Clostridium perfringens - Clostridium perfringens

Clostridium perfringens
Clostridium perfringens.jpg
Микрофотография грамположительных Clostridium perfringens бациллы.
Научная классификация
Королевство:
Бактерии
Тип:
Фирмикуты
Учебный класс:
Clostridia
Заказ:
Clostridiales
Семья:
Clostridiaceae
Род:
Clostridium
Разновидность:
C. perfringens
Биномиальное имя
Clostridium perfringens
Вейон и Цубер 1898
Hauduroy и другие. 1937

Clostridium perfringens (ранее известный как С. Welchii, или же Bacillus Welchii) это Грамположительный, стержневидный, анаэробный, спорообразующий патогенная бактерия рода Clostridium.[1][2] C. perfringens всегда присутствует в природе и может быть обычным компонентом разлагающейся растительности, морской осадок, то кишечник человека и другие позвоночные, насекомые, и почва. У него самое короткое время генерации среди всех организмов - 6,3 минуты в тиогликолят средний.[3]

C. perfringens это одна из наиболее частых причин пищевое отравление в Соединенных Штатах, наряду с норовирус, Сальмонелла, Campylobacter, и Золотистый стафилококк.[4] Однако иногда его можно проглотить и не причинить вреда.[5]

Инфекции из-за C. perfringens показать доказательства ткани некроз, бактериемия, эмфизематозный холецистит, и газовая гангрена, также известный как клостридиальный мионекроз. Конкретное имя Perfringens происходит из латинский на (что означает «через») и франго («взрыв»), относящийся к разрушению ткани, которое происходит во время газовой гангрены.[6] Токсин, вызывающий газовую гангрену, - это альфа-токсин, который внедряется в плазматическую мембрану клеток, создавая промежутки в мембране, нарушающие нормальную клеточную функцию. C. perfringens может участвовать в полимикробном анаэробные инфекции. Часто встречается в инфекции как компонент нормального Флора. В этом случае его роль в заболевании незначительна.

Действие C. perfringens на трупах известно морг рабочие как тканевый газ. Это вызывает чрезвычайно ускоренное разложение и не может быть остановлено обычным бальзамирование меры. Эти бактерии устойчивы к присутствию формальдегида в обычных концентрациях.

Геном

C. perfringens имеет стабильную Содержание G + C около 27–28% и в среднем геном размер 3,5 Мб.[7] Геномы 56 C. perfringens С тех пор эти штаммы стали доступны в базе данных геномов NCBI для научно-исследовательского сообщества. Геномный исследования показали удивительно большое разнообразие в C. perfringens пангеном, только с 12,6% ядерных генов, идентифицированных как наиболее дивергентные грамположительные бактерии сообщил.[7] Тем не менее, 16S рРНК регионы между C. perfringens штаммы оказались высококонсервативными (идентичность последовательности >99.1%).[7]

Подвижность

Хотя у них отсутствуют жгутики, C. perfringens Бактерии могут скользить по поверхности, потому что их тела от конца до конца выстланы нитями. Гипермобильные варианты, такие как SM101, часто встречаются по краям колоний на чашках с агаром. Видеомикроскопия их скользящего движения предполагает, что они образуют длинные тонкие волокна, которые позволяют им двигаться быстро, как бактерии со жгутиками. Секвенирование генома использовалось для определения причины (ы) гипермотильного фенотипа и их прямых производных. При их сравнении штаммы SM124 и SM127, гипермобильные производные штаммов SM101 и SM102, соответственно, содержали 10 и 6 нуклеотидных полиморфизмов (SNP) по сравнению с их родительскими штаммами. Мутации в генах деления клеток - общая черта гипермобильных штаммов.[8]

Пищевое отравление

Пищевое отравление у людей вызывается штаммами типа А, способными производить CPE (за Clostridium perfringens энтеротоксин).[9] В CPE представляет собой полипептид 35,5 кДа, который накапливается в начале споруляции и выделяется в среду, когда он лизируется в конце споруляции. Кодируется cpe ген, присутствующий менее чем в 5% штаммов типа A, и он может располагаться в хромосоме или во внешней плазмиде[10]

В Великобритании и США C. perfringens Бактерии являются третьей по частоте причиной болезней пищевого происхождения из-за того, что мясо и птица плохо приготовлены или пища, приготовленная должным образом, но оставшаяся стоять слишком долго, являются основными виновниками распространения бактерий.[11] В C. perfringens энтеротоксин (CPE), опосредующий заболевание, является термолабильным (инактивируется при 74 ° C (165 ° F)). Его можно обнаружить в зараженной пище (при неправильном нагревании) и фекалиях.[12] Время инкубации составляет от 6 до 24 (обычно 10–12) часов после приема зараженной пищи.

С C. perfringens образует споры, которые могут выдерживать высокие температуры приготовления. Если приготовленная пища выдерживается достаточно долго, может произойти прорастание и развитие колоний инфекционных бактерий. Симптомы обычно включают спазмы в животе, диарею, рвоту и лихорадку.[13] Весь курс обычно проходит в течение 24 часов, но может длиться до 2 недель у пожилых или слабых хозяев.[14]

C. perfringens отравление также может привести к другому заболеванию, известному как некротический энтерит или клостридиальный некротический энтерит, (также известный как pigbel); это вызвано C. perfringens тип C. Однако эта инфекция часто заканчивается летальным исходом. Большое количество C. perfringens растут в кишечнике и выделяют экзотоксин. Этот экзотоксин вызывает некроз кишечника, различные уровни кровотечения и перфорацию кишечника. Воспаление обычно возникает в отделах тощей кишки, средней части тонкой кишки. Заболевание со временем приводит к септическому шоку и смерти. Это конкретное заболевание редко встречается в Соединенных Штатах; как правило, это происходит в группах повышенного риска. Факторы риска некротического энтерита включают диету с дефицитом белка, негигиеничное приготовление пищи, периодические мясные обеды (после длительных периодов диеты с дефицитом белка), диеты, содержащие большое количество трипсин ингибиторы (сладкий картофель ), участки, подверженные заражению паразитом Аскариды (производит ингибитор трипсина). Этой болезнью заражаются группы населения, проживающие в Новой Гвинее, некоторых частях Африки, Центральной Америки, Южной Америки и Азии.[13]

Многие случаи C. perfringens пищевое отравление скорее всего останется субклинический, в качестве антитела к токсину распространены среди населения. Это привело к выводу, что большая часть населения пережила пищевое отравление из-за C. perfringens.

Несмотря на потенциальную опасность, C. perfringens используется как разрыхлитель в соленый хлеб. Считается, что процесс выпечки снижает бактериальное загрязнение, предотвращая негативные последствия.[5]

Инфекционное заболевание

C. perfringens это наиболее распространенный бактериальный агент для газовая гангрена. Некоторые симптомы включают волдыри, тахикардию, отек и желтуху.[15]

Напряжение C. perfringens может быть причастен к рассеянный склероз (MS) зарождающийся (Образец III ) поражения.[16] Испытания в мышей обнаружили, что токсин, вырабатываемый редким штаммом C. perfringens вызывали в головном мозге РС-подобные повреждения, и более ранние исследования выявили этот штамм C. perfringens у человека с РС.[17] Было обнаружено, что пациенты с рассеянным склерозом в 10 раз более иммунны к эпсилон-токсину, чем здоровые люди.[18]

Уход

Наиболее важным аспектом лечения является быстрая и обширная хирургическая обработка пораженной области и удаление всей омертвевшей ткани, в которой микроорганизмы склонны к росту. Одновременно начинается прием противомикробных препаратов, в частности пенициллина. Гипербарический кислород может быть полезен при лечении инфекций клостридиальных тканей. Говорят, что он быстро «детоксифицирует» пациентов.[19]

Диагностика

C. perfringens может быть диагностирован по реакции Наглера, при которой подозреваемый организм культивируется на чашке с яичным желтком. Одна сторона пластины содержит анти-альфа-токсин, а другая - нет. Полоса подозрительного организма проходит через обе стороны. Область помутнения образуется вокруг стороны, на которой нет анти-альфа-токсина, что указывает на отсутствие подавления лецитиназа Мероприятия. Кроме того, лаборатории могут диагностировать бактерии, определяя количество бактерий в кале. В течение 48 часов с момента начала заболевания, если у человека более 106 спор бактерий на грамм стула, тогда болезнь диагностируется как C. perfringens пищевое отравление.[14]Другие тесты / реакции: Каталаза: отрицательная, Индол-спот: отрицательная,[20] Лецитиназа: положительная, липаза: отрицательная, лакмусовое молоко: бурная ферментация, пластинка обратного CAMP: положительная, продукты газожидкостной хроматографии: (уксусная, масляная и молочная кислоты).

Обычно симптомы C. perfringens отравление используются для его диагностики. Однако диагноз может быть поставлен с помощью теста на культуру стула, при котором фекалии проверяются на токсины, вырабатываемые бактериями.[21]

Профилактика

Рост C. perfringens Споры можно предотвратить, особенно тщательно приготовив пищу, особенно говядину и птицу, до рекомендованных температур. Остатки пищи следует охладить до температуры ниже 40 ° F (4 ° C) в течение двух часов после приготовления. Большие кастрюли с едой, например суп или тушеное мясо с мясом, следует разделить на небольшие порции и накрыть для охлаждения. Перед подачей на стол остатки следует подогреть как минимум до 74 ° C (165 ° F). Эмпирическое правило заключается в том, что если вкус, запах или внешний вид пищи отличается от предполагаемого, то ее следует избегать. Даже если это выглядит безопасным, еда, которую долго не было дома, также может быть опасной для употребления.[14]

Случаи пищевого отравления

7 мая 2010 г. «42 резидента и 12 сотрудников психиатрической больницы штата Луизиана (США) страдали от рвоты, спазмов в животе и диареи». Три пациента умерли в течение 24 часов. Вспышка была связана с курицей, которую готовили за день до подачи и не охлаждали в соответствии с инструкциями больницы. От вспышки пострадал 31% жителей больницы и 69% персонала, съевшего курицу. Сколько пострадавших жителей съели курицу, неизвестно.[22]

В мае 2011 года мужчина умер после того, как предположительно съел пищу, зараженную бактериями, на трансатлантический американские авиалинии полет. Жена и дочь мужчины подали в суд на американца и LSG Sky Chefs, немецкая компания, которая готовила бортовое питание.[23]

В декабре 2012 года 46-летняя женщина умерла через два дня после рождественской трапезы в пабе в Hornchurch, Эссекс, Англия. Она была в числе 30 человек, которые заболели после еды. Образцы, взятые у жертв, содержали C. perfringens. Управляющий отеля и повар были заключены в тюрьму за правонарушения, связанные с инцидентом.[24]

В декабре 2014 года 87-летняя Бесси Скотт умерла через 3 дня после церковного ужина в Nackawic, Нью-Брансуик, Канада. Более 30 человек сообщили о признаках желудочно-кишечных заболеваний, диареи и болей в животе. Исполняющий обязанности главного врача провинции говорит: Clostridium perfringens это бактерии [sic], которые, скорее всего, стали причиной смерти женщины.[25]

В октябре 2016 года 66-летний Алекс Здравич умер через четыре дня после того, как съел энчиладу, буррито и тако в Agave Azul в Уэст-Лафайет, Индиана, Соединенные Штаты. Трое других, которые обедали в тот же день, сообщили о признаках болезни пищевого происхождения, которые соответствовали симптомам и быстрому возникновению C. perfringens инфекционное заболевание. Позже они дали положительный результат на наличие бактерий, но оставшаяся еда, принесенная Здравичем, оказалась отрицательной.[26][27]

В ноябре 2016 года продукты питания, зараженные C. perfringens в результате чего три человека умерли, а еще 22 заболели. День Благодарения обед в церкви в Антиохия, Калифорния, Соединенные Штаты.[28]

В январе 2017 года мать и ее сын подали в суд на ресторан в г. Рочестер, Нью-Йорк, Соединенные Штаты поскольку они и еще 260 человек заболели после употребления в пищу продуктов, зараженных C. perfringens. "Должностные лица Департамента общественного здравоохранения округа Монро закрыли Golden Ponds после того, как более четверти его гостей в День благодарения заболели. При осмотре был обнаружен встроенный холодильник с разливами пищи и плесенью, а также поврежденная прокладка, мешающая закрытию двери , и плесень, растущая внутри ".[29]

В июле 2018 г. 647 человек сообщили о симптомах после еды в Чипотле Мексиканский Гриль ресторан в Пауэлл, Огайо, Соединенные Штаты. Образцы стула, проверенные CDC дал положительный результат на C. perfringens.[30]

В ноябре 2018 года около 300 человек в Конкорде, Северная Каролина, Соединенные Штаты заболели от еды на барбекю в церкви, C. perfringens.[31]

Эпидемиология

C. perfringens является ведущей причиной пищевых отравлений в Соединенные Штаты и Канада.[32] Загрязненное мясо в рагу, супах и соусах обычно является причиной вспышек заболеваний и ежегодно вызывает около 250 000 случаев заболеваний пищевого происхождения в США. Смертельные случаи из-за болезни редки и чаще встречаются у пожилых людей и людей, предрасположенных к заболеванию.[33] С 1998 по 2010 гг. Было зарегистрировано 289 подтвержденных вспышек C. perfringens было зарегистрировано 15 208 случаев заболевания, 82 госпитализации и восемь смертей.[34]

Рекомендации

  1. ^ Райан, Кеннет Дж .; Рэй, К. Джордж (2004). Медицинская микробиология Sherris: введение в инфекционные болезни (4-е изд.). Нью-Йорк: Макгроу-Хилл. п. 310. ISBN  978-0-8385-8529-0.
  2. ^ Kiu, R; Холл, Л. Дж. (2018). "Обновленная информация о кишечных патогенах человека и животных Clostridium perfringens". Новые микробы и инфекции. 7 (141): 141. Дои:10.1038 / с41426-018-0144-8. ЧВК  6079034. PMID  30082713.
  3. ^ «Страница сведений о бионумере». BioNumbers.
  4. ^ «Болезни и микробы пищевого происхождения». Центры по контролю и профилактике заболеваний (CDC). 2018-02-16. Получено 18 февраля 2018.
  5. ^ а б Джакетт, G; Бардуэлл, G; Макклейн, B; Браун, S (2008). «Микробиология соленого хлеба». Медицинский журнал Западной Вирджинии. 104 (4): 26–7. PMID  18646681.
  6. ^ Лексикон Ортопедическая этимология. CRC Press. 1999. с. 128. ISBN  9789057025976.
  7. ^ а б c Киу, Раймонд; Каим, Шабхонам; Александр, Сара; Пахори, Пурнима; Холл, Линдси Дж. (2017). «Исследование геномных аспектов патогена с несколькими хозяевами Clostridium perfringens выявляет значительное разнообразие пангеномов и разнообразный набор факторов вирулентности». Границы микробиологии. 8: 2485. Дои:10.3389 / fmicb.2017.02485. ЧВК  5733095. PMID  29312194.
  8. ^ Лю, Хуалань; МакКорд, Кристин Д.; Ховарт, Джонатон; David, Popham L .; Дженсен, Родерик V .; Мелвилл, Стивен Б. (июль 2014 г.). «Повышенная подвижность штамма SM101 Clostridium perfringens обусловлена ​​спонтанными мутациями в генах, связанных с делением клеток». Журнал бактериологии. 196 (13): 2405–2412. Дои:10.1128 / JB.01614-14. ЧВК  4054169. PMID  24748614.
  9. ^ Киу, Раймонд; Каим, Шабхонам; Пейнсет, Анаис; Пикард, Дерек; Свифт, Крейг; Дуган, Гордон; Mather, Alison E .; Амар, Коринн; Холл, Линдси Дж. (25 сентября 2019 г.). «Филогеномный анализ Clostridium perfringens, ассоциированного с гастроэнтеритом, в Англии и Уэльсе за 7-летний период показывает распространение клональных токсигенных штаммов во множественных вспышках и широкое участие плазмид, кодирующих энтеротоксин (CPE)». Микробная геномика. 5 (10). Дои:10.1099 / мген.0.000297. ЧВК  6861862. PMID  31553300.
  10. ^ Labbe, R.G .; Джунья, В. (2017), «Clostridium perfringens», Заболевания пищевого происхождения, Elsevier, стр. 235–242, Дои:10.1016 / b978-0-12-385007-2.00010-3
  11. ^ Уоррелл; и другие. (2003). Оксфордский учебник медицины (4-е изд.). Издательство Оксфордского университета. ISBN  978-0-19-262922-7.[страница нужна ]
  12. ^ Мюррей; и другие. (2009). Медицинская микробиология (6-е изд.). Мосби Эльзевьер. ISBN  978-0-323-05470-6.[страница нужна ]
  13. ^ а б Лентино, Джозеф Р. (01.01.2016). «Клостридиальный некротический энтерит». Мерк Мануэль. Merck Sharp & Dohme Corp.. Получено 2016-09-27.
  14. ^ а б c "Clostridium perfringens". Центр по контролю и профилактике заболеваний. 2015-10-08. Получено 2016-09-27.
  15. ^ «Газовая гангрена: Медицинская энциклопедия MedlinePlus».
  16. ^ Рума, Карим Рашид; Линден, Дженнифер; Фишетти, Винсент А .; Вартанян, Тимофей; Эстебан, Франсиско Дж. (16 октября 2013 г.). «Выделение Clostridium perfringens типа B у человека при первом клиническом проявлении рассеянного склероза дает ключ к разгадке экологических триггеров заболевания». PLOS ONE. 8 (10): e76359. Bibcode:2013PLoSO ... 876359R. Дои:10.1371 / journal.pone.0076359. ЧВК  3797790. PMID  24146858.
  17. ^ «Рассеянный склероз» связан с пищевой ошибкой'". BBC. 29 января 2014 г.. Получено 29 января 2014.
  18. ^ Вернер, Аманда (29 января 2014 г.). «Бактериальный токсин может вызвать рассеянный склероз, как показывают исследования».
  19. ^ Jawetz Melnick & Adelbergs Медицинская микробиология - 27E.
  20. ^ https://jcm.asm.org/content/jcm/22/6/962.full.pdf
  21. ^ "Плохая книга ошибок (второе издание)" (PDF). Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США. 2014-10-07. Получено 2016-09-26.
  22. ^ «Смертельная болезнь Clostridium perfringens пищевого происхождения в государственной психиатрической больнице - Луизиана, 2010 г.». Центры по контролю и профилактике заболеваний. Получено 16 ноября 2013.
  23. ^ Мон, Таня (1 декабря 2011 г.). «Пассажир умер в полете, семья считает, что виновата авиакомпания». Верхняя корзина. MSNBC. Получено 2012-02-13.
  24. ^ «Повар и менеджер паба заключены в тюрьму за рождественский ужин, в результате которого погибла закусочная». Хранитель. 23 января 2015 г.. Получено 3 августа 2015.
  25. ^ «Смерть женщины, скорее всего, вызвана бактериями с рождественского ужина». CBC. 12 декабря 2014 г.
  26. ^ «Смерть от пищевого отравления в ресторане Indiana держалась в секрете в течение нескольких месяцев». 13 WTHR Индианаполис. 2017-07-17. Получено 2017-07-18.
  27. ^ (WTHR), Сьюзан Батт. "Сводка по обнаружению пищевого отравления Agave Azul Tippecanoe Co". www.documentcloud.org. Получено 2017-07-18.
  28. ^ «Определены бактерии, убившие троих на ужине в День благодарения в Антиохии». SFGate. Получено 2016-12-20.
  29. ^ «Мать, сын подали в суд на закусочную из-за пищевого отравления во время ужина на День Благодарения - Новости безопасности пищевых продуктов». 6 января 2017.
  30. ^ «CDC публикует результаты испытаний после того, как сотни человек заболели в Пауэлл Чипотл - Коламбус Диспетч». 16 августа 2018.
  31. ^ «Штамм пищевого отравления вызывает болезнь на барбекю в церкви Северной Каролины». Ноябрь 2018.
  32. ^ Джонсон, Э.А., Сумманен, П., и Файнджолд, С.М. (2007). Clostridium. В P. R. Murray (Ed.), Manual of Clinical Microbiology (9th ed., Pp. 889-910). Вашингтон, округ Колумбия: ASM Press
  33. ^ Сонгер, Дж. Г. (2010). Клостридии как возбудители зоонозов. Ветеринарная микробиология, 140 (3-4), 399-404
  34. ^ Grass, Julian E .; Гулд, Л. Ханна; Махон, Барбара Э. (1 февраля 2013 г.). "Эпидемиология вспышек болезней пищевого происхождения, вызванных Clostridium perfringens, США, 1998-2010 гг.". Пищевой патоген. Дис. 10 (2): 131–136. Дои:10.1089 / fpd.2012.1316. ЧВК  4595929. PMID  23379281.

внешняя ссылка