Clostridium histolyticum - Clostridium histolyticum

Clostridium histolyticum
Vědecká klasifikace
Království:
Bakterie
Divize:
Firmicutes
Třída:
Clostridia
Rodina:
Clostridiaceae
Rod:
Clostridium
Druh:
C. histolyticum
Binomické jméno
Clostridium histolyticum
(Weinberg a Séguin 1916)
Bergey, Harrison, Breed, Hammer a Huntoon 1923

Clostridium histolyticum je druh bakterie nachází se ve výkalech a půdě. Je to pohyb, grampozitivní, aerotolerantní anaerobní. C. histolyticum je patogenní u mnoha druhů, včetně morčat, myší a králíků a lidí. C. histolyticum bylo prokázáno, že způsobuje plynová gangréna, často ve spojení s jinými druhy bakterií.

Dějiny

V roce 1916 izolovali Weinberg a Séguin tuto bakterii od pacientů s plynová gangréna a zavolal to Bacillus histolyticus. Zjistili, že tato bakterie je patogenní pro morčata, myši a králíky, ale méně pro krysy. Intramuskulární injekce kultury způsobila rozsáhlou lokální destrukci tkáně, vytlačování hemoragické svalové dřeně, štěpení kůže, denudaci kosti a někdy autoamputace. V roce 1922 Heller přejmenoval bakterii Weinbergillus histolyticusa o rok později Bergey, Harrison a kol. překlasifikoval to jako Clostridium histolyticum.[1]

Mikrobiologie

Clostridium histolyticum lze izolovat z půdy během rané fáze kultivace půdy zahřátím vzorku na 60 ° C po dobu 30 minut. C. histolyticum lze umístit na agar Zeisslerovy desky a vypadat jako rosné kolonie drsné nebo hladké morfologie obklopené zónou slabé hemolýza.[2] Na krevním agaru vypadají kolonie malé, drsné, nepravidelně kulaté a jsou obklopeny zónou slabé hemolýzy.[3] Tyto bakterie mají tendenci se shlukovat v párech nebo krátkých řetězcích a jsou to tyčinky o velikosti 3-5 μm x 0,5-0,7 μm. Buňky jsou bohatě bičíkovité a velmi pohyblivé. Clostridium histolyticum produkuje velké endospory a jsou asacharolytické a proteolytické.[1] Tato bakterie je anaerobní, avšak minimálního růstu lze dosáhnout pomocí aerobní kultury.[3]

Clostridium histolyticum je obtížné kultivovat, protože růst je inhibován cukry a spory nejsou příliš odolné vůči teplu.[4] V nátěrech na rány C. histolyticum velmi se podobá C. perfringens, ale bez tobolky z C. perfringens. To může narušit diagnostiku C. histolyticum infekce.[3]

Toxigenicita

Studie ukázaly, že toxigenicita kmene Clostridium histolyticum přímo souvisí s jeho sporulující silou: čím vyšší je sporulační účinnost, tím toxigennější je kmen. Navíc toxigenní kmeny mají větší růstový potenciál než méně toxigenní nebo netoxigenní kmeny. Hladké poddruhy C. histolyticum zřejmě vykazují vyšší toxigenicitu než drsné poddruhy.[2]

Toxiny z C. histolyticum

Clostridium histolyticum produkuje pět toxinů: alfa, beta, gama, delta a epsilon.

Alfa-toxin

Alfa-toxin je hlavním toxigenním faktorem C. histolyticum. Po vstříknutí do svalu může u laboratorních zvířat během několika hodin způsobit smrt. Alfa-toxin je a nekrotizující, ale ne hemolytický, toxin. Tento toxin je vylučován, protože je izolován z filtrátů C. histolyticum kultur. Je neutralizován antiséry produkovanými proti toxickým filtrátům z C. septicum kultur křížovou neutralizací.[4] Alfa-toxin je navíc snadno inaktivován proteolytickými enzymy. Bylo prokázáno, že pouze asi 29% C. histolyticum kmeny izolované z půdy skutečně produkují tento alfa-toxin.[2]

Beta-toxin

Beta-toxin C. histolyticum je skupina sedmi kolagenázy. Kolagenázy jsou metaloproteázy zinku, které se štěpí kolagen a želatinu na malé fragmenty. Sedm kolagenáz je alfa, beta, gama, delta, epsilon, zeta a eta. Dále jsou identifikovány podle jejich molekulárních hmot (68, 115 791 110, 125 a 130 kDa), aby se odlišily od pěti toxinů. Beta-toxin hraje hlavní roli v patogenitě C. histolyticum, díky své schopnosti ničit kolagenová vlákna v těle a způsobit nekrózu. Bylo prokázáno, že beta-toxin vyvolává krvácení při umístění na povrch plic zvířat, krvácení a edém při injekci do krysích tlapek a smrtelné intrapulmonální krvácení při intravenózní injekci zvířatům.[4]

Gama-toxin

Gama-toxin je aktivován cysteinem proteináza že trávení skrývá prášek, želatinu a kasein. Není aktivní proti kolagenu. Molekulová hmotnost gama-toxinu je 50 000 Da.[4]

Delta-toxin

Delta-toxin je elastáza aktivováno ionty Ca2 +. Tento proteolytický enzym je inhibován cysteinem a reverzibilně inaktivován redukčními činidly. Molekulová hmotnost je mezi 10 a 50 kDa.[4]

Epsilon-toxin

Epsilon-toxin je hemolyzin labilní vůči kyslíku podobný θ-toxinu z C. perfringens a δ-toxiny z C. septicum, a C. novyi.[4]

Proteinázy

Toxigenní kmeny C. histolyticum vylučují proteinázy a kolagenázy, které mohou degradovat a nekrotizovat orgány a svaly v lidském těle. Clostridium histolyticum proteinázy, včetně gama- a delta-toxinu, štěpí nativní a denaturované proteiny na aminokyseliny produkcí amoniaku. Mohou také srážet mléko a později trávit sraženinu a hemolyzovat ovčí krev.[1] Proteinázy jsou schopné trávit popáleniny eschars a mohou být užitečné při odstraňování popálenin z ran.[5] Samy o sobě C. histolyticum proteinázy gama-toxin a delta-toxin nejsou v lidském těle aktivní. Zdá se, že napadají pouze kolagenní materiál, který je již částečně degradován beta-toxinem, a pomáhají při výživě C. histolyticum.[3]

C. histolyticum proteinázy jsou jedinečné svou účinností přeměny tkáňových proteinů na aminokyseliny a peptidy. Dále jsou tyto enzymy jedinečné v tom, že neprodukují isokyseliny (kyselina isomáselná a kyselina isokapronová) jako konečné metabolické produkty.[2]

Kolagenáza

Kolagenáza clostridium histolyticum je vylučována bakterií a může zničit pojivovou tkáň svalů. Tato kolagenáza byla použita k léčbě Dupuytrenova kontraktura, choroba patologické produkce a ukládání kolagenu v rukou. Toto onemocnění způsobuje flexe kontraktur kloubů, což výrazně omezuje funkci rukou, nejčastěji v prstenci a malíčcích. Studie prokázaly, že injekce kolagenázy clostridium histolyticum významně snižuje kontraktury lýzou kolagenu a narušením stahovaných šňůr. Toto ošetření obnovilo kontrakce prstů do plného prodloužení 30 dní po poslední injekci do 64% kloubů injikovaných kolagenázou costridium histolyticum. Nežádoucí účinky jsou mírné a tato léčba je upřednostňována před chirurgickými možnostmi, protože po léčbě není nutná žádná rozsáhlá terapie rukou. Collagenase clostridium histolyticum vyrábí a uvádí na trh společnost Endo Pharmaceuticals v USA a na trh společnost SOBI v EU. Dohoda Auxilium / SOBI a společností Actelion v Kanadě a Austrálii Dohoda Auxilium / Actelion.

Role v nemoci

Clostridium histolyticum vylučuje silné exotoxiny, které mají proteolytické a nekrotizující vlastnosti a způsobují těžkou lokální nekrózu. Existuje však několik případů lidské infekce tímto druhem. Od roku 1984 do roku 2004 byl zaznamenán pouze jeden případ C. histolyticum byla hlášena nekrotizující infekce u zemědělského pracovníka se zraněním rozdrcenou rukou.[6]

V roce 2000 byla diagnostikována 18letá uživatelka drog v Turecku infekční endokarditida zapříčiněno C. histolyticum. Jednalo se o první zdokumentovaný případ, kdy byla tato bakterie identifikována jako příčina infekční endokarditidy. Všechny diagnostické testy v tomto případě byly negativní nebo normální, dokud nebyla identifikována anaerobní krevní kultura C. histolyticum jako infekční agens izolovaný z tkáně srdeční chlopně.[7]

Studie z roku 2002 o střevní flóře pacientů se zánětlivým onemocněním střev (IBD) zjistila, že u pacientů, kteří měli ulcerózní kolitida, forma IBD, bylo 21% z celkového počtu bakterií v tlustém střevě Clostridium histolyticum. Kontrolní vzorek tento druh vůbec neobsahoval. U zdravých dospělých je množství druhů clostridia ve stolici zřídka vyšší než 106 buněk / g stolice, méně než 1% celkové flóry. To naznačuje C. histolyticum může hrát roli v patogenezi ulcerózní kolitidy jako domnělých patogenů.[8]

V roce 2004 došlo k vypuknutí C. histolyticum infekce v nekrotických lézích u 11 injekčních uživatelů drog v Anglii a Skotsku. Všichni pacienti byli uživateli heroinu a drogu si injekčně aplikovali do svalu, nikoli do žíly. To se myslelo C. histolyticum spory kontaminovaly dávku heroinu v rané fázi výroby a přežily výrobní proces, než byly distribuovány po Velké Británii.[6]

Diagnostika a léčba infekce

C. histolyticum může způsobit plynovou gangrénu, akutní infekci bolesti, horečky, myonekrózy a masivního otoku. Pokud není pod kontrolou, může infekce vést k systémové toxemii, multiorgánovému selhání nebo dokonce k smrti. Dále může tato infekce během několika hodin pokročit v život ohrožující.[9]

Zatímco gangréna plynu je snadno diagnostikována viditelnou nekrózou a charakteristickým zápachem, identifikace Clostridium histolyticum protože původce je obtížnější. S výjimkou proteinových testů jsou všechny běžně používané kultivační testy negativní.[4] Produkce plynu je malá nebo žádná a tato bakterie je negativní na reakce lecitinázy a lipázy. K identifikaci jsou nezbytné anaerobní krevní kultury C. histolyticum infekce.[10]

U většiny infekcí klindamycin a penicilin léčba se doporučuje. Dále může být při nekrotizujících infekcích způsobených více druhy použit koktejl antimikrobiálních látek zaměřených na aerobní a anaerobní grampozitivní a gramnegativní bakterie. C. histolyticum.[10] C. histolyticum je také citlivý na metronidazol a imipenem.[7] Pokročilé infekce plynovou gangrénou způsobené C. histolyticum však mohou být léčitelné pouze amputací infikované končetiny.

Viz také

Reference

  1. ^ A b C Oakley CL, Warrack GH (1950). „Alfa, beta a gama antigeny Clostridium histolyticum (Weinberg & Séguin, 1916)“. J. Gen. Microbiol. 4 (3): 365–373. doi:10.1099/00221287-4-3-365. PMID  14778941.
  2. ^ A b C d Nishida S, Imaizumi M (1966). "Toxigenicita Clostridium histolyticum". J Bacteriol. 91 (2): 477–483. doi:10.1128 / JB.91.2.477-483.1966. PMC  314883. PMID  5935337.
  3. ^ A b C d MacLennan JD (1962). "Histotoxické klostridiální infekce člověka". Bacteriol Rev. 26 (2_Pt_1–2): 117–274. doi:10.1128 / MMBR.26.2_Pt_1-2.177-274.1962. PMC  441149. PMID  14468017.
  4. ^ A b C d E F G Hatheway, CL (1990). "Toxigenic Clostridia". Clin Microbiol Rev. 3 (1): 86–87. doi:10.1128 / CMR.3.1.66. PMC  358141. PMID  2404569.
  5. ^ Jozwiak, J; Komar A; Jankowska E; Martirosian G (2005). "Stanovení cytotoxického účinku Clostridium histolyticum kultivační supernatant na HeLa buňkách v přítomnosti inhibitorů proteázy ". FEMS Immunol Med Microbiol. 45 (2): 137–142. doi:10.1016 / j.femsim.2005.03.005. PMID  16051065.
  6. ^ A b Brazier, JS; Gal M; Hala V; Morris TE (2004). "Nákaza Clostridium histolyticum infekce u injekčních uživatelů drog v Anglii a Skotsku “. Euro Surveill. 9 (9): 15–16. doi:10.2807 / esm.09.09.00475-en. PMID  15381836.
  7. ^ A b Durmaz, B; Agel HE; Sonmez E; Turkoz R; Aydin E (2000). "Infekční endokarditida způsobená clostridium histolyticum". Clin Microbiol Infect. 6 (10): 561–563. doi:10.1046 / j.1469-0691.2000.00110.x. PMID  11168053.
  8. ^ Kleessen, B; Kroesen AJ; Buhr HJ; Blunt M (2002). "Slizniční a napadající bakterie u pacientů se zánětlivým onemocněním střev ve srovnání s kontrolami". Scand J Gastroenterol. 37 (9): 1034–1041. doi:10.1080/003655202320378220. PMID  12374228. S2CID  10819885.
  9. ^ Flores-Díaz, M; Alape-Girón A (2003). "Role Clostridium perfringens fosfolipáza C v patogenezi plynové gangrény “. Toxicon. 42 (8): 979–986. doi:10.1016 / j.toxicon.2003.11.013. PMID  15019495.
  10. ^ A b Stevens, DL; Bisno AL; Komory HF; Everett ED; Dellinger P; Goldstein EJC; Gorbach SL; Hirschmann JV; Kaplan EL; Montoya JG; Wade JC (2005). „Praktické pokyny pro diagnostiku a léčbu infekcí kůže a měkkých tkání“. Clin Infect Dis. 41 (10): 1373–406. doi:10.1086/497143. PMID  16231249.

externí odkazy