Staphylococcus haemolyticus в моче женщины

Staphylococcus haemolyticus — Staphylococcus haemolyticus

Staphylococcus haemolyticus является членом коагулазо -отрицательных стафилококков (CoNS). Он является частью кожной флоры человека, и его самые большие популяции обычно находятся в подмышечных впадинах , промежности и паховых областях. . S. haemolyticus также колонизирует приматов и домашних животных . Это хорошо известный условно-патогенный микроорганизм и второй по частоте изолируемый CoNS (S. epidermidis — первый). Инфекции могут быть локализованными или локализованными. системные и часто связаны с установкой медицинских устройств . Высокая антибиотикорезистентностьфенотип и способность образовывать биопленки делают S. haemolyticus трудным патогеном для лечения.

Биология и биохимия

S. haemolyticus — неподвижный, неспорообразующий , факультативно анаэробный и грамположительный . Клетки обычно имеют кокковидную форму и имеют диаметр 0,8-1,3 мкм. Он живет на большом количестве субстратов , включая глюкозу , глицерин , мальтозу , сахарозу и трегалоза . Он также дает положительный результат на продукцию ацетоина, аргинин , дигидролазу, бензидин , каталазу , гемолиз и липазу . ; он дает отрицательный результат на коагулазу , ДНКазу , орнитиндекарбоксилазу , фосфатазу , уреазу и оксидазу .

Условия роста

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

Структура генома

Геном штамма S. haemolyticus JCSC1435 содержит 2685015 bpхромосому и три плазмиды из 2300 п.н. , 2366 п.н. и 8,180 п.н. . Хромосома сопоставима по размеру с хромосомой S. aureus и S. epidermidis и содержит аналогичное содержание G + C . Кроме того, большая часть открытых рамок считывания (ORF) является консервативной у всех трех видов. В среднем ортологичные ORF идентичны на 78%. Однако у S. haemolyticus действительно есть уникальные участки хромосом, распределенные около oriC (начало репликации хромосомной ДНК ), и эти области вместе именуются «oriC Environment».

Как уже отмечалось, некоторые ORF для S. haemolyticus отличаются от S. aureus и S. epidermidis. Некоторые из этих ORF кодируют генные продукты с известными биологическими особенностями, такими как регуляция синтеза РНК , транспорт рибозы и рибита , а также основные компоненты биосинтез нуклеиновой кислоты и клеточной стенки тейхоевой кислоты . Другие уникальные ORF, вероятно, кодируют продукты, участвующие в патогенезе бактерий, и по крайней мере три из этих ORF демонстрируют гомологию со стафилококковыми гемолизинами .

Геном S. haemolyticus также содержит множество последовательностей вставки (IS). Эти IS-элементы могут способствовать частым геномным перестройкам, которые ускоряют диверсификацию видов. Теоретически эти адаптации могут помочь S. haemolyticus преодолеть неблагоприятные последствия химического воздействия (т. Е. Использования антибиотиков ). В таблице ниже содержится список генов, которые, как известно, связаны с S. haemolyticus устойчивостью к антибиотикам .

Клеточная стенка

Как и другие Грамположительные микробы, S. haemolyticus имеет толстую, довольно однородную клеточную стенку (60-80 нм), состоящую из пептидогликана , тейхоевой кислоты и белок . Пептидогликан группы A3 (с L-лизином в качестве диаминокислоты в положении 3 субъединицы пептида и интерпептида, обогащенного глицином мостик) является характерной чертой этого микроба, и двумя преобладающими поперечными мостиками являются COOH-Gly-Gly-Ser-Gly-Gly-NH2 и COOH-Ala-Gly-Ser-Gly-Gly-NH2. Изменения этих поперечных мостиков участвуют в устойчивости к гликопептидам. S. haemolyticus teichoic кислоты представляют собой водорастворимые полимеры с повторяющимися группами фосфодиэфира , ковалентно связанными с пептидогликаном. Пептидогликан типа L-Lys-Gly 3,5-4,0, L-Ser0,9-1,5 Тейхоевая кислота содержит как глицерин , так и N-ацетилглюкозамин . Основными жирными кислотами клеточной стенки являются CBr-15, CBr-17, C18 и C20.

Капсула

Некоторые штаммы S. haemolyticus способны продуцировать капсульный полисахарид (СР). Штамм S. haemolyticus JCSC1435 содержит капсулуоперон , расположенный в «oriC Environment». Этот оперон содержит 13 ORF в области 14 652- bp и называется локусом cap sh. Первые семь генов cap sh (capA sh через capG sh ) гомологичны гену S. aureus cap5 или локус cap8. Однако от capH до capM уникальны для S. haemolyticus, и эта область кодирует ферменты для уникального тридезоксисахарного остатка, который N-ацилируется аспарагиновой кислотой .

На продукцию CP влияет питательная среда и фаза роста . Культивирование в триптическом соевом бульоне (TSB)], TSB с 1% глюкозой , бульоне для инфузии сердца мозга или бульоне Columbia с 2% NaCl способствует производству CP; культивирование на чашках с колумбийским соляным агаром неоптимально. До конца экспоненциальной фазы генерируются только следовые количества CP, а максимальная скорость производства CP не достигается до ранней стационарной фазы.

CP считается фактором вирулентности , поскольку он обеспечивает устойчивость к опосредованному комплементом полиморфноядерному нейтрофилу фагоцитозу .

образованию биопленок

Способность прикрепляться к медицинским устройствам и впоследствии образовывать биопленки являются основным фактором вирулентности , связанным с S. haemolyticus. Образование биопленки увеличивает устойчивость к антибиотикам и часто приводит к хроническим инфекциям. Биопленки S. haemolyticus не зависят от полисахаридного межклеточного адгезина (PIA), и отсутствие ica оперона (кластер гена , который кодирует продукцию PIA) можно использовать для различения S .haemolyticus из других видов CoNS.

На формирование биопленок влияет множество факторов, включая углеводы , белки и внеклеточную ДНК . Анализы отсоединения с NaIO 4, протеиназой K или ДНКазой приводят к 38%, 98% и 100% отсоединению соответственно. Высокий уровень отслоения, связанный с обработкой ДНКазой, побудил нескольких авторов предположить функцию адгезии между клетками и / или клетками для 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. Производство капсульного полисахарида снижает образование биопленок.

Субингибирующие концентрации (ниже минимальные ингибирующие концентрации ) антибиотика диклоксациллина также влияют на рост биопленок S. haemolyticus. Биопленки, образованные в присутствии субингибирующих концентраций диклоксациллина , содержат меньше биомассы и имеют измененный состав. Они тоньше, покрывают меньшую площадь и менее гидрофобны , но также обладают повышенным уровнем устойчивости к диклоксациллину.

Токсины

Некоторые штаммы S. haemolyticus продуцируют энтеротоксины (SE) и / или гемолизины . При исследовании 64 штаммов S. haemolyticus была отмечена продукция SEA, SEB, SEC и / или SEE (отсутствовал только SED). Кроме того, было обнаружено, что 31,3% штаммов продуцируют по крайней мере один тип энтеротоксина .

Identification

S. haemolyticus можно идентифицировать на уровне вида с помощью различных ручных и автоматизированных методов. Чаще всего используются: эталонный метод (на основе тестов роста), API ID 32 Staph (bioMe´rieux), Staph-Zym (Rosco), UZA (быстрый 4-часовой метод) и полимеразная цепная реакция . и электрофоретический анализ последовательности гена 16S рРНК , hsp60 или sodA . Предпочтение определенному методу обычно зависит от удобства, экономичности и требуемой специфичности (некоторые виды имеют идентичную 16S рРНК).

Клиническая значимость

S. haemolyticus является вторым наиболее клинически изолированным CoNS (S. epidermidis — первым) и считается важным нозокомиальным патогеном. Инфекции человека включают: эндокардит нативного клапана , сепсис , перитонит и мочевыводящие пути , рана , инфекции костей и суставов . Редкие инфекции мягких тканей обычно возникают у пациентов с ослабленным иммунитетом . Как и другие CoNS, S. haemolyticus часто ассоциируется с введением инородных тел , таких как протезы клапанов, шунты спинномозговой жидкости , ортопедические протезы и внутрисосудистые, мочевые и диализные катетеры . S. haemolyticus устойчив к множественным лекарствам и способен образовывать биопленки, что делает инфекции особенно трудными для лечения.

Инфекции, связанные с сосудистым катетером

S . haemolyticus может колонизировать центральные венозные катетеры и вызвать серьезные медицинские осложнения. Колонизация происходит, когда S. 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 катетера , частоты манипуляций и факторов вирулентности штамма S. haemolyticus. Удаление катетера обычно считается лучшим лечением, но это не всегда возможно. В качестве альтернативы можно вводить ванкомицин или тейкопланин . Недавние данные свидетельствуют о том, что гликопептиды могут быть дополнены β-лактамами для синергетического действия.

Устойчивость к антибиотикам

S. haemolyticus имеет самый высокий уровень устойчивости к антибиотикам среди CoNS. Различные штаммы устойчивы к одному или нескольким из этих антибиотиков : пенициллинов , цефалоспоринов , макролидов , хинолонов , тетрациклины , аминогликозиды , гликопептиды и фосфомицин (см. Таблицу в структуре генома) и множественная лекарственная устойчивость общий. Как указано выше, начали появляться даже устойчивые к гликопептидам (ванкомицин и тейкопланин) штаммы.

Ссылки

1. ^Schleifer, K.H .; Клоос, В. Э. (1975). «Выделение и характеристика стафилококков из кожи человека I. Измененные 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. DOI : 10.1099 / 00207713-25-1-50 . ISSN0020-7713 .
2. ^ Поль Де Вос; Джордж Гаррити; Дороти Джонс; Ноэль Р. Криг; Вольфганг Людвиг; Фред А. Рейни; Карл-Хайнц Шлейфер; Уильям Б. Уитмен, ред. (2009). Руководство по систематической бактериологии Берджи . 3 The Firmicutes (2-е изд.). Спрингер-Верлаг . ISBN978-0-387-95041-9 .
3. ^ де Сильва; и другие. (2002). «Производство ica-оперона и биопленки у коагулазонегативных стафилококков, связанных с носительством и заболеванием в отделении интенсивной терапии новорожденных» . Журнал клинической микробиологии. 40 (2): 382-388. doi : 10.1128 / jcm.40.02.382-388.2002 . PMC153361 . PMID11825946 .
4. ^ 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. ISBN978-1-55581-166-2 .
5. ^ 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. doi : 10.1248 / bpb.29.1592 . PMID16880610 .
6. ^ Фальконе; и другие. (2006). «Использование тейкопланина и появление Staphylococcus haemolyticus: есть ли связь?» . Clin Microbiol Infect. 12 (1): 96-97. DOI : 10.1111 / j.1469-0691.2005.01307.x . PMID16460556 .
7. ^ Пойарт; и другие. (2001). «Быстрая и точная идентификация на уровне видов коагулазонегативных стафилококков с использованием гена sodA в качестве мишени» . Журнал клинической микробиологии. 39 (12): 4296-4301. DOI : 10.1128 / JCM.39.12.4296-4301.2001 . PMC88539 . PMID11724835 .
8. ^ Viale, P .; Стефани, С. (2006). «Сосудистые катетер-ассоциированные инфекции: микробиологические и терапевтические обновления». J Chemother. 18 (3): 235-49. doi : 10.1179 / joc.2006.18.3.235 . PMID17129833 . S2CID25108301 .
9. ^ 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. DOI : 10.1128 / JB.187.21.7292-7308.2005 . PMC1272970 . PMID16237012 .
10. ^Бушами; и другие. (2011). «Устойчивость к антибиотикам и молекулярная характеристика клинических изолятов метициллин-резистентных коагулазонегативных стафилококков, выделенных от пациентов с бактериемией в онкогематологии». Folia Microbiol. 56 (2): 122-30. DOI : 10.1007 / s12223-011-0017-1 . PMID21431912 . S2CID33021913 .
11. ^ Billet-klein; и другие. (1996). «Синтез и структура пептидогликана в Staphylococcus haemolyticus, экспрессирующие повышенные уровни устойчивости к гликопептидным антибиотикам» . Журнал бактериологии. 178 (15): 4696-4703. doi : 10.1128 / jb.178.15.4696-4703.1996 . PMC178241 . PMID8755902 .
12. ^ Флахаут; и другие. (2008). «Структурные и биологические характеристики капсульного полисахарида, продуцируемого Staphylococcus haemolyticus» . Журнал бактериологии. 190 (5): 1649-1657. DOI : 10.1128 / JB.01648-07 . PMC2258659 . PMID18165309 .
13. ^ 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. doi : 10.1093 / jac / dki217 . PMC1317301 . PMID15980094 .
14. ^ Фредхейм; и другие. (2009). «Формирование биопленки Staphylococcus haemolyticus» . Журнал клинической микробиологии. 47 (4): 1172-1180. DOI : 10.1128 / JCM.01891-08 . PMC2668337 . PMID19144798 .
15. ^Костертон; и другие. (1999). «Бактериальные биопленки: частая причина стойких инфекций». Наука. 284 (5418): 1318-1322. Bibcode : 1999Sci … 284.1318C . doi : 10.1126 / science.284.5418.1318 . PMID10334980 .
16. ^ Клингенберг; и другие. (2007). «Стойкие штаммы коагулазонегативных стафилококков в отделении интенсивной терапии новорожденных: факторы вирулентности и инвазивность». Clin Microbiol Infect. 13 (11): 1100-11. DOI : 10.1111 / j.1469-0691.2007.01818.x . PMID17850346 .
17. ^ Valle; и другие. (1990). «Продукция энтеротоксина стафилококками, выделенными из здоровых коз» . Прикладная и экологическая микробиология. 56 (5): 1323-1326. doi : 10.1128 / AEM.56.5.1323-1326.1990 . PMC184403 . PMID2339886 .
18. ^ Даже; и другие. (1995). «Быстрый и экономичный метод определения видов клинически значимых коагулазонегативных стафилококков» . Журнал клинической микробиологии. 33 (5): 1060-1063. DOI : 10.1128 / JCM.33.5.1060-1063.1995 . PMC228104 . PMID7615705 .
19. ^ С. Вигнароли; Ф. Бьяваско; П. Э. Варальдо (2006). «Взаимодействие между гликопептидами и β-лактамами против изогенных пар тейкопланиновых и устойчивых штаммов Staphylococcus haemolyticus» . Противомикробные препараты и химиотерапия. 50 (7): 2577-2582. DOI : 10.1128 / AAC.00260-06 . PMC1489795 . PMID16801450 .
20. ^Ролстон К.В., Бодей Г.П. (2003). «Инфекции у онкологических больных» . В Kufe DW et al. (ред.). Медицина рака (6-е изд.). BC Decker. ISBN978-0-9631172-1-2 .
21. ^ Froggatt JW, Johnston JL, Galetto DW, Archer GL (1989). «Устойчивость к противомикробным препаратам в нозокомиальных изолятах Staphylococcus haemolyticus» . Антимикробные агенты Chemother. 33 (4): 460-6. doi : 10.1128 / aac.33.4.460 . PMC172460 . PMID2729941 .
22. ^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. doi : 10.1179 / joc.2005.17.3.264 . PMID16038519 . S2CID22579239 .
23. ^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. doi : 10.1080 / 00313020701330441 . PMID17558874 .
24. ^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. DOI : 10.1128 / AAC.42.1.100 . PMC105463 . PMID9449268 .

Внешние ссылки

• Геном Staphylococcus haemolyticus
• Типовой штамм Staphylococcus haemolyticus в BacDive — База метаданных по бактериальному разнообразию

Источник