Гемолитический стафилококк - Staphylococcus haemolyticus

Гемолитический стафилококк
Staphylococcus haemolyticus.png
Научная классификация редактировать
Домен:Бактерии
Тип:Фирмикуты
Класс:Бациллы
Заказ:Бациллы
Семья:Стафилококковые
Род:Стафилококк
Разновидность:
С. haemolyticus
Биномиальное имя
Гемолитический стафилококк
Шлейфер и Клоос, 1975[1]

Гемолитический стафилококк является членом коагулаза -отрицательные стафилококки (CoNS).[2] Это часть кожная флора людей,[3] и его самые большие популяции обычно находятся в подмышечные впадины, промежность, и паховый области.[4] С. haemolyticus также колонизирует приматы и домашние животные.[4] Это хорошо известный условно-патогенный микроорганизм, и является вторым по частоте изолированным CoNS (S. epidermidis это первое).[5] Инфекции могут быть локальными или системными и часто связаны с введением медицинское оборудование.[6][7][8] Очень устойчивый к антибиотикам фенотип и способность формировать биопленки делать С. haemolyticus трудный возбудитель лечить.[5] Наиболее близкородственные виды, если Staphylococcus borealis[9].

Биология и биохимия

С. haemolyticus неподвижен, неспорообразующий, факультативно анаэробный, и Грамположительный. Клетки обычно кокковидный и колеблются от 0,8 до 1,3 мкм в диаметре. Он живет на самых разных субстраты, в том числе глюкоза, глицерин, мальтоза, сахароза, и трегалоза. Он также дает положительный результат на производство ацетоина, аргинин, дигидролаза, бензидин, каталаза, гемолиз, и липаза; он дает отрицательный результат на коагулаза, ДНКаза, орнитиндекарбоксилаза, фосфатаза, уреаза, и оксидаза.[2]

Условия роста

Оптимальный рост происходит при температуре от 30 до 40 ° C в присутствии кислород и 10% NaCl. Однако некоторые штаммы могут расти при температуре от 18 до 45 ° C. Рост при 15 ° C или 15% NaCl плохой или отсутствует.[2]

Структура генома

В С. haemolyticus геном штамма JCSC1435 содержит 2,685,015 бп хромосома и три плазмиды из 2300 бп, 2,366 бп, и 8 180 бп. В хромосома сопоставима по размеру с S. aureus и S. epidermidis и содержит аналогичный Содержание G + C. Кроме того, большая часть открытые рамки для чтения (ORF) сохраняются у всех трех видов. В среднем, ортологичный ORF идентичны на 78%. Однако, С. haemolyticus действительно имеет уникальные участки хромосом, распределенные около ORIC (в начало репликации хромосомной ДНК ), и эти регионы вместе именуются «oriC Environment».[10]

Как уже отмечалось, некоторые С. haemolyticus ORF отличаются от S. aureus и S. epidermidis. Некоторые из этих ORF кодируют генные продукты с известными биологическими особенностями, такими как регуляция Синтез РНК, транспортировка рибоза и рибитол, и основные компоненты нуклеиновая кислота и клеточная стенка тейхоевая кислота биосинтез. Другие уникальные ORF, вероятно, кодируют продукты, связанные с бактериальным патогенез и по крайней мере три из этих ORF показывают гомология к стафилококкам гемолизины.[10]

В С. haemolyticus геном также содержит много инсерционные последовательности (ISs). Эти Элементы IS может способствовать частым геномным перестройкам, которые ускоряют диверсификацию вида. Теоретически эти адаптации могут помочь С. haemolyticus преодолеть неблагоприятные последствия химического воздействия (например, использование антибиотики ). В таблице ниже содержится список генов, которые, как известно, связаны с С. haemolyticus устойчивость к антибиотикам.[10][11]

Учебный классПротивомикробный агентMIC (мг / л)ORF Я БЫГен имяТоварРасположение
ПенициллиныОксациллин>512SH0091МЕКАПенициллин-связывающий белок 2 'ΨSCCmec (h1435)
Ампициллин64SH1764blaZβ-лактамазаTn552
метициллинМЕКАПенициллин-связывающий белок 2 'ΨSCCmec (h1435)
ЦефалоспориныЦефтизоксим>512SH0091МЕКАПенициллин-связывающий белок 2 'ΨSCCmec (h1435)
МакролидыЭритромицин>512pSHaeB1ermCрРНК аденин-N-6-метилтрансферазаПлазмида pSHaeB
SH2305msrSAАТФ-зависимая система оттокаπSh1
SH2306миль / часBMМакролид 2'-фосфотрансферазаπSh1
ХинолоныОфлоксацин8SH0006gyrAДНК-гираза (топоизомераза II ) субъединица А (точечная мутация C7313T)
SH1553parC (grlA)Топоизомераза IV субъединица А (точечная мутация G1598138A)
ТетрациклиныТетрациклин2
Миноциклин0.5
АминогликозидыКанамицин>512SH1611aacA-aphDБифункциональная аминогликозид N-ацетилтрансфераза и аминогликозид фосфотрансферазаТн4001
Тобрамицин16SH1611aacA-aphDБифункциональныйТн4001
Гентамицин64SH1611aacA-aphDБифункциональныйТн4001
ГликопептидыВанкомицин4
Тейкопланин64
ФосфомицинФосфомицин>512pSHaeA1fosBГлутатион трансферазаПлазмида pSHaeA

Клеточная стенка

Как и другие Грамположительный микробы, С. haemolyticus имеет толстую, довольно однородную, клеточная стенка (60-80 нм) состоит из пептидогликан, тейхоевая кислота, и белок. Пептидогликан группы А3 (с L-лизин как диаминовая кислота в позиции 3 пептид подразделение и глицин -богатый межпептидный мостик) является характерной чертой этого микроба, и два преобладающих поперечных мостика - это COOH-Gly-Gly-Ser-Gly-Gly-NH2 и COOH-Ala-Gly-Ser-Gly-Gly-NH2.[2][12] Изменения этих поперечных мостиков участвуют в устойчивости к гликопептидам.[12] С. haemolyticus тейхоевые кислоты вода полимеры с повторением фосфодиэфир группы, ковалентно связанные с пептидогликаном. Пептидогликан тип L-Lys-Gly 3,5-4,0, L-Ser0,9-1,5 Тейхоевая кислота содержит оба глицерин и N-ацетилглюкозамин. Основными жирными кислотами клеточной стенки являются CBr-15, CBr-17, C18 и C20.[2]

Капсула

Определенные штаммы С. haemolyticus способны производить капсульный полисахарид (CP).[10][13] С. haemolyticus штамм JCSC1435 содержит капсула оперон расположен в «oriC Environment».[10] Этот оперон содержит 13 ORF в 14 652-бп регион и называется кепкаш локус. Первые семь гены из кепкаш (capAш через capGш) находятся гомологичный к S. aureus cap5 или cap8 локус. Однако, capH через capM уникальны для С. haemolyticus,[10] и этот регион кодирует ферменты для уникального остатка тридеоксисахара, который N-ацилирован аспарагиновая кислота.[13]

Производство CP находится под влиянием питательная среда и фаза роста. Выращивание в триптический соевый бульон (TSB)], TSB с 1% глюкоза, отвар мозгового сердца, или бульон Columbia с 2% NaCl способствует производству CP; культивирование на чашках с колумбийским соляным агаром неоптимально. Только следовые количества CP генерируются до конца экспоненциальной фазы, а максимальная скорость производства CP не происходит до ранней стационарной фазы.[13]

CP считается фактор вирулентности потому что он обеспечивает сопротивление против дополнять -опосредованный полиморфноядерный нейтрофил фагоцитоз.

Образование биопленки

Умение придерживаться медицинское оборудование и впоследствии сформировать биопленки является основным фактор вирулентности связана с С. haemolyticus.[3][5][14][15] Образование биопленки увеличивает устойчивость к антибиотикам[5][14][15] и часто приводит к стойким инфекциям.[16][17] С. haemolyticus биопленки не зависят от полисахаридного межклеточного адгезина (PIA), и отсутствие ica оперон (в ген кластер, который кодирует продукцию PIA) может использоваться для различения С. haemolyticus изоляты от других видов CoNS.[3][13][15]

На формирование биопленки влияет множество факторов, в том числе: углеводы, белки, и внеклеточный ДНК. Анализы отслоения с NaIO4, протеиназа К, или же ДНКаза приводят к отслоению 38%, 98% и 100% соответственно. Высокий уровень отслоения, связанный с обработкой ДНКазой, привел к тому, что несколько авторов предложили межклеточный и / или межклеточный адгезия функция внеклеточной ДНК. На формирование биопленок также влияет присутствие глюкозы и NaCl. Образование биопленок усиливается при культивировании в TSB с 1% глюкозы и снижается при культивировании в TSB с 3% NaCl.[15] Производство капсульный полисахарид уменьшает образование биопленок.[13]

Субингибирующие концентрации (субингиб.минимальные ингибирующие концентрации ) антибиотика диклоксациллин также влияют на рост С. haemolyticus биопленки. Биопленки, образующиеся в присутствии субингибирующих концентраций диклоксациллин содержать меньше биомасса и иметь измененный состав. Они тоньше, меньше покрывают площадь поверхности, и меньше гидрофобный, но они также обладают повышенным уровнем устойчивости к диклоксациллину.[14]

Токсины

Немного С. haemolyticus напряжения производить энтеротоксины (SE) и / или гемолизины.[10][18] В исследовании 64 С. haemolyticus штаммов, продукция SEA, SEB, SEC и / или SEE была отмечена (отсутствовал только SED). Кроме того, 31,3% штаммов продуцируют как минимум один тип энтеротоксин.[18]

Идентификация

С. haemolyticus могут быть идентифицированы на уровне видов с помощью множества ручных и автоматизированных методов. Наиболее часто используются: эталонный метод (на основе тестов роста), API ID 32 Staph (bioMe´rieux), Staph-Zym (Rosco), UZA (быстрый 4-часовой метод) и полимеразной цепной реакции и электрофоретический анализ 16S рРНК, hsp60, или sodA последовательность гена. Предпочтение того или иного метода обычно зависит от удобства, экономики и требуемой специфичности (некоторые виды имеют идентичную 16S рРНК).[7][19] Наиболее близкородственные виды С. haemolyticus является Staphylococcus borealis[20].

МетодПроведенные тестыИнтерпретация
Ссылка16 стандартных тестов роста, включая: пигмент колоний, ДНКазу, щелочную фосфатазу, орнитиндекарбоксилазу, уреазу, продукцию ацетоина, чувствительность к новобиоцину, устойчивость к полимиксину и выработку кислоты из D-трегалозы, D-маннита, D-маннозы, D-туранозы, D- ксилоза, D-целлобиоза, мальтоза и сахарозаРезультаты сравниваются с литературой по видам стафилококков.[19]
API ID 32 Staph (bioMe´rieux)Бактериальная суспензия добавляется в набор лунок, содержащих высушенные субстраты для 26 колориметрических тестов.После 24 часов инкубации при 37 ° C и добавления нескольких других реагентов результаты определяются на автоматизированном компьютере с использованием программного обеспечения APILAB ID 32.[19]
Стаф-Зим (Роско)Бактериальная суспензия добавляется в мини-пробирки для проведения 10 метаболических или ферментативных тестов.Результаты определяются изменением цвета после 24 часов инкубации и тестами на чувствительность к полимиксину и новобиоцину.[19]
УЗА (быстрый 4-часовой метод)Этот метод состоит из двух этапов. Первый этап состоит из трех тестов, измеряемых после четырехчасовой инкубации при 37 ° C: образование кислоты из D-трегалозы, уреазы и щелочной фосфатазы. Второй этап включает четыре возможных теста, которые проводятся по мере необходимости после 24 часов инкубации при 37 ° C. Это орнитиндекарбоксилаза, чувствительность к новобиоцину, чувствительность к фосфомицину и анаэробный рост.Результаты сравниваются с литературой по видам стафилококков.[19]
ПЦР и электрофорезИспользует специфичные для гена вырожденные праймеры для амплификации фрагментов ДНК, эти фрагменты разделяются с помощью электрофореза, а затем очищаются для секвенирования ДНК.Результаты определяются анализом последовательности[7]

Клиническое значение

С. haemolyticus является вторым наиболее клинически изолированным CoNS (S. epidermidis является первым) и считается важным нозокомиальный возбудитель.[21] Инфекции человека включают: собственный клапан эндокардит, сепсис, перитонит, и мочеиспускательный канал, рана, кость, и суставные инфекции.[3][4][5][13] Редкие инфекции мягких тканей обычно возникают у с ослабленным иммунитетом пациенты.[22] Как и другие CoNS, С. haemolyticus часто ассоциируется с вставкой инородные тела, например, протезные клапаны, шунты спинномозговой жидкости, ортопедические протезы, и внутрисосудистые, мочевые и диализные катетеры.[6][7][8] С. haemolyticus является множественная лекарственная устойчивость[23] и способны образовывать биопленки, что делает лечение инфекций особенно трудным.[17]

Инфекции, связанные с сосудистым катетером

Стафилококк на катетере

С. haemolyticus может колонизировать центральные венозные катетеры и вызвать серьезные медицинские осложнения. Колонизация происходит при С. haemolyticus мигрирует из кожи, вдоль внешней поверхности устройства или из концентратора из-за манипуляций со стороны медицинских работников. В любом случае существует высокая вероятность того, что микроб сформирует биопленку. Эти инфекции могут оставаться локализованными или стать системными (например, бактериемия). Тяжесть инфекции варьируется в зависимости от типа катетер, частота манипуляций и факторы вирулентности из С. haemolyticus напряжение. Удаление катетера обычно считается лучшим лечением, но это не всегда возможно. В качестве альтернативы, ванкомицин или тейкопланин можно вводить.[8] Последние данные свидетельствуют о том, что гликопептиды можно дополнить β-лактамы работать синергетически.[21]

Устойчивость к антибиотикам

С. haemolyticus имеет самый высокий уровень устойчивости к антибиотикам среди CoNS.[15] Различные штаммы устойчивы к одному или нескольким из них. антибиотики: пенициллины, цефалоспорины, макролиды, хинолоны, тетрациклины, аминогликозиды, гликопептиды, и фосфомицин (см. таблицу в структуре генома),[5][10][23][24] и множественная лекарственная устойчивость обычное дело.[23] Как указано выше, начали появляться даже устойчивые к гликопептидам (ванкомицин и тейкопланин) штаммы.[6][21][25][26]

Рекомендации

  1. ^ Schleifer, K. H .; Клоос, В. Э. (1975). «Выделение и характеристика стафилококков из кожи человека I. Исправленные описания Staphylococcus epidermidis и Staphylococcus saprophyticus и описания трех новых видов: Staphylococcus cohnii, Staphylococcus haemolyticus и Staphylococcus xylosus». Международный журнал систематической бактериологии. 25 (1): 50–61. Дои:10.1099/00207713-25-1-50. ISSN  0020-7713.
  2. ^ а б c d е Поль Де Вос; Джордж Гаррити; Дороти Джонс; Ноэль Р. Криг; Вольфганг Людвиг; Фред А. Рейни; Карл-Хайнц Шлейфер; Уильям Б. Уитмен, ред. (2009). Руководство Берджи по систематической бактериологии. 3 Фирмикуты (2-е изд.). Springer-Verlag. ISBN  978-0-387-95041-9.
  3. ^ а б c d де Сильва; и другие. (2002). «Оперон ica и производство биопленок у коагулазонегативных стафилококков, связанных с носительством и заболеванием, в отделении интенсивной терапии новорожденных». Журнал клинической микробиологии. 40 (2): 382–388. Дои:10.1128 / см. 40.02.382-388.2002. ЧВК  153361. PMID  11825946.
  4. ^ а б c Fischetti, A .; Novick, R.P .; Ферретти, Дж. Дж .; Портной, Д. А .; Rood, J. I .; Лина, Г .; Etienne, J .; Ванденеш Ф. (2000). «Биология и патогенность стафилококков, кроме Staphylococcus aureus и Staphylococcus epidermidis». Грамположительные возбудители. Вашингтон, округ Колумбия: ASM Press. С. 450–462. ISBN  978-1-55581-166-2.
  5. ^ а б c d е ж де Аллори; и другие. (2006). «Устойчивость к противомикробным препаратам и образование биопленок в клинических изолятах коагулазонегативных штаммов стафилококка». Биол. Pharm. Бык. 29 (8): 1592–1596. Дои:10.1248 / bpb.29.1592. PMID  16880610.
  6. ^ а б c Фальконе; и другие. (2006). «Использование тейкопланина и появление Гемолитический стафилококк: есть ссылка? ". Clin Microbiol Инфекция. 12 (1): 96–97. Дои:10.1111 / j.1469-0691.2005.01307.x. PMID  16460556.
  7. ^ а б c d Пойярт; и другие. (2001). "Быстрая и точная идентификация на уровне видов коагулазонегативных стафилококков с помощью газировка Джин как мишень ». Журнал клинической микробиологии. 39 (12): 4296–4301. Дои:10.1128 / JCM.39.12.4296-4301.2001. ЧВК  88539. PMID  11724835.
  8. ^ а б c Viale, P .; Стефани, С. (2006). «Сосудистые катетер-ассоциированные инфекции: микробиологические и терапевтические обновления». J Chemother. 18 (3): 235–49. Дои:10.1179 / joc.2006.18.3.235. PMID  17129833. S2CID  25108301.
  9. ^ Боль, Мария; Волден, Руна; Хаэн-Лучоро, Даниэль; Сальва-Серра, Франсиско; Иглесиас, Беатрис Пиньейро; Карлссон, Роджер; Клингенберг, Клаус; Кавана, Джорун Полин (13.10.2020). «Staphylococcus borealis sp. Nov., Выделенный из кожи и крови человека». Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии. Дои:10.1099 / ijsem.0.004499. ISSN  1466-5026.
  10. ^ а б c d е ж грамм час Такеучи; и другие. (2005). «Полногеномное секвенирование Staphylococcus haemolyticus раскрывает крайнюю пластичность его генома и эволюцию видов стафилококков, колонизирующих человека». Журнал бактериологии. 187 (21): 7292–7308. Дои:10.1128 / JB.187.21.7292-7308.2005. ЧВК  1272970. PMID  16237012.
  11. ^ Бушами; и другие. (2011). «Устойчивость к антибиотикам и молекулярная характеристика клинических изолятов метициллин-резистентных коагулазонегативных стафилококков, выделенных от пациентов с бактериемией в онкогематологии». Фолиа Микробиол. 56 (2): 122–30. Дои:10.1007 / s12223-011-0017-1. PMID  21431912. S2CID  33021913.
  12. ^ а б Заготовка-клейн; и другие. (1996). «Синтез и структура пептидогликана в Гемолитический стафилококк Выражение повышенного уровня устойчивости к гликопептидным антибиотикам ». Журнал бактериологии. 178 (15): 4696–4703. Дои:10.1128 / jb.178.15.4696-4703.1996. ЧВК  178241. PMID  8755902.
  13. ^ а б c d е ж Флахаут; и другие. (2008). «Структурные и биологические характеристики капсульного полисахарида, производимого Гемолитический стафилококк". Журнал бактериологии. 190 (5): 1649–1657. Дои:10.1128 / JB.01648-07. ЧВК  2258659. PMID  18165309.
  14. ^ а б c Cerca; и другие. (2005). «Сравнительная оценка чувствительности к антибиотикам коагулазонегативных стафилококков в биопленке по сравнению с планктонной культурой по данным подсчета бактерий или быстрой колориметрии XTT». J Antimicrob Chemother. 56 (2): 331–336. Дои:10.1093 / jac / dki217. ЧВК  1317301. PMID  15980094.
  15. ^ а б c d е Фредхейм; и другие. (2009). «Формирование биопленок Гемолитический стафилококк". Журнал клинической микробиологии. 47 (4): 1172–1180. Дои:10.1128 / JCM.01891-08. ЧВК  2668337. PMID  19144798.
  16. ^ Костертон; и другие. (1999). «Бактериальные биопленки: частая причина стойких инфекций». Наука. 284 (5418): 1318–1322. Bibcode:1999Научный ... 284.1318C. Дои:10.1126 / science.284.5418.1318. PMID  10334980.
  17. ^ а б Клингенберг; и другие. (2007). «Стойкие штаммы коагулазонегативных стафилококков в отделении интенсивной терапии новорожденных: факторы вирулентности и инвазивность». Clin Microbiol Инфекция. 13 (11): 1100–11. Дои:10.1111 / j.1469-0691.2007.01818.x. PMID  17850346.
  18. ^ а б Валле; и другие. (1990). «Производство энтеротоксина стафилококками, выделенными из здоровых коз». Прикладная и экологическая микробиология. 56 (5): 1323–1326. Дои:10.1128 / AEM.56.5.1323-1326.1990. ЧВК  184403. PMID  2339886.
  19. ^ а б c d е Я даже; и другие. (1995). «Быстрый и экономичный метод определения видов клинически значимых коагулазонегативных стафилококков». Журнал клинической микробиологии. 33 (5): 1060–1063. Дои:10.1128 / JCM.33.5.1060-1063.1995. ЧВК  228104. PMID  7615705.
  20. ^ Боль, Мария; Волден, Руна; Хаэн-Лучоро, Даниэль; Сальва-Серра, Франсиско; Иглесиас, Беатрис Пиньейро; Карлссон, Роджер; Клингенберг, Клаус; Кавана, Джорун Полин (13.10.2020). «Staphylococcus borealis sp. Nov., Выделенный из кожи и крови человека». Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии. Дои:10.1099 / ijsem.0.004499. ISSN  1466-5026.
  21. ^ а б c К. Виньяроли; Ф. Бьяваско; П. Э. Варальдо (2006). «Взаимодействие между гликопептидами и β-лактамами против изогенных пар тейкопланинов-чувствительных и устойчивых штаммов Гемолитический стафилококк". Противомикробные препараты и химиотерапия. 50 (7): 2577–2582. Дои:10.1128 / AAC.00260-06. ЧВК  1489795. PMID  16801450.
  22. ^ Ролстон К.В., Бодей Г.П. (2003). «Инфекции у онкологических больных». В Kufe DW et al. (ред.). Онкология (6-е изд.). BC Decker. ISBN  978-0-9631172-1-2.
  23. ^ а б c Фроггатт Дж. В., Джонстон Дж. Л., Галетто Д. В., Арчер Г. Л. (1989). «Устойчивость к противомикробным препаратам внутрибольничных изолятов Staphylococcus haemolyticus». Противомикробные агенты Chemother. 33 (4): 460–6. Дои:10.1128 / aac.33.4.460. ЧВК  172460. PMID  2729941.
  24. ^ Рапони; и другие. (2005). «Антимикробная чувствительность, биохимические и генетические профили штаммов Staphylococcus haemolyticus, выделенных из кровотока пациентов, госпитализированных в отделения интенсивной терапии». J Chemother. 17 (3): 264–9. Дои:10.1179 / joc.2005.17.3.264. PMID  16038519. S2CID  22579239.
  25. ^ Chiew; и другие. (2007). «Обнаружение гетерорезистентного к ванкомицину Staphylococcus haemolyticus и промежуточного резистентного к ванкомицину Staphylococcus epidermidis с помощью скринингового агара с ванкомицином». Патология. 39 (3): 375–7. Дои:10.1080/00313020701330441. PMID  17558874.
  26. ^ Серадски, Кшиштоф; Виллари, Паоло; Томаш, Александр (1998). «Снижение восприимчивости к тейкопланину и ванкомицину среди коагулазо-отрицательных метициллин-устойчивых клинических изолятов стафилококков». Противомикробные препараты и химиотерапия. 42 (1): 100–107. Дои:10.1128 / AAC.42.1.100. ЧВК  105463. PMID  9449268.

внешняя ссылка