Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Пневмококк
Пневмококк CDC PHIL ID1003.jpg
S. pneumoniae в спинномозговой жидкости. Пятно FA (окрашенное цифровым способом).
Научная классификация редактировать
Домен:Бактерии
Тип:Фирмикуты
Учебный класс:Бациллы
Заказ:Лактобациллы
Семья:Streptococcaceae
Род:Стрептококк
Разновидность:
S. pneumoniae
Биномиальное имя
Пневмококк
(Klein 1884) Честер 1901

Streptococcus pneumoniae , или пневмококк, представляет собой грамположительные сферические бактерии, альфа-гемолитические (в аэробных условиях) или бета-гемолитические (в анаэробных условиях) , факультативно анаэробные представители рода Streptococcus . [1] Они обычно встречаются парами ( диплококки ), не образуют спор и неподвижны. [2] В качестве важной патогенной бактерии человекаS. pneumoniae была признана основной причиной пневмонии в конце 19 века и является предметом многихисследований гуморального иммунитета .

Streptococcus pneumoniae бессимптомно присутствует у здоровых носителей, обычно колонизирующих дыхательные пути, пазухи и носовую полость . Однако у восприимчивых людей с более слабой иммунной системой , таких как пожилые люди и маленькие дети, бактерия может стать патогенной и распространиться в другие места, вызывая болезнь. Он распространяется при прямом контакте между людьми через респираторные капли и путем автоматической инокуляции у людей, переносящих бактерии в верхних дыхательных путях. [3] Это может быть причиной неонатальных инфекций . [4]

Streptococcus pneumoniae является основной причиной внебольничной пневмонии и менингита у детей и пожилых [5], а также сепсиса у ВИЧ-инфицированных . Организм также вызывает многие виды пневмококковых инфекций, помимо пневмонии . Эти инвазивные пневмококковые заболевания включают бронхит , ринит , острый синусит , средний отит , конъюнктивит , менингит , сепсис, остеомиелит , септический артрит , эндокардит., перитонит , перикардит , целлюлит и абсцесс головного мозга . [6]

Streptococcus pneumoniae можно отличить от стрептококков viridans , некоторые из которых также являются альфа-гемолитическими , с помощью оптохинового теста, поскольку S. pneumoniae чувствительна к оптохинам. S.pneumoniae , также можно отличить на основе его чувствительности к лизису с помощью желчи , так называемого «желчного теста растворимости». Инкапсулируются , грамположительным, кокковидные бактерии имеют характерную морфологию по Граму, ланцет -образных диплококков. У них есть полисахаридная капсула, которая действует как фактор вирулентности для организма; более 90 различных серотиповизвестны, и эти типы различаются по вирулентности , распространенности и степени лекарственной устойчивости .

История [ править ]

В 1881 году этот организм, известный позже в 1886 году как пневмококк [7] за его роль в качестве причины пневмонии, был впервые одновременно и независимо изолирован военным врачом США Джорджем Штернбергом [8] и французским химиком Луи Пастером . [9]

С 1920 г. микроорганизм был назван Diplococcus pneumoniae [10] из-за его характерного появления в мокроте, окрашенной по Граму . В 1974 году он был переименован в Streptococcus pneumoniae, потому что он был очень похож на стрептококки . [7] [11]

Streptococcus pneumoniae сыграли центральную роль в демонстрации того, что генетический материал состоит из ДНК . В 1928 году Фредерик Гриффит продемонстрировал трансформацию жизни, превращающую безвредный пневмококк в смертельную форму, путем совместной инокуляции живых пневмококков мыши вместе с убитыми нагреванием вирулентными пневмококками. [12] В 1944 году Освальд Эйвери , Колин МакЛауд и Маклин Маккарти продемонстрировали, что трансформирующим фактором в эксперименте Гриффита был не белок , как считалось в то время, а ДНК. [13] Работа Эйвери ознаменовала рождениемолекулярная эра генетики . [14]

Генетика [ править ]

Геном из S. пневмонии является замкнутой, кольцевой структурой ДНК , которая содержит от 2,0 до 2,1 млн пара оснований в зависимости от штамма . Он имеет основной набор из 1553 генов , плюс 154 гена в его вируломе, которые вносят вклад в вирулентность, и 176 генов, поддерживающих неинвазивный фенотип . Генетическая информация может варьироваться до 10% между штаммами. [15] Геном пневмококка, как известно, содержит большой и разнообразный репертуар антимикробных пептидов, включая 11 различных лантибиотиков . [16]

Трансформация [ править ]

Естественная бактериальная трансформация включает перенос ДНК от одной бактерии к другой через окружающую среду. Трансформация - это сложный процесс развития, требующий энергии и зависящий от экспрессии множества генов. У S. pneumoniae для трансформации требуется по крайней мере 23 гена. Чтобы бактерия могла связывать, захватывать и рекомбинировать экзогенную ДНК в свою хромосому , она должна войти в особое физиологическое состояние, называемое компетентностью .

Компетентность S. pneumoniae индуцируется повреждающими ДНК агентами, такими как митомицин С , фторхинолоновыми антибиотиками ( норфлоксацин , левофлоксацин и моксифлоксацин ) и ингибиторами топоизомеразы . [17] Трансформация защищает S. pneumoniae от бактерицидного действия митомицина C. [18] Michod et al. [19] обобщили данные о том, что индукция компетентности у S. pneumoniae связана с повышенной устойчивостью к окислительному стрессу и повышенной экспрессией белка RecA, ключевого компонентарекомбинационная репарация для удаления повреждений ДНК . На основании этих открытий они предположили, что трансформация - это адаптация к восстановлению окислительных повреждений ДНК. Инфекция, вызванная S. pneumoniae, стимулирует полиморфноядерные лейкоциты (гранулоциты), вызывая окислительный взрыв, который может быть смертельным для бактерий. Способность S. pneumoniae восстанавливать окислительные повреждения ДНК в своем геноме, вызванные этой защитой хозяина, вероятно, способствует вирулентности этого патогена. В соответствии с этой предпосылкой Li et al. [20] сообщили, что среди различных высокотрансформируемых S. pneumoniae Изоляты, пригодность к носовой колонизации и вирулентность (инфекционность легких) зависят от сохранности системы компетентности.

Инфекция [ править ]

Основная статья: Пневмококковая инфекция

Streptococcus pneumoniae является частью нормальной флоры верхних дыхательных путей . Как и многие другие виды естественной флоры, он может стать патогенным в определенных условиях, обычно при подавлении иммунной системы хозяина . Invasins , такие как пневмолизина , анти фагоцитарной капсулы , различные адгезинами и иммуногенных компонентов клеточной стенки являются все основные факторы вирулентности . После того, как S.pneumoniae , колонизирует воздушные мешочки из легких , организм отвечает, стимулируя воспалительную реакцию, заставляя плазму, кровь и лейкоциты заполнять альвеолы. Это состояние называется пневмонией. [21]

Заболевания и симптомы [ править ]

Пневмония является наиболее распространенным заболеванием, вызываемым S. pneumoniae, которое включает такие симптомы, как лихорадка и озноб, кашель, учащенное дыхание, затрудненное дыхание и боль в груди. Для пожилых людей они могут включать спутанность сознания, низкую настороженность и в меньшей степени перечисленные выше симптомы.

Пневмококковый менингит - это инфекция тканей головного и спинного мозга. Симптомы включают ригидность шеи, жар, головную боль, спутанность сознания и светобоязнь .

Сепсис вызывается непреодолимой реакцией на инфекцию и приводит к повреждению тканей, отказу органов и даже смерти. Симптомы включают спутанность сознания, одышку, учащенное сердцебиение, боль или дискомфорт, повышенное потоотделение, жар, дрожь или чувство холода. [22]

Вакцина [ править ]

Основная статья: Пневмококковая вакцина

В связи с серьезностью заболевания, вызываемого S. pneumoniae , было разработано несколько вакцин для защиты от инвазивной инфекции. Всемирная организация здравоохранения рекомендует плановой иммунизации детей пневмококковой; [23] он включен в календарь иммунизации детей в ряде стран, включая Соединенное Королевство [24], Соединенные Штаты [25] и Южную Африку. [26]

Взаимодействие с Haemophilus influenzae [ править ]

Исторически Haemophilus influenzae являлась серьезной причиной инфекции, и как H. influenzae, так и S. pneumoniae можно найти в верхних дыхательных путях человека. Исследование конкуренции in vitro показало, что S. pneumoniae одолела H. influenzae , атаковав его перекисью водорода . [27] Однако, в исследовании , добавляя обе бактерии в полости носа в виде мыши в течение 2 -х недель, только H. гриппа выживает; Дальнейший анализ показал, что нейтрофилы, подвергшиеся воздействию мертвых H.influenzae, были более агрессивны в атакеS. pneumoniae . [28]

Диагноз [ править ]

Оптохиновая чувствительность в культуре Streptococcus pneumoniae (белый диск)

Диагноз обычно ставится на основании клинических подозрений и положительного результата посева образца практически из любого места на теле. S. pneumoniae , как правило, чувствительна к оптохинам , хотя наблюдается устойчивость к оптохинам. [29]

Недавние успехи в секвенировании нового поколения и сравнительной геномике позволили разработать надежные и надежные молекулярные методы обнаружения и идентификации S. pneumoniae . Например, недавно был описан ген Xisco как биомаркер для обнаружения S. pneumoniae на основе ПЦР и дифференциации от близкородственных видов. [30]

Atromentin и leucomelone обладают антибактериальной активностью, ингибируя фермент еноил-ацил белок - носитель редуктазы , (важное значение для биосинтеза из жирных кислот ) в S. пневмонии . [31]

Сопротивление [ править ]

Основная статья: Пневмококковая инфекция § Лечение

Резистентные штаммы пневмококков называются устойчивыми к пенициллину пневмококками ( PRP ), [32] устойчивыми к пенициллину Streptococcus pneumoniae ( PRSP ) [33] Streptococcus pneumoniae, устойчивыми к пенициллину ( SPPR ) [34] или устойчивыми к лекарствам Strepotococcus pneumoniae ( DRSP ). В 2015 году в США было зарегистрировано около 30 000 случаев, и в 30% из них штаммы были устойчивы к одному или нескольким антибиотикам. [35]

См. Также [ править ]

  • Трансформация (генетика)
  • Совет экспертов по осведомленности о пневмококках

Ссылки [ править ]

  1. ^ Райан KJ, Рэй CG, ред. (2004). Шеррис Медицинская микробиология . Макгроу Хилл. ISBN 978-0-8385-8529-0.
  2. ^ "Streptococcus pneumoniae" . microbewiki.kenyon.edu . Проверено 24 октября 2017 .
  3. ^ «Трансмиссия» . cdc.org . Дата обращения 24 октября 2017 .
  4. ^ Baucells, BJ; Mercadal Hally, M .; Álvarez Sánchez, AT; Фигерас Алой, Дж. (2015). "Asociaciones de probióticos para la pretérmino de menos de 1.500g: una revisión sistemática" . Anales de Pediatría . 85 (5): 247–255. DOI : 10.1016 / j.anpedi.2015.07.038 . ISSN 1695-4033 . PMID 26611880 .  
  5. ^ ван де Бик, Дидерик; де Ганс, Ян; Tunkel, Allan R .; Wijdicks, Eelco FM (5 января 2006 г.). «Внебольничный бактериальный менингит у взрослых». Медицинский журнал Новой Англии . 354 (1): 44–53. DOI : 10.1056 / NEJMra052116 . ISSN 0028-4793 . PMID 16394301 .  
  6. ^ Семенюк, Рид AC; Грегсон, Дэн Б .; Гилл, М. Джон (ноябрь 2011 г.). «Сохраняющееся бремя инвазивной пневмококковой инфекции у пациентов с ВИЧ: обсервационное когортное исследование» . BMC Инфекционные болезни . 11 : 314. DOI : 10,1186 / 1471-2334-11-314 . PMC 3226630 . PMID 22078162 .  
  7. ^ a b Плоткин, Стэнли ; Оренштейн, Вт ; Оффит, Пенсильвания (22 сентября 2012 г.). Вакцины . Эльзевир - Сондерс. п. 542 . ISBN 978-1455700905. Проверено 2 июля 2015 года .
  8. ↑ Штернберг, Джордж Миллер (30 апреля 1881 г.). «Смертельная форма сепсиса у кролика, вызванная подкожной инъекцией человеческой слюны. Экспериментальное исследование». Бюллетень Национального совета здравоохранения ..
  9. ^ Пастер, Луи (1881). "Sur une maladie nouvelle provoquée par la salive d'un enfant mort de rage". Comptes Rendus de l'Académie des Sciences de Paris . 92 : 159..
  10. ^ Уинслоу, С .; Дж. Бродхерст (1920). «Семейства и роды бактерий: Заключительный отчет комитета Общества американских бактериологов по характеристике и классификации типов бактерий» . J Bacteriol . 5 (3): 191–229. DOI : 10.1128 / JB.5.3.191-229.1920 . PMC 378870 . PMID 16558872 .  
  11. ^ Wainer Н (2014). Медицинское освещение: использование доказательств, визуализации и статистического мышления для улучшения здравоохранения . Издательство Оксфордского университета. п. 53 . ISBN 978-0199668793. Проверено 4 июля 2015 года .
  12. ↑ Griffith F (январь 1928 г.). «Значение типов пневмококков» . Журнал гигиены . 27 (2): 113–159. DOI : 10.1017 / S0022172400031879 . PMC 2167760 . PMID 20474956 .  
  13. ^ Avery OT, MacLeod CM, МакКарти M (1944). «Исследования химической природы вещества, вызывающего трансформацию пневмококков: индукция трансформации фракцией дезоксирибонуклеиновой кислоты, выделенной из пневмококка III типа» . J Exp Med . 79 (2): 137–158. DOI : 10,1084 / jem.79.2.137 . PMC 2135445 . PMID 19871359 .  
  14. ^ Ледерберг J (1994). «Трансформация генетики с помощью ДНК: празднование годовщины Эвери, Маклауда и Маккарти (1944)» . Генетика . 136 (2): 423–6. PMC 1205797 . PMID 8150273 .  
  15. ↑ van der Poll T, Opal SM (2009). «Патогенез, лечение и профилактика пневмококковой пневмонии». Ланцет . 374 (9700): 1543–56. DOI : 10.1016 / S0140-6736 (09) 61114-4 . PMID 19880020 . S2CID 28676845 .  
  16. ^ Rezaei яванский, Реза; Ван Тондер, Андрис; Кинг, Джеймс; Харролд, Кэролайн; Брейггеманн, Анджела (август 2018 г.). «Секвенирование генома показывает большой и разнообразный репертуар антимикробных пептидов» . Границы микробиологии . 2012 (9): 2012 DOI : 10,3389 / fmicb.2018.02012 . PMC 6120550 . PMID 30210481 .  
  17. ^ Claverys JP, Prudhomme M, Martin B (2006). «Индукция регулонов компетенции как общий ответ на стресс у грамположительных бактерий». Анну. Rev. Microbiol . 60 : 451–75. DOI : 10.1146 / annurev.micro.60.080805.142139 . PMID 16771651 . 
  18. ^ Engelmoer DJ, Розен DE (декабрь 2011). «Компетентность увеличивает выживаемость во время стресса у Streptococcus pneumoniae» . Эволюция . 65 (12): 3475–85. DOI : 10.1111 / j.1558-5646.2011.01402.x . PMID 22133219 . S2CID 24634666 .  
  19. ^ Michod RE Бернштейн H, Nedelcu AM (май 2008). «Адаптивное значение пола у микробных патогенов» (PDF) . Заразить. Genet. Evol . 8 (3): 267–85. DOI : 10.1016 / j.meegid.2008.01.002 . PMID 18295550 .  
  20. ^ Ли Г, Лян З, Ван X, Ян Y, Шао З, Ли М, Ма Y, Цюй Ф, Моррисон Д. А., Чжан Дж. Р. (2016). «Зависимость гипертрансформируемых пневмококковых изолятов к естественной трансформации для пригодности и вирулентности in vivo» . Заразить. Иммун . 84 (6): 1887–901. DOI : 10.1128 / IAI.00097-16 . PMC 4907133 . PMID 27068094 .  
  21. ^ Андерсон, Синди. «Патогенные свойства (факторы вирулентности) некоторых распространенных патогенов» (PDF) .
  22. ^ «Симптомы и осложнения» . Центры по контролю и профилактике заболеваний .
  23. ^ «Позиционный документ ВОЗ по пневмококковой вакцине - 2012» (PDF) . Wkly Epidemiol Rec . 87 (14): 129–44. 6 апреля 2012 г. PMID 24340399 .  
  24. ^ «Детям сделают новую вакцину» . BBC News . 8 февраля 2006 г.
  25. ^ «Пневмококковая вакцинация: информация для медицинских работников» . cdc.org . Архивировано из оригинала 23 июля 2016 года . Проверено 26 июля +2016 .
  26. ^ «Критическое снижение пневмококковой инфекции и устойчивости к антибиотикам в Южной Африке» . NICD . Проверено 20 июля 2015 года .
  27. ^ Периконе, Кристофер Д .; Овервег, Карин; Германс, Питер WM; Вайзер, Джеффри Н. (2000). «Ингибирующие и бактерицидные эффекты производства перекиси водорода Streptococcus pneumoniae на других жителей верхних дыхательных путей» . Заражение иммунной . 68 (7): 3990–3997. DOI : 10.1128 / IAI.68.7.3990-3997.2000 . PMC 101678 . PMID 10858213 .  
  28. Перейти ↑ Lysenko ES, Ratner AJ, Nelson AL, Weiser JN (2005). «Роль врожденных иммунных ответов в исходе межвидовой конкуренции за колонизацию поверхностей слизистой оболочки» . PLOS Pathog . 1 (1): e1. DOI : 10.1371 / journal.ppat.0010001 . PMC 1238736 . PMID 16201010 .   Полный текст
  29. ^ Пикис, Андреас; Кампос, Джозеф М .; Родригес, Уильям Дж .; Кейт, Джерри М. (2001). «Устойчивость к оптохину Streptococcus pneumoniae: механизм, значение и клинические последствия» . Журнал инфекционных болезней . 184 (5): 582–90. DOI : 10.1086 / 322803 . ISSN 0022-1899 . JSTOR 30137322 . PMID 11474432 .   
  30. ^ Сальва-Серра, Франсиско; Коннолли, Гвендолин; Мур, Эдвард РБ; Гонсалес-Силес, Люсия (15 декабря 2017 г.). «Обнаружение гена« Xisco »для идентификации изолятов Streptococcus pneumoniae». Диагностическая микробиология и инфекционные болезни . 90 (4): 248–250. DOI : 10.1016 / j.diagmicrobio.2017.12.003 . ISSN 1879-0070 . PMID 29329755 .  
  31. ↑ Zheng CJ, Sohn MJ, Kim WG (2006). «Атроментин и лейкомелон, первые ингибиторы, специфичные для еноил-АСР редуктазы (FabK) Streptococcus pneumoniae » . Журнал антибиотиков . 59 (12): 808–12. DOI : 10.1038 / ja.2006.108 . PMID 17323650 . 
  32. ^ Нильссон, П; Лорелл, MH (2001). «Носительство устойчивых к пенициллину Streptococcus pneumoniae детьми в детских садах во время программы вмешательства в Мальме, Швеция». Журнал детских инфекционных болезней . 20 (12): 1144–9. DOI : 10.1097 / 00006454-200112000-00010 . PMID 11740321 . 
  33. ^ Блок, SL; Харрисон, CJ; Hedrick, JA; Тайлер, РД; Смит, РА; Киган, Э; Chartrand, SA (1995). «Пенициллин-резистентный Streptococcus pneumoniae» при остром среднем отите: факторы риска, паттерны восприимчивости и антимикробное лечение ». Журнал детских инфекционных болезней . 14 (9): 751–9. DOI : 10.1097 / 00006454-199509000-00005 . PMID 8559623 . 
  34. ^ Koiuszko, S; Бялуча, А; Gospodarek, E (2007). «Лекарственная чувствительность устойчивых к пенициллину Streptococcus pneumoniae ». Medycyna Doswiadczalna I Mikrobiologia . 59 (4): 293–300. PMID 18416121 . 
  35. ^ «Устойчивость к лекарствам» . cdc.gov . Проверено 17 февраля 2019 .

Внешние ссылки [ править ]

  • ГАВИ Альянс
  • ПневмоАДИП
  • Библиотека ресурсов по вакцинам PATH, пневмококковые ресурсы
  • Центры по контролю и профилактике заболеваний (2012). "Глава 16: Пневмококковая болезнь" . В Аткинсоне W; Wolfe S; Хамборский Дж (ред.). Эпидемиология и профилактика заболеваний, предупреждаемых с помощью вакцин (12-е изд.). Вашингтон, округ Колумбия: Фонд общественного здравоохранения. С. 233–248. Архивировано из оригинала на 2017-03-10.
  • Типовой штамм Streptococcus pneumoniae в Bac Dive - база метаданных по бактериальному разнообразию