитическую систему для управления избыточным коллагенолизом: последствия для заживления кишечника и определения целевых объектов, поддающихся лечению». American Journal of Physiology. Физиология желудочно-кишечного тракта и печени . 318 (1): G1–G9. doi :10.1152/ajpgi.00236.2019. PMC 6985841. PMID  31604031 . 
  26. ^ ab Ha KP, Clarke RS, Kim GL, Brittan JL, Rowley JE, Mavridou DA и др. (ноябрь 2020 г.). «Репарация стафилококковой ДНК необходима для инфекции». mBio . 11 (6). doi :10.1128/mBio.02288-20. PMC 7683395 . PMID  33203752. 
  27. ^ ab Șchiopu P, Toc DA, Colosi IA, Costache C, Ruospo G, Berar G, et al. (Июль 2023 г.). «Обзор факторов, участвующих в образовании биопленки бактериями рода Enterococcus». Int J Mol Sci . 24 (14): 11577. doi : 10.3390/ijms241411577 . PMC 10380289. PMID  37511337 . 
  28. ^ Hirt H, Greenwood-Quaintance KE, Karau MJ, Till LM, Kashyap PC, Patel R и др. (февраль 2018 г.). "Enterococcus faecalis Sex Pheromone cCF10 усиливает конъюгативный перенос плазмиды in vivo". mBio . 9 (1). doi :10.1128/mBio.00037-18. PMC 5821081 . PMID  29440568. 
  29. ^ Schleifer KH, Kilpper-Balz R (1 января 1984 г.). «Передача Streptococcus faecalis и Streptococcus faecium в род Enterococcus nom. rev. как Enterococcus faecalis comb. nov. и Enterococcus faecium comb. nov». Международный журнал систематической бактериологии . 34 (1): 31–34. doi : 10.1099/00207713-34-1-31 .
  30. ^ Jaremko M, Jaremko Ł, Kim HY, Cho MK, Schwieters CD, Giller K и др. (апрель 2013 г.). «Холодная денатурация димера белка, контролируемая с атомным разрешением». Nature Chemical Biology . 9 (4): 264–270. doi :10.1038/nchembio.1181. PMC 5521822 . PMID  23396077. 
  31. ^ Paulsen IT, Banerjei L, Myers GS, Nelson KE, Seshadri R, Read TD и др. (март 2003 г.). «Роль мобильной ДНК в эволюции ванкомицин-резистентного Enterococcus faecalis». Science . 299 (5615): 2071–2074. Bibcode :2003Sci...299.2071P. doi :10.1126/science.1080613. PMID  12663927. S2CID  45480495.
  32. ^ Рахман М.М., Пол С.И., Рахман А., Хак М.С., Адор М.А., Фойсал М.Дж. и др. (декабрь 2022 г.). Роговский А.С., Веттасингхе П., Родригес-Эстрада У (ред.). «Подавление стрептококкоза и модуляция кишечного бактериома у нильской тилапии (Oreochromis niloticus) бактериями морских осадков Bacillus haynesii и Advenella mimigardefordensis». Микробиологический спектр . 10 (6): e0254222. дои : 10.1128/spectrum.02542-22. ПМК 9769507 . ПМИД  36453920. 
  33. ^ Shioya K, Michaux C, Kuenne C, Hain T, Verneuil N, Budin-Verneuil A и др. (2 сентября 2011 г.). "Идентификация малых РНК в геноме условно-патогенного микроорганизма Enterococcus faecalis V583". PLOS ONE . ​​6 (9): e23948. Bibcode :2011PLoSO...623948S. doi : 10.1371/journal.pone.0023948 . PMC 3166299 . PMID  21912655. 
  34. ^ Michaux C, Hartke A, Martini C, Reiss S, Albrecht D, Budin-Verneuil A и др. (сентябрь 2014 г.). «Участие малых РНК Enterococcus faecalis в реакции на стресс и вирулентности». Инфекция и иммунитет . 82 (9): 3599–3611. doi :10.1128/IAI.01900-14. PMC 4187846. PMID  24914223 . 
  35. ^ Sinel C, Augagneur Y, Sassi M, Bronsard J, Cacaci M, Guérin F и др. (сентябрь 2017 г.). «Малые РНК в устойчивом к ванкомицину Enterococcus faecium, вовлеченные в реакцию и устойчивость к даптомицину». Scientific Reports . 7 (1): 11067. Bibcode :2017NatSR...711067S. doi :10.1038/s41598-017-11265-2. PMC 5593968 . PMID  28894187. 
  36. ^ Boehm AB, Sassoubre LM (2014), Gilmore MS, Clewell DB, Ike Y, Shankar N (ред.), «Энтерококки как индикаторы фекального загрязнения окружающей среды», Enterococci: From Commensals to Leading Causes of Drug Resistant Infection , Бостон: Massachusetts Eye and Ear Infirmary, PMID  24649503 , получено 08.05.2023
  37. ^ Elmir SM, Wright ME, Abdelzaher A, Solo-Gabriele HM, Fleming LE, Miller G и др. (январь 2007 г.). «Количественная оценка бактерий, выделяемых купальщиками в морскую воду». Water Research . 41 (1): 3–10. Bibcode : 2007WatRe..41....3E. doi : 10.1016/j.watres.2006.10.005. PMC 2633726. PMID  17113123 . 

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме Enterococcus faecalis .