Войти
| Пневмококк | |
|---|---|
 | |
| S. pneumoniae в спинномозговой жидкости. Пятно FA (окрашенное цифровым способом). | |
Научная классификация  | |
| Домен: | Бактерии |
| Тип: | Фирмикуты |
| Класс: | Бациллы |
| Порядок: | Лактобациллы |
| Семья: | Streptococcaceae |
| Род: | Стрептококк |
| Разновидность: | S. pneumoniae |
| Биномиальное имя | |
| Пневмококк (Klein 1884) Честер 1901 | |
Streptococcus pneumoniae или пневмококк - это грамположительные сферические бактерии, альфа-гемолитические (в аэробных условиях) или бета-гемолитические (в анаэробных условиях), факультативно анаэробные представители рода Streptococcus. Обычно они встречаются парами ( диплококки ), не образуют спор и неподвижны. S. pneumoniae, являющаяся важной патогенной бактерией человека,была признана основной причиной пневмонии в конце 19 века и является предметом многихисследований гуморального иммунитета.
Streptococcus pneumoniae бессимптомно находится 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 человека с человеком через респираторные капли и путем автоматической инокуляции у людей, переносящих бактерии в верхних дыхательных путях. Это может быть причиной неонатальных инфекций.
Streptococcus pneumoniae является основной причиной внебольничной пневмонии и менингита у детей и пожилых людей, а также сепсиса у лиц, инфицированных ВИЧ. 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 мозга.
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; известно более 90 различных серотипов, и эти типы различаются по вирулентности, распространенности и степени лекарственной устойчивости.
В 1881 году этот организм, известный позже в 1886 году как пневмококк за его роль в качестве причины пневмонии, был впервые изолирован одновременно и независимо врачом армии США Джорджем Штернбергом и французским химиком Луи Пастером.
С 1920 года этот организм был назван Diplococcus pneumoniae 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.
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 летальную форму, путем совместной инокуляции живых пневмококков мыши вместе с убитыми жарой вирулентными пневмококками. 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. Работа Эйвери ознаменовала рождение молекулярной эры генетики.
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. Известно, что геном пневмококка содержит большой и разнообразный репертуар антимикробных пептидов, включая 11 различных лантибиотиков.
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 компетенцией.
Компетентность S. pneumoniae индуцируется повреждающими ДНК агентами, такими как митомицин С, фторхинолоновыми антибиотиками ( норфлоксацин, левофлоксацин и моксифлоксацин ) и ингибиторами топоизомеразы. Трансформация защищает S. pneumoniae от бактерицидного действия митомицина C. Michod et al. обобщены доказательства того, что индукция компетентности у S. pneumoniae связана с повышенной устойчивостью к окислительному стрессу и повышенной экспрессией белка RecA, ключевого компонента рекомбинационного механизма репарации для удаления повреждений ДНК. На основании этих результатов они предположили, что трансформация - это адаптация к восстановлению окислительных повреждений ДНК. Инфекция, вызванная S. pneumoniae, стимулирует полиморфноядерные лейкоциты (гранулоциты), вызывая окислительный взрыв, который потенциально является летальным 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. сообщили, что среди различных высокотрансформируемых изолятов S. pneumoniae пригодность к носовой колонизации и вирулентность (инфекционность легких) зависят от сохранности системы компетентности.
Streptococcus pneumoniae является частью нормальной флоры верхних дыхательных путей. Как и многие другие виды естественной флоры, он может стать патогенным при 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, тело реагирует, стимулируя воспалительную реакцию, в результате чего плазмы, крови, и белые клетки крови, чтобы заполнить альвеолы. Это состояние называется пневмонией.
Пневмония - наиболее распространенное заболевание, вызываемое S. pneumoniae, которое включает такие симптомы, как лихорадка и озноб, кашель, учащенное дыхание, затрудненное дыхание и боль в груди. У 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, лихорадку, головную боль, спутанность сознания и светобоязнь.
Сепсис вызывается непреодолимой реакцией на инфекцию и приводит к повреждению тканей, органной недостаточности и даже смерти. Симптомы включают спутанность сознания, одышку, учащенное сердцебиение, боль или дискомфорт, повышенное потоотделение, жар, дрожь или чувство холода.
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; он включен в календарь иммунизации детей в ряде стран, включая Соединенное Королевство, США и Южную Африку.
Компоненты S. pneumoniae используются в различных областях биотехнологии. Благодаря конструированию поверхностных молекул этой бактерии белки могут быть необратимо связаны с помощью фермента сортировки или с помощью реакции SnoopTag / SnoopCatcher. Различные гликозидгидролазы также были клонированы из S. pneumoniae, чтобы помочь в анализе гликозилирования клеток.
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. Тем не менее, в исследовании, добавляя обе бактерии в полости носа в виде мыши в течение двух недель, только H. гриппа выживает; Дальнейший анализ показал, что нейтрофилы, подвергшиеся воздействию мертвых H.influenzae, более агрессивно атаковали S. pneumoniae.
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.
Последние достижения в области секвенирования следующего поколения и сравнительной геномики 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.
Atromentin и leucomelone обладают антибактериальной активностью, ингибируя фермент еноил-ацил белок - носитель редуктазы, (важное значение для биосинтеза из жирных кислот ) в S. пневмонии.
Резистентные штаммы пневмококков называются устойчивыми к пенициллину пневмококками ( PRP), устойчивыми к пенициллину Streptococcus pneumoniae ( PRSP), Streptococcus pneumoniae, устойчивыми к пенициллину ( SPPR) 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.
