Streptococcus zooepidemicus - Streptococcus zooepidemicus

Streptococcus zooepidemicus
Vědecká klasifikace
Doména:
Bakterie
Kmen:
Firmicutes
Třída:
Bacilli
Objednat:
Lactobacillales
Rodina:
Streptococcaceae
Rod:
Streptococcus
Druh:
S. zooepidemicus
Binomické jméno
Streptococcus zooepidemicus

Streptococcus zooepidemicus je Lancefield skupina C. streptokok který byl poprvé izolován v roce 1934 P. R. Edwardsem a pojmenován Animal pyogens A.[1] Je to slizniční komenzální a oportunní patogen, který infikuje několik zvířat a lidí, ale nejčastěji je izolován z dělohy klisen. Je to poddruh Streptococcus equi, nakažlivá infekce horních cest dýchacích koní, a sdílí více než 98% homologie DNA, stejně jako mnoho stejných faktorů virulence.[2]

Morfologie

Streptococcus zooepidemicus jsou grampozitivní, nesporulující, nepohyblivý, kataláza a oxidázy negativní koky. S. zooepidemicus je zapouzdřený s kapsulárním polysacharidem obsahujícím kyselinu hyaluronovou a fakultativní anaeroby.[3] Buňky se obvykle tvoří v párech nebo jako dlouhé řetězce. Jsou-li kolony umístěny na agar, mají obvykle průměr 0,5 - 1,5 mm, jsou kruhové a neprůhledné. Mají také hladký povrch a konvexní převýšení. Jeho optimální teplota růstu je 37 stupňů Celsia.[4]

Biochemie

Hemolýza na krevním agaru je beta-hemolytický. Fermentuje D-glukózu, laktózu, maltózu, sacharózu, salicin, D-sorbitol a škrob, ale je negativní pro ostatní, jako je D-mannitol, glycerol a inulin. S. zooepidemicus je také pozitivní na Ala-Phe-Pro, leucin a tyrosin arylamidáza, které všechny katalyzují hydrolýzu aminokyselinových zbytků z amino konce polypeptidových řetězců. Antibiotikum moudré, S. zooepidemicus je vysoce citlivý na penicilin, obvykle se používá k léčbě, stejně jako na ampicilin a erythromycin, ale je extrémně rezistentní na novobiocin, optochin a tribrissen.[4]

Genomická struktura

The genom z S. zooepidemicus je jediný kruhový chromozom s 2 024 171 párů bází. The Obsah G + C. genomu je 42,59%, velmi blízká hodnotě S. equi, která je na horním konci rodu pro obsah G + C. Má 1961 předpovězených sekvencí kódujících proteiny, s průměrnou délkou každý 879 párů bází, a kódující přibližnou hodnotu 292 aminokyselin. Tyto kódující oblasti tvoří přibližně 85% genomu. Genom má pět operonů ribozomální RNA a 57 tRNA. Celková podobnost mezi S. zooepidemicus a S. equi, je více než 92%.[5]

S. zooepidemicus také produkuje řadu extracelulárních proteinů, dosud identifikovaných asi 100 genů, které tvoří 5% celkového genomu. Tyto geny kódující extracelulární proteiny jsou o něco delší než ostatní, každá přibližně s 478 aminokyselinami. 44 z těchto proteinů jsou povrchové proteiny ukotvené v buněčné stěně, což je vysoký počet pro druhy Streptococcus. To je jeden z faktorů, které vedou k vysoké patogenitě S. zooepidemicus.[5]

Kmeny

Známé kmeny zahrnují:[6]

  • ATCC 43079
  • CCUG 23256
  • CIPP 103228
  • DSM 20727
  • LMG 16030
  • NCDO 1358
  • NCIMB 701358
  • NCTC 4676

Metabolismus

Vedlejší produkty S. zooepidemicus kvašení je kyselina hyaluronová a kyselina mléčná. Proces fermentace je regulován výrobou kyselina hyaluronová. Pokud jsou přítomny vysoké koncentrace vedlejšího produktu kyseliny hyaluronové, bude to inhibovat produkci více fermentačního produktu. Tento fermentační proces však spotřebovává velké množství energie kvůli řadě faktorů. Mezi tyto faktory patří výrazně omezená kyselina hyaluronová, silná konkurence mezi syntézou hyaluronové a růstem buněk a kyselina mléčná jako hlavní vedlejší produkt fermentace; což také inhibuje celkový proces fermentace.[7] Protože kyselina hyaluronová je důležitá pro virulence z S. zooepidemicus, stejně jako cenná komerční produkce, se produkce kyseliny hyaluronové neustále snaží zvýšit v průmyslu a v organismu.

Komerční použití kyseliny hyaluronové zahrnuje přísadu v kosmetice, pleťové výplně pro anti-stárnutí a injekce na rty, ve viskozurgii a mazací látku v artritických kloubech.[8]

Virulence

Patogenní grampozitivní bakteriální druhy se exprimují proteiny spojené s buněčnou stěnou které interagují různými způsoby s extracelulárním prostředím. Vyrábějí se proto, aby prospěly organismu pro přežití a pomohly při vzniku infekce. Přichycení k povrchu buněk epitelu je kritickým krokem při vzniku infekce a zahájení kolonizace. Celkově, S. zooepidemicus je známo, že je více patogenní než S. equi druh.[9]

Faktory virulence

Nějaký povrch buněk faktory virulence, které všechny přispívají k patogenitě S. zooepidemicus, zahrnují:

  • Proteiny SzP: podobný povrchovému M-proteinu je tento protein antifagocytický a antiopsonizační, s narušením ochrany hostitele. Toto je jeden z nejdůležitějších faktorů virulence.[10]
  • FNZ protein: váže se specificky na fibronektin, který je přítomen na většině stěn hostitelských buněk. To mu umožňuje snadno se vázat a vstupovat do buněk.[10]
  • Protein FNZ2: váže se na kolagen, který je také přítomen na stěnách hostitelských buněk, a na fibronektin (podobný FNZ).[10]
  • Protein SodA: ničí toxické volné radikály, které jsou hostitelem vytvářeny jako obranný mechanismus.[11]
  • SeM: produkuje enterotoxiny.[11]

Patologie

Streptococcus zooepidemicus je schopen infikovat mnoho různých zvířat, jako jsou koně, krávy, králíci, prasata, psi a kočky. U zvířat mohou tyto příznaky zahrnovat horečku, zánět hrudníku, lymfatických uzlin nebo břicha, bronchopneumonie, sepse, mastitida, a více.[12] U koní S. zooepidemicus je normální bakterie flóry, ale je oportunistická, a proto infikuje rány, dýchací systém a dělohu, pokud dostane příležitost. U koní, které jsou nejčastěji infikovány, způsobuje tato bakterie infekci horních cest dýchacích (spolu s dalšími příznaky). Tato infekce způsobuje u koní vysoce nakažlivé a smrtelné onemocnění. To bude způsobeno šířením nosního výtoku nebo lymfatických uzlin v krmných žlabech, podestýlce atd.[12]

Lidská nemoc

S. zooepidemicus, který je považován za zoonotický patogen, byl zřídka izolován u lidí a infekce je obvykle velmi vzácná. Je známo, že infekce jsou závažné pouze u lidí s oslabenou imunitou, zejména u starších lidí, kteří trávili čas kolem koní. Vyskytly se také případy, kdy lidé získali patogen z domácího nebo nepasterizovaného mléka nebo sýra.[2] Nejběžnější příznaky glomerulonefritida, revmatická horečka, meningitida, artritida a další, vedoucí k úmrtí několika pacientů.[2]

Záchvaty

Do roku 2017 bylo hlášeno 32 případů infekcí způsobených Streptococcus zooepidemicus.[13]

V roce 2004 se u 63letého muže vyvinula bolest a otok levého stehna, které se vyvinuly v horečky, ztuhlost a kožní vyrážku. Dva dny se u něj vyskytlo vertigo a zvracení a byl propuštěn do nemocnice, kde byl akutně ošetřen labyrinthitida, následován meningokoková sepse. Následovala hypertenze a během operace byl objeven otok levého stehenního svalu. Tato léčba pokračovala, ale pacient přešel do progresivního orgánového selhání, následovaného nekrózou svalů a ventrikulární tachykardie. Pacient později upadl do oběhového a dýchacího selhání, než zemřel do 48 hodin po propuštění do nemocnice.[14]

Stanoveny biopsie svalů S. zooepidemicus, stejně jako důkazy o neidentifikovaném superantigenovém exotoxinu, který je příčinou infekce, a syndrom podobný toxickému šoku jako příčině smrti. Vždy bylo pozoruhodné, že pacient měl častý kontakt s koňmi, prasaty a dobytkem. Tato případová studie je konkrétně zajímavá, protože silně naznačuje neidentifikovaný nový exotoxin, který pravděpodobně produkuje S. zooepidemicus.

V roce 2008 byla 59letá žena přijata na pohotovost kvůli slabosti těla a závratě ve stoje, která začala tři týdny před. Za posledních pár dní před vypuštěním také hlásila dušnost, třes v klidu, výtok z nosu a chronický kašel. Měla obrovskou historii medicíny, včetně hypertenze, cukrovky, obezity, chronické selhání ledvin, a více. Léčili ji z těžké ortostatické hypo-napětí, ale v následujících dnech si stěžoval na příznaky a měl výsledky testů, které naznačovaly meningitidu. Různé příznaky přetrvávaly téměř měsíc, dokud nebyla krevní kultura pozitivně testována Streptococcus zooepidemicus. Pacientka byla po dobu šesti týdnů léčena intravenózními antibiotiky a její stav se postupně zlepšoval. Pacientka uvedla, že na jejím pozemku byla koňská stáj, ale navštěvovala ji jen příležitostně.[15]

Reference

  1. ^ Beres SB, Sesso R, Pinto SW, Hoe NP, Porcella SF, Deleo FR, Musser JM (srpen 2008). "Sekvence genomu skupiny Lancefield C Streptococcus zooepidemicus kmen způsobující epidemickou nefritidu: nové informace o staré nemoci ". PLOS ONE. 3 (8): e3026. Bibcode:2008PLoSO ... 3.3026B. doi:10,1371 / journal.pone.0003026. PMC  2516327. PMID  18716664.
  2. ^ A b C Pelkonen S, Lindahl SB, Suomala P, Karhukorpi J, Vuorinen S, Koivula I, Väisänen T, Pentikäinen J, Autio T, Tuuminen T (červenec 2013). „Přenos infekce Streptococcus equi poddruh zooepidemicus z koní na člověka“. Vznikající infekční nemoci. 19 (7): 1041–8. doi:10,3201 / eid1907.121365. PMC  3713971. PMID  23777752.
  3. ^ Xu B, Pei X, Su Y, Ma Z, Fan H (srpen 2016). "Kapsle z Streptococcus equi subsp. zooepidemicus brání adherenci a invazi epiteliálních a endoteliálních buněk a během internalizace je oslaben “. Mikrobiologické dopisy FEMS. 363 (16): fnw164. doi:10.1093 / femsle / fnw164. PMID  27388015.
  4. ^ A b Choi S, Kim S, Cho G (30. září 2011). "Biochemické a molekulární charakteristiky Streptococcus equi subsp. zooepidemicus izolován z genitálního traktu klisen plnokrevných v Koreji ". Korejský deník veterinární služby. 34 (3): 201–208. doi:10.7853 / kjvs.2011.34.3.201.
  5. ^ A b Ma Z, Geng J, Zhang H, Yu H, Yi L, Lei M, Lu CP, Fan HJ, Hu S (říjen 2011). "Kompletní genomová sekvence kmene Streptococcus equi subsp. Zooepidemicus ATCC 35246". Journal of Bacteriology. 193 (19): 5583–4. doi:10.1128 / JB.05700-11. PMC  3187426. PMID  21914890.
  6. ^ "Streptococcus equi subsp. Zooepidemicus (kmen MGCS10565)". www.uniprot.org. Citováno 2018-04-30.
  7. ^ Vázquez JA, Montemayor MI, Fraguas J, Murado MA (červen 2010). "Výroba kyseliny hyaluronové do Streptococcus zooepidemicus v mořských vedlejších produkčních médiích z odpadních vod zpracovaných slávky a vnitřností peptonu tuňáka ". Továrny na mikrobiální buňky. 9: 46. doi:10.1186/1475-2859-9-46. PMC  2901256. PMID  20546615.
  8. ^ Sudha PN, Rose MH (2014). Příznivé účinky kyseliny hyaluronové. Pokroky ve výzkumu v oblasti výživy a výživy. 72. str. 137–176. doi:10.1016 / B978-0-12-800269-8.00009-9. ISBN  9780128002698. PMID  25081082.
  9. ^ Timoney JF (červenec 2004). „Patogenní koňské streptokoky“ (PDF). Veterinární výzkum. 35 (4): 397–409. doi:10.1051 / vetres: 2004025. PMID  15236673.
  10. ^ A b C Chalker VJ, Waller A, Webb K, Spearing E, Crosse P, Brownlie J, Erles K (červen 2012). "Genetická rozmanitost Streptococcus equi subsp. zooepidemicus a rezistence na doxycyklin u psů. Journal of Clinical Microbiology. 50 (6): 2134–6. doi:10.1128 / JCM.00719-12. PMC  3372135. PMID  22495558.
  11. ^ A b Javed R, Taku AK, Gangil R, Sharma RK (srpen 2016). "Molekulární charakterizace genů virulence Streptococcus equi subsp. Equi a Streptococcus equi subsp. zooepidemicus u koní. Veterinární svět. 9 (8): 875–81. doi:10.14202 / vetworld.2016.875-881. PMC  5021838. PMID  27651677.
  12. ^ A b Rasmussen CD, Haugaard MM, Petersen MR, Nielsen JM, Pedersen HG, Bojesen AM (duben 2013). „Izoláty Streptococcus equi subsp. Zooepidemicus z infekční endometritidy koní patří do odlišné genetické skupiny“. Veterinární výzkum. 44 (1): 26. doi:10.1186/1297-9716-44-26. PMC  3640914. PMID  23597033.
  13. ^ „Streptococcus Equi: Co chce CDC, aby vlastníci koní věděli o přenosu bakteriální infekce z koní“. Zdroj majitele koně. Citováno 2018-04-30.
  14. ^ Korman TM, Boers A, Gooding TM, Curtis N, Visvanathan K (červen 2004). „Smrtelný případ syndromu podobného toxickému šoku způsobenému streptokokem skupiny C spojeným se superantigenovým exotoxinem“. Journal of Clinical Microbiology. 42 (6): 2866–9. doi:10.1128 / JCM.42.6.2866-2869.2004. PMC  427866. PMID  15184494.
  15. ^ Poulin MF, Boivin G (2009). „Případ rozšířené infekce způsobené Streptococcus equi subspecies zooepidemicus“. Kanadský žurnál infekčních nemocí a lékařská mikrobiologie. 20 (2): 59–61. doi:10.1155/2009/538967. PMC  2706407. PMID  20514161.