クロストリジウム・セプティカム

クロストリジウム・セプティカム
科学的分類この分類を編集する
ドメイン： 細菌
王国： バチラッティ
門: バシロタ
クラス： クロストリジウム
注文： 真正細菌目
家族： クロストリジウム科
属: クロストリジウム
種：
C.セプティカム
二名法名
クロストリジウム・セプティカム
（マセ 1889）フォード 1927

クロストリジウム・セプティカム[ 1 ]はグラム陽性、胞子形成、偏性嫌気性細菌 である。

クロストリジウム・セプティカムはガス壊疽を引き起こす可能性がありますが、クロストリジウム・パーフリンゲンスなどの他のクロストリジウム属細菌とは異なり、感染部位に外傷は必要ありません。感染は消化管からの血行性伝播によって成立すると考えられています。クロストリジウム・セプティカムによるガス壊疽は、大腸がんやその他の腸管の異常と関連しています。[ 2 ]

クロストリジウム・セプティカムは、 α毒素、致死毒素、溶血毒素などの外毒素を放出することで筋壊死を引き起こす[ 3 ]

一般情報および形態情報

クロストリジウム・セプティカムは、グラム陽性の大型桿菌で、ヒトや他の動物の正常な腸内細菌叢の一員です。 [ 4 ]クロストリジウム・セプティカムは胞子形成菌で、末端胞子によってドラムスティックのような形をしています。[ 5 ]また運動性細菌でもあり、周毛鞭毛を使ってある環境から次の環境へと移動します。[ 6 ]クロストリジウム・セプティカムは発酵性嫌気性菌であるため、糖、アミノ酸、その他の有機化合物など、さまざまな基質を食べて生存でき、細胞呼吸の副産物として分子状水素ガスと二酸化炭素を生成します。[ 7 ]

クロストリジウム・セプティカムは、腸の組織が壊死または炎症を起こすと急速に感染を引き起こす可能性がある。[ 4 ]クロストリジウム・セプティカムは、アルファ、ベータ、ガンマ、デルタの4種類の毒素を産生し、アルファ毒素は壊死性で致死性である。[ 5 ]嫌気性であるため、血流が減少した部位では感染しやすくなる。[ 4 ]まれではあるが、クロストリジウム・セプティカム感染症は、外傷、手術、末梢血管疾患、糖尿病、大腸がん、皮膚感染症または火傷、敗血症性流産の最近の病歴を持つ人によく見られる。[ 4 ]

生態と生息地

クロストリジウム・セプティカムはヒトの微生物叢に常在する細菌ですが、有機化合物が存在するほぼすべての無酸素環境で見つかります。[ 4 ]不利な条件下では、C.セプティカムは胞子を形成し、極端な温度、乾燥した土地、栄養不足の生息地などの厳しい条件下で生存することができます。[ 4 ] [ 6 ]

病因

右脚のガス壊疽の患者。右脚は浮腫を呈し、変色し、水疱が液体で満たされている。

2006 年の時点で、米国ではクロストリジウム筋壊死の症例が毎年 1,000 ～ 3,000 件報告されており、通常は別の既存の病状を伴っています。C. septicumは筋壊死(ガス壊疽とも呼ばれる)の原因となる細菌の 1 つです。[ 4 ] C. septicumによる感染はかつては非常にまれであると考えられていましたが、嫌気性実験技術により、この感染性微生物の真の可能性が明らかになりました。[ 8 ]感染は一般に、免疫不全、外傷、外科手術、悪性腫瘍、皮膚感染症/火傷、敗血症性流産などの状況で見られます。[ 4 ]感染しやすい部位は血管供給の乏しい部位ですが、 pH、電解質、浸透圧の違いにより、結腸は他のほとんどの解剖学的領域よりもC. septicumの増殖を促進しやすいと考えられます。 [ 5 ]ガス壊疽の最も攻撃的な原因菌の 1 つであるC. septicum感染は非常に急速に進行し、成人の死亡率は約 79 % で、通常は感染後 48 時間以内に発生します。[ 5 ]最も高い生存率は通常、既往症がなく、感染が四肢に限局している患者で見られます。[ 4 ]ガス壊疽は感染部位への血流が阻害されることで進行し、酸素と栄養素のレベルが低下して最終的に早期の細胞死と組織壊死を引き起こします。[ 9 ] C. septicumからは、致死性のアルファ毒素、DNase ベータ毒素、ヒアルロニダーゼガンマ毒素、およびチオール活性化 (またはセプティコリシン) デルタ毒素の 4 種類の毒素が分離されています。 [ 10 ]アルファ毒素は血管内溶血と組織壊死を引き起こし、 C. septicumの主な病原性因子としてよく知られています。[ 9 ]感染症状には、身体的所見とは不釣り合いな重さや圧迫感として表現される疼痛、頻脈、低血圧などがあります。[ 4 ]組織壊死はその後、浮腫と虚血を引き起こします。代謝性アシドーシス、発熱、腎不全を引き起こします。[ 4 ]細胞呼吸で生成された二酸化炭素と水素は組織層を通過して分離し、触知可能な肺気腫の特徴的な所見を形成します。[ 4 ]これにより、皮膚はマゼンタブロンズ色に変色し、悪臭を放つ漿液性血液で満たされた水疱が形成されます。[ 4 ]

悪性腫瘍との関連

クロストリジウム・セプティカム由来のガス壊疽は、悪性腫瘍レベルの上昇と強い相関関係にあることが示されています。一般的に、 C. septicum感染症の患者は、大腸癌または大腸に転移した腫瘍を呈しています。[ 10 ] Alpern と Dowell によるある特定の研究では、悪性腫瘍との併存率が 85% であると報告され、Koransky らによる別の研究では、併存率が 71% であると報告されています。[ 5 ] [ 8 ] [ 11 ]この関係は、この病原体の日和見的な性質を示唆しており、免疫抑制がC. septicumによる感染を引き起こす能力に重要な役割を果たしている可能性が浮上します。[ 8 ]治療または悪性腫瘍自体が胃腸粘膜の免疫機能を損ない、C. septicum が循環系に侵入できるようになっている可能性が高いようです。[ 8 ]

アルファ毒素

C. septicumによって産生されるアルファ毒素は、広範囲にわたる組織破壊、浮腫、血栓症、および体液充満水疱を特徴とする疾患であるガス壊疽（別名、筋壊死）の根本原因である。 [ 9 ]アルファ毒素は、活性化するためにカルボキシ末端から 5kDa ペプチドのタンパク質分解による切断を必要とするプロトキシンとして分泌される孔形成毒素外毒素である。 [ 12 ]切断は通常、細胞表面プロテアーゼであるフーリンによって開始される。[ 13 ]活性化されると、毒素はオリゴマー化し、細胞膜を貫通するイオン透過性孔を形成できる。[ 12 ]アルファ毒素によって形成される孔は直径約 1.5 nm であり、赤血球からカリウムイオンを放出させ、細胞内のイオン平衡を崩す。[ 12 ]アルファ毒素は、ヒト葉酸受容体（hFR）などのGPIアンカー型細胞表面受容体や、神経分子であるコンタクチンやThy-1（CD90）に結合します。[ 13 ]アルファ毒素は哺乳類細胞内の免疫センサーNLRP3を活性化し、細胞を死滅させ、炎症性分子を放出します。[ 14 ]

エアロリジンの結晶構造解析。緑=D1、紫=D2、シアン=D3、黄=D4、オレンジ=TMD、赤=プロペプチド
エアロリジンの構造に基づくα毒素の提案結晶構造。紫＝D1、シアン＝D2、黄＝D3、オレンジ＝TMD、赤＝プロペプチド

アルファ毒素とアエロリジン

驚くべきことに、 C. septicumのアルファ毒素はC. perfringens (ガス壊疽の病因に関与する別の細菌)のアルファ毒素とは関連がない。[ 10 ]しかし、C. septicum のアルファ毒素は、別のベータポア形成毒素であるエアロリジンと類似点を示す。アルファ毒素とエアロリジンは、約 72% の配列類似性を共有し、機能上の類似点も数多くある。[ 13 ]両方のタンパク質は、フーリンまたはフーリン様プロテアーゼによる切断を必要とし、その後オリゴマー化して膜貫通孔を形成する。[ 13 ] [ 15 ] 2 つの毒素の類似性は、エアロリジンの結晶構造の解析によっても発見されている。エアロリジンは、 4 つのドメイン (D1-D4) からなる 二葉タンパク質である。 [ 15 ] C. septicumのα毒素ではアエロリジンの最小のローブが欠落しており、α毒素はアエロリジンのドメインD2-D4と同様に3つのドメインを持つ単葉型であることを示唆している。[ 15 ]さらなる研究により、D1ドメインは受容体結合に関与し、D3ドメインはα毒素の早期オリゴマー化を防ぐ機能を持つという結論に至った。[ 13 ]

診断と治療

治療しない場合、 C. septicum感染症の死亡率はほぼ100%です。[ 10 ] ClineとTurnbullの研究では、診断は、臨床所見や損傷とは不釣り合いな痛み、著しい頻脈、変色または浮腫のある皮膚、胞子のないグラム陽性桿菌と少数の白血球を示す水疱性排液のグラム染色に基づいて行うべきだと提案されています。[ 16 ]感染の身体的症状には、感染した筋肉への浮腫やガスの浸潤による痛み、筋肉や皮膚の変色、傷口内の悪臭を伴う茶色の水っぽい分泌物の存在などがあります。[ 17 ] C. septicum感染症の治療には、抗生物質の投与、外科的介入、高圧酸素療法（HBOT）などがあります。[ 4 ]抗生物質の選択については、通常の嫌気性菌に対する治療にはペニシリン、メトロニダゾール、クリンダマイシンなどが含まれる。感受性試験に関するCLSI基準はないので、抗生物質の選択は地域の耐性パターンに基づいて行われることが多い。2000年から2006年にかけて行われたカナダの調査では、19の分離株が検査され、9株（47%）がクリンダマイシン耐性、1株（5%）がメトロニダゾールとクリンダマイシンの両方に耐性であった。ペニシリンに対する感受性が低下した株はなかった。[ 18 ]米国感染症学会（IDSA）は、クロストリジウムが原因と特定されたガス壊疽には、ペニシリンとクリンダマイシンの両方を使用することを推奨している。[ 19 ]重症例では、感染を治すために 切断が唯一の実行可能な選択肢となることが多い。

その他の動物

ヒツジでは、C. septicumはブラキシーと呼ばれる病気を引き起こし、感染した動物は通常、死体となって発見されます。[ 20 ]

参照

参考文献

  1. ^ lpsn.dsmz.de、常設命名法による原核生物の名前のリスト。
  2. ^ Larson, CM; Bubrick, MP; Jacobs, DM; Malignancy, West MA. (1995年10月). 「クロストリジウム・セプティカム感染症」.外科. 118 (4): 592–8 . doi : 10.1016/s0039-6060(05)80023-6 . PMID  7570310 .
  3. ^ *マホン、コニー・R.; マヌセリス、ジョージ. (2000). 『診断微生物学教科書』第2版. サンダース. ISBN 0-7216-7917-X。
  4. ^ a b c d e f g h i j k l m n Smith-Slatas CL, Bourque M and Salazar JC (2006). 小児におけるクロストリジウム・セプティカム感染症：症例報告と文献レビュー.小児科学117(4): e796-e805.
  5. ^ a b c d eコランスキー、JR;スターゲル、メリーランド州。ダウェル、VR (1979)。 「クロストリジウム敗血症菌血症」。アメリカ医学ジャーナル。66 (1): 63–66 .土井: 10.1016/0002-9343(79)90483-2。PMID 420252。 
  6. ^ a b Liechti, ME; Schob, O; Kacl, GM; Caduff, B (2003). 「大腸癌患者におけるClostridium septicumによる大動脈炎」（PDF） . Eur J Clin Microbiol Infect Dis . 22 (10): 632– 634. doi : 10.1007/s10096-003-1009-0 . PMID 14513404. S2CID 39242542 .  
  7. ^ Gabay, EL; Rolfe, RD; Finegold, SM (1981). 「クロストリジウム・セプティカムの23種類の抗菌剤に対する感受性」 .抗菌剤と化学療法. 20 (6): 852– 853. doi : 10.1128/aac.20.6.852 . PMC 181814. PMID 7325648 .  
  8. ^ a b c d Katlic, MR; Derkac, WM; Coleman, WS (1981). 「Clostridium septicum感染症と悪性腫瘍」 . Ann . Surg . 193 (3): 361– 364. doi : 10.1097/00000658-198103000-00020 . PMC 1345077. PMID 7212798 .  
  9. ^ a b c Hickey, MJ; Kwan, RYQ; Awad, MM; Kennedy, CL; Young, LF; Hall, P; Cordner, LM; Lyras, D; Emmins, JJ; Rood, JI (2008). 「Clostridium perfringensおよびClostridium septicumによって引き起こされる微小血管灌流障害の分子的・細胞的基盤」 . PLOS Pathogens . 4 (4): 1– 9. doi : 10.1371/journal.ppat.1000045 . PMC 2275794. PMID 18404211 .  
  10. ^ a b c d Ballard, J; Bryant, A; Stevens, D; Tweten, RK (1992). 「クロストリジウム・セプティカムの致死毒素（α毒素）の精製と特性解析」 .感染と免疫. 60 (3): 784– 790. doi : 10.1128 / IAI.60.3.784-790.1992 . PMC 257555. PMID 1541552 .  
  11. ^ Alpern, RJ; Dowell, VR (1969). 「Clostridium septicum感染症と悪性腫瘍」. JAMA . 209 (3): 385–388 . doi : 10.1001/jama.209.3.385 . PMID 5819436 . 
  12. ^ a b c Ballard, J; Crabtree, J; Roe, BA; Tweten, RK (1995). 「クロストリジウム・セプティカムα毒素の一次構造はエロモナス・ハイドロフィラアエロリジンとの類似性を示す」.感染と免疫. 63 (1): 340– 344. doi : 10.1128/IAI.63.1.340-344.1995 . PMC 172997. PMID 7806374 .  
  13. ^ a b c d e Melton-Witt, JA; Bensten, LM; Tweten, RK (2006). 「クロストリジウム・セプティカムα毒素の機能ドメインの同定」 .生化学. 45 (48): 14347– 14354. doi : 10.1021/bi061334p . PMC 2561313. PMID 17128973 .  
  14. ^ジン、ウェイドン;ピラート、ジョーダン・ロー。ケイ、カラム。フォン、ショウヤ。トゥイプロトゥ、ダニエル・エノシ。マトゥール、アヌクリティ。シェン、チェン。ゴ、チン。趙、安陽。ミオゲ、リサ A.アリ、シドラ A.ガーディナー、エリザベス E.アワド、ミレナ・M。リラス、デナ。ロバートソン、アヴリルAB。カークーシュ、ナディーム O.男、思明（2022）。「クロストリジウム・セプチクムのα毒素は、GPIアンカータンパク質と結合することによってNLRP3インフラマソームを活性化する。 」科学免疫学。7 (71) eabm1803。土井: 10.1126/sciimmunol.abm1803。PMID 35594341。S2CID 248921445。  
  15. ^ a b c Melton, JA; Parker, MW; Rossjohn, J; Buckley, JT; Tweten, RK (2004). 「クロストリジウム・セプティカムα毒素の膜貫通ドメインの同定と構造」 . The Journal of Biological Chemistry . 279 (14): 14315– 14322. doi : 10.1074/jbc.m313758200 . PMID 14715670 . 
  16. ^ Turnbull, TL; Cline, KS (1985). 「特発性クロストリジウム筋壊死」. The Journal of Emergency Medicine . 3 (5): 353– 360. doi : 10.1016/0736-4679(85)90319-1 . PMID 3914999 . 
  17. ^ワシントン州アルテマイヤー;フーレン、WD (1971)。 「ガス壊疽の予防と治療」。ジャム。217 (6): 806–813 .土井: 10.1001/jama.217.6.806。PMID 5109333。 
  18. ^ Leal, J; Gregson, DB; Ross, T; Church, DL; Laupland, KB (2008-06-19). 「カナダ、カルガリーにおけるクロストリジウム属菌血症の疫学、2000～2006年」J Infect . 57 (3): 198– 203. doi : 10.1016/j.jinf.2008.06.018 . PMID 18672296 . 
  19. ^ Stevens, DL; Bisno, AL; Chambers, HF; Dellinger, EP; Goldstein, EJ; Gorbach, SL ; Hirschmann, JV; Kaplan, SL; Montoya, JG; Wade, JC (2014-06-18). 「皮膚および軟部組織感染症の診断と管理に関する診療ガイドライン：米国感染症学会による2014年改訂版」 . Clin Infect Dis . 59 (2): 147– 59. doi : 10.1093/cid/ciu296 . PMID 24947530 . 
  20. ^スコット、PR (2015). 「消化器系：ブラキシー」.羊医学（第2版）. CRC Press. p. 137. ISBN 978-1-4987-0015-3。
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