Войти
| Clostridioides difficile | |
|---|---|
 | |
| C. difficile на пластине с кровью агаром | |
 | |
| Микрофотография Clostridioides difficile | |
| Научная классификация | |
| Домен: | Бактерии |
| Тип: | Firmicutes |
| Класс: | Clostridia |
| Отряд: | Clostridiales |
| Семейство: | Peptostreptococcaceae |
| Род: | Clostridioides |
| Виды: | C. difficile |
| Биномиальное имя | |
| Clostridioides difficile . (Hall O'Toole, 1935) Lawson Rainey, 2016 | |
| Синонимы | |
| |
Clostridioides difficile (син. Clostridium difficile), также известная как Peptoclostridium difficile, C. difficile или C. diff (), это грамположительные виды спорообразующих -образующих бактерий. Clostridioides spp. анаэробные, подвижные бактерии, широко распространенные в природе и особенно распространенные в почве. Его вегетативные клетки палочковидные, плеоморфные и встречаются парами или короткими цепочками. Под микроскопом они выглядят как длинные неправильные (часто в форме голени или веретена) клетки с выпуклостью на концах (образуют субтерминальные споры). При окрашивании по Граму клетки C. difficile являются грамположительными и демонстрируют оптимальный рост на кровяном агаре при температурах человеческого тела в отсутствие кислорода. C. difficile является отрицательной по отношению к каталазе и супероксиддисмутазе и продуцирует два типа токсинов: энтеротоксин A и цитотоксин B, которые нарушают передачу сигналов цитоскелета в организме хозяина. В условиях стресса бактерии производят споры, которые способны переносить экстремальные условия, которые не могут переноситься активными бактериями.
C. difficile является важным появляющимся человеческим патогеном ; по данным CDC, в 2017 году в США было 223 900 случаев заболевания среди госпитализированных пациентов и 12 800 случаев смерти. Хотя C.difficile широко известен как больничный патоген и патоген, связанный с антибиотиками, не более одной трети инфекций можно связать с передачей инфекции от инфицированного человека в больницах, и лишь небольшое количество антибиотиков напрямую связано с повышенным риском развития инфекции. С. difficile (CDI), а именно клиндамицин, фторхинолоны и цефалоспорины. Большинство инфекций передается вне больниц, и большинство антибиотиков имеют такой же повышенный риск заражения наравне со многими неантибиотическими факторами риска, такими как использование смягчителей стула и получение клизмы.
С. difficile также может закрепиться в толстой кишке человека, не вызывая заболевания. Хотя ранние оценки показали, что C. difficile присутствует у 2–5% взрослого населения, более поздние исследования показывают, что колонизация тесно связана с историей несвязанных диарейных заболеваний, таких как пищевое отравление или злоупотребление слабительными. Лица, не имевшие в анамнезе желудочно-кишечных расстройств, вряд ли станут бессимптомными носителями. Считается, что эти переносчики являются основным резервуаром инфекции.
Вид был перенесен из рода Clostridium в Clostridioides в 2016 году, что дало ему биномиальный Clostridioides difficile. Это новое название отражает таксономические различия между этим видом и представителями рода Clostridium, сохраняя при этом общее название C. diff. По состоянию на 2018 год единственным другим видом в этом новом роде является Clostridioides mangenotii (ранее известный как Clostridium mangenotii). В июльской статье 2013 г. из Environmental Microbiology предлагается переименовать вид в Peptoclostridium difficile.
Патогенные штаммы C. difficile продуцируют множественные токсины. Лучше всего охарактеризованы энтеротоксин (токсин C.difficile A ) и цитотоксин (токсин C.difficile B ), оба из которых может вызывать диарею и воспаление у инфицированных пациентов (колит, вызванный C. difficile ), хотя их относительный вклад является предметом споров. Диарея может варьироваться от нескольких дней потери кишечной жидкости до опасного для жизни псевдомембранозного колита, который связан с интенсивным воспалением толстой кишки и образованием псевдомембран на поверхности слизистой оболочки кишечника. Токсины A и B представляют собой глюкозилтрансферазы, которые нацелены и инактивируют семейство Rho GTPases. Токсин B (цитотоксин) вызывает деполимеризацию актина по механизму, коррелированному с уменьшением АДФ-рибозилирования низкомолекулярных GTP-связывающих белков Rho. Существует также бинарный токсин (токсин AB ), но его роль в развитии заболевания до конца не изучена.
Дополнительные факторы вирулентности включают фактор адгезина, который опосредует связывание к клеткам толстой кишки человека и гиалуронидазе. Бактерия также производит химическое вещество пара-крезол, которое подавляет рост других микробов поблизости и позволяет ей вытеснить нормальную кишечную флору человека.
Лечение антибиотиками инфекций, вызванных C. diff, может быть трудным как из-за устойчивости к антибиотикам, так и из-за физиологических факторов бактерии (образование спор, защитные эффекты псевдомембраны). Появление нового высокотоксичного штамма C. difficile, устойчивого к фторхинолоновым антибиотикам, таким как ципрофлоксацин и левофлоксацин, что, как сообщается, вызывает географически рассредоточенные вспышки в Северной Америке, об этом сообщалось в 2005 году. Центры США по контролю за заболеваниями в Атланте предупредили о появлении эпидемического штамма с повышенной вирулентностью, устойчивостью к антибиотикам или и тем, и другим. Устойчивость к другим антибиотикам, таким как метронидазол, противомикробный препарат первого выбора при лечении ИКД, наблюдалась почти у 12% клинических изолятов, поэтому по мере продолжения лечения различными антибиотиками у C. difficile, что еще больше осложняет попытки эффективного лечения.
C. difficile передается от человека к человеку фекально-оральным путем, выделяется с фекалиями. Любая поверхность, устройство или материал (например, туалеты, ванны и электронные ректальные термометры), которые становятся загрязненными фекалиями, могут служить резервуаром для спор C. difficile. C. difficile может жить на поверхности в течение длительного времени. Организм образует термостойкие споры, которые не уничтожаются средствами для мытья рук на спиртовой основе или обычной очисткой поверхности, поэтому эти споры выживают в клинических условиях в течение длительного времени. Благодаря этому бактерии можно выращивать практически с любой поверхности. Когда споры попадают в организм, их кислотостойкость позволяет им проходить через желудок невредимыми. Они прорастают и размножаются в вегетативных клетках толстой кишки под воздействием желчных кислот. Следовательно, Всемирная организация здравоохранения выступает за использование мыла в дополнение к спиртовым растворам для ограничения распространения спор. Было показано, что споруляция значительно снижается после инактивации ДНК-метилтрансферазы C. diffiicile CamA, что повышает перспективу разработки лекарства, которое может ингибировать эту бактерию особым образом.
Восприимчивость к колонизации, по-видимому, вызвана диарейными заболеваниями, такими как пищевое отравление или злоупотребление слабительными; люди без диарейных заболеваний в анамнезе, контактирующие со спорами C. difficile, не обязательно станут носителями. После того, как люди колонизируются C. difficile, они остаются носителями в течение года, но ежедневная численность C. difficile значительно колеблется - от уровня ниже предела обнаружения до высоких уровней выделения в течение одного дня. к следующему. Нарушения GI в несущих, по-видимому, запускают периоды повышенного сброса, что может быть важным фактором для передачи.
C. difficile заражает свиней, телят и людей и населяет естественный резервуар с почвой, фекалиями домашних животных и людей, сточными водами, кишечным трактом человека и мясом в магазинах.
Исследование CDC 2015 г. показало, что C. diff. пострадали почти полмиллиона американцев и стали причиной 29 000 смертей в 2011 году. По оценкам исследования, 40% случаев заболевания начались в домах престарелых или общественных медицинских учреждениях, а 24% - в больницах.
C. difficile часто встречается в пищеварительной системе человека. Тем не менее, это плохой конкурент, и другие бактерии пищеварительной системы часто уступают ему питательные вещества. В результате количество C. difficile остается приемлемым. Если внезапное введение антибиотика нарушит микробиом, C. difficile может вырасти в результате уничтожения многих его конкурентов. Инкубационный период составляет 5–10 дней с диапазоном от 1 дня до нескольких недель после лечения антибиотиками диареи, связанной с антибиотиками. Кроме того, у маленьких детей часто встречается носительство C. difficile с высоким уровнем токсинов, тогда как заболевание встречается редко. Выработки одного или даже обоих токсинов не всегда достаточно для появления симптомов.
Симптомы инфекции, вызванной C. difficile, включают: диарею (минимум три жидкий стул в день), обезвоживание, боль в животе, которая может быть сильной, потеря аппетита и тошнота.
Пациенты при появлении симптомов лечения антибиотиками следует по возможности прекратить их прием. Этот перерыв в терапии антибиотиками иногда может привести к спонтанному исчезновению симптомов. Пациентов, которые не реагируют на прекращение приема антибиотиков широкого спектра действия, необходимо лечить антибиотиками, способными убивать споры C. difficile. Первичные инфекции обычно лечатся ванкомицином в обычной дозировке 125 мг каждые 6 часов. Схема ванкомицина заменила традиционное использование метронидазола из-за его большей эффективности, профиля безопасности и более низкой частоты рецидивов. Для пациентов, которые не переносят ванкомицин, фидаксомицин является приемлемым вариантом с аналогичной эффективностью и даже меньшей частотой рецидивов, чем ванкомицин. В случаях фульминантной ИКД предлагается адъювантная терапия парентеральным метронизадолом плюс пероральный ванкомицин или фидаксомицин.
Около 20% пациентов, успешно завершивших терапию первичной инфекции метронидазолом или ванкомицином, будут иметь рецидив. У части этих пациентов будут постоянные рецидивы инфекции. Первый рецидив C. difficile обычно лечится тем же антибиотиком, который использовался для лечения первичной инфекции. Любые последующие инфекции не следует лечить метронидазолом. Иногда стандартный 10-дневный курс перорального ванкомицина не помогает. В этих случаях предпочтительным методом лечения является постепенное снижение дозы ванкомицина. Пациенты принимают уменьшающиеся дозы ванкомицина в течение периода до 3 месяцев, в зависимости от серьезности инфекции.
Каждый последующий рецидив C. difficile имеет тенденцию быть более тяжелым, чем предыдущие инфекции. Длительное лечение препаратом ванкомицин с добавлением пробиотиков, особенно Saccharomyces boulardii, связано с более высоким уровнем успеха.
После трех рецидивов пациенты могут лечиться перорально фидаксомицин, антибиотик узкого спектра действия. Обычная дозировка составляет 200 мг два раза в день перорально в течение 10 дней. Считается, что фидаксомицин превосходит ванкомицин при тяжелой ИКД. Основным недостатком лечения фидаксомицином является стоимость лекарств. Стоимость 10-дневного курса может достигать 3500 долларов США.
Пациенты, которые не отвечают на традиционную терапию антибиотиками, могут иметь право на трансплантацию фекальной микробиоты (FMT). Медицинские работники могут переносить стул от здорового человека в толстую кишку пациента с повторной ИКД. Этот процесс является наиболее успешным при лечении тяжелой ИКД с коэффициентом излечения около 93%. Частота рецидивов ИКД у пациентов, получавших FMT, как правило, низкая, около 19%, что делает ее очень эффективной при лечении хронических случаев ИКД. Однако в некоторых случаях возможным побочным эффектом лечения могут быть обострения воспалительного заболевания кишечника. Долгосрочные эффекты FMT неизвестны, поскольку процедура была одобрена FDA только с 2011 года, и было выполнено относительно мало процедур. Если трансплантация невозможна, удаление инфицированной части толстой кишки может вылечить ИКД.
В 2005 году молекулярный анализ привел к идентификации типа штамма C. difficile, охарактеризованного как группа BI с помощью анализа эндонуклеазы рестрикции, как североамериканский NAP1 импульсного поля с помощью гель-электрофореза в импульсном поле и как риботип 027; различная терминология отражает преобладающие методы, используемые для эпидемиологического типирования. Этот штамм упоминается как C.difficile BI / NAP1 / 027.
С 2016 года штамм NAP1 был заменен новыми штаммами в некоторых районах Британской Колумбии. Эти новые штаммы включают NAP2 и NAP4, а также некоторые штаммы, не имеющие обозначения NAP. Частота появления этих новых штаммов увеличилась с 2008 по 2013 год в одном из изученных регионов, вытеснив первоначально более распространенные и узнаваемые бактерии NAP1.
Два штамма, риботипы RT078 и RT027, могут жить при низких концентрациях сахара трегалоза ; оба штамма стали более распространенными после того, как трегалоза была введена в качестве пищевой добавки в начале 2000-х, что привело к увеличению потребления трегалозы с пищей.
| NCBI ID генома | 535 |
|---|---|
| Плоидность | гаплоид |
| Размер генома | 4,3 Mb |
| Количество хромосом | 1 |
| Год завершения | 2005 |
Первая полная последовательность генома штамма C. difficile был впервые опубликован в 2005 г. Институтом Сэнгера в Великобритании. Это был штамм 630, вирулентный штамм с множественной лекарственной устойчивостью, выделенный в Швейцарии в 1982 году. Ученые из Института Сэнгера секвенировали геномы примерно 30 изолятов C. difficile, используя технологии секвенирования следующего поколения из <153.>454 Life Sciences и Illumina.
Исследователи из Университета Макгилла в Монреале секвенировали геном высоковирулентного штамма C. difficile в Квебеке в 2005 г. -технология высокопроизводительного секвенирования. Тесты включали проведение 400000 реакций параллельного секвенирования ДНК генома бактерии, который был фрагментирован для секвенирования. Эти последовательности были собраны с помощью вычислений, чтобы сформировать полную последовательность генома.
В 2012 году ученые из Оксфордского университета секвенировали геномы C. difficile в 486 случаях, возникших за четыре года в Оксфордшире, с использованием технологий секвенирования нового поколения от Illumina.
C. difficile имеет очень разнообразный эпигеном, на данный момент сообщается о 17 высококачественных мотивах метилирования, большинство из которых относится к типу 6mA. Метилирование одного из этих мотивов - CAAAA A,, как было показано, влияет на споруляцию, ключевой этап передачи болезни C. difficile, а также на длину клеток, образование биопленок и колонизацию хозяина.
По меньшей мере восемь преимущественно умеренных бактериофагов были выделены из C. difficile с размером генома от примерно 30 до примерно 60 т.п.н. Штаммы C. difficile, полученные как в окружающей среде, так и в клинических условиях, несут разнообразный и распространенный набор профагов.
