Bacillus cereus -Bacillus cereus

Bacillus cereus
Kolonie „B. cereus“ na agarové plotně z ovčí krve
Kolonie B. cereus na misce agaru z ovčí krve
Vědecká klasifikace Upravit
Doména: Bakterie
Kmen: Firmicutes
Třída: Bacily
Objednat: Bacily
Rodina: Bacillaceae
Rod: Bacil
Druh:
B. cereus
Binomické jméno
Bacillus cereus
Frankland a Frankland 1887
Elektronový mikrofotografie Bacillus cereus

Bacillus cereus je gram-pozitivní , tyčinkovité , fakultativně anaerobní , pohyblivých , beta-hemolytické , spór tvořící bakterie běžně vyskytují v půdě a potravin. Specifický název, cereus , latinsky „voskovitý“, odkazuje na výskyt kolonií pěstovaných na krevním agaru . Některé kmeny jsou škodlivé pro člověka a způsobují nemoci přenášené potravinami , zatímco jiné kmeny mohou být prospěšné jako probiotika pro zvířata. Bakterie se klasicky nakazí ze smažených rýžových pokrmů, které už hodiny sedí při pokojové teplotě. Bakterie B. cereus jsou fakultativní anaeroby a stejně jako ostatní členové rodu Bacillus mohou produkovat ochranné endospory . Jeho virulentní faktory patří cereolysin a fosfolipázu C .

Skupina Bacillus cereus zahrnuje sedm blízce příbuzných druhů: B. cereus sensu stricto (zde označovaný jako B. cereus ), B. anthracis , B. thuringiensis , B. mycoides , B. pseudomycoides a B. cytotoxicus ; nebo jako šest druhů v Bacillus cereus sensu lato: B. weihenstephanensis , B. mycoides , B. pseudomycoides , B. cereus , B. thuringiensis a B. anthracis .

Ekologie

B. cereus ve střevě soutěží s jinými mikroorganismy, jako je Salmonella a Campylobacter ; jeho přítomnost snižuje počet těchto mikroorganismů. U potravinových zvířat, jako jsou kuřata , králíci a prasata , se některé neškodné kmeny B. cereus používají jako přísada probiotických krmiv ke snížení salmonel ve střevech a slepém střevě zvířat . To zlepšuje růst zvířat a také bezpečnost potravin pro lidi, kteří je jedí. B. cereus může parazitovat na larvách motýlů motýlů .

B. cereus a další členové Bacillus nejsou snadno zabiti alkoholem; je známo, že kolonizují destilované louhy a tampony a tampony namočené v alkoholu v množství dostatečném k vyvolání infekce.

Některé kmeny B. cereus produkují cereiny , bakteriociny aktivní proti různým kmenům B. cereus nebo jiným grampozitivním bakteriím.

Reprodukce

Při 30 ° C (86 ° F) se populace B. cereus může zdvojnásobit za pouhých 20 minut nebo až 3 hodiny, v závislosti na potravinářském produktu.

Jídlo Minuty na dvojnásobek, 30 ° C (86 ° F) Hodiny pro vynásobení 1 000 000
Mléko 20–36 6,6 - 12
Vařená rýže 26–31 8,6 - 10,3
Kojenecká strava 56 18.6

Patogeneze

B. cereus je zodpovědný za menšinu nemocí přenášených potravinami (2–5%), které způsobují těžkou nevolnost , zvracení a průjem . K chorobám přenášeným Bacillus dochází v důsledku přežití bakteriálních endospór, když infikovaná potravina není uvařená nebo je nedostatečná. Teploty vaření nižší nebo rovné 100 ° C (212 ° F) umožňují přežít některé spory B. cereus . Tento problém se zvyšuje, když je jídlo poté nesprávně chlazeno , což umožňuje endospórám klíčit. Vařená jídla, která nejsou určena k okamžité spotřebě ani k rychlému chlazení a chlazení, by měla být uchovávána při teplotách pod 10 ° C (50 ° F) nebo nad 50 ° C (122 ° F). Ke klíčení a růstu obvykle dochází mezi 10 ° C a 50 ° C, ačkoli některé kmeny mohou růst při nízkých teplotách . Bakteriální růst vede k produkci enterotoxinů , z nichž jeden je vysoce odolný vůči teplu a kyselinám ( úrovně pH mezi 2 a 11); požití vede ke dvěma typům onemocnění: průjmový a emetický (zvracení) syndrom.

  • Průjmový typ je spojen s celou řadou potravin, má inkubační dobu 8 až 16 hodin a je spojen s průjmem a bolestmi trávicího traktu. Také známá jako forma „dlouhodobé inkubace“ otravy jídlem B. cereus , může být obtížné odlišit se od otravy způsobené Clostridium perfringens . Enterotoxin lze inaktivovat po zahřátí na 56 ° C (133 ° F) po dobu 5 minut, ale zda jeho přítomnost v potravě způsobuje symptom, není jasné, protože degraduje v žaludečních enzymech; jeho následná produkce přežitím spor B. cereus v tenkém střevě může být příčinou onemocnění.
  • „Emetická“ forma je obvykle způsobena rýží vařenou po určitou dobu a teplotou nedostatečnou k usmrcení všech přítomných spór, poté nesprávně chlazenou. Může produkovat toxin , cereulid , který není inaktivován pozdějším ohřevem. Tato forma vede k nevolnosti a zvracení 1–5 hodin po konzumaci. Rozlišit od jiných krátkodobých bakteriálních intoxikací přenášených potravinami, jako je Staphylococcus aureus, může být obtížné. Emetický toxin vydrží 90 minut při 121 ° C (250 ° F).

Předpokládá se, že průjmové syndromy pozorované u pacientů pocházejí ze tří toxinů: hemolyzinu BL (Hbl), nehemolytického enterotoxinu (Nhe) a cytotoxinu K (CytK). Tyto NHE / HBL / cytK geny jsou umístěny na chromozomu bakterií. Transkripce těchto genů je řízena PlcR . Tyto geny se vyskytují také v taxonomicky příbuzných B. thuringiensis a B. anthracis . Tyto enterotoxiny jsou všechny produkovány v tenkém střevě hostitele, což brání trávení endogenními enzymy hostitele. Toxiny Hbl a Nhe jsou toxiny vytvářející póry úzce související s ClyA z E. coli . Proteiny vykazují konformaci známou jako „ beta-barel “, která se díky hydrofobnímu exteriéru může vložit do buněčných membrán , čímž se vytvoří póry s hydrofilními vnitřky. Důsledkem je ztráta buněčného membránového potenciálu a případně buněčná smrt. CytK je protein vytvářející póry, který více souvisí s jinými hemolyziny.

Dříve se předpokládalo, že načasování produkce toxinu může být zodpovědné za dva různé průběhy nemocí, ale ve skutečnosti je emetický syndrom způsoben toxinem, cereulidem , který se nachází pouze v emetických kmenech a není součástí „standardního souboru nástrojů“ z B. cereus . Cereulide je cyklický polypeptid obsahující tři opakování čtyř aminokyselin: D -oxy- Leu - D - Ala - L -oxy- Val - L - Val (podobný valinomycin produkované Streptomyces griseus ) Produkce nonribosomal peptidové syntézy . Předpokládá se, že cereulid se váže na serotoninové receptory 5-hydroxytryptamin 3 (5-HT3) , aktivuje je a vede ke zvýšené aferentní stimulaci nervu vagus . Dvě výzkumné skupiny nezávisle ukázaly, že mají být kódovány na více plazmidech : pCERE01 nebo pBCE4810. Plazmid pBCE4810 sdílí homologii s plazmidem virulence B. anthracis pXO1, který kóduje antraxový toxin . Parodontální izoláty B. cereus mají také odlišné plazmidy podobné pX01. Jako většina cyklických peptidů obsahujících neproteogenní aminokyseliny je cereulid odolný vůči teplu, proteolýze a kyselým podmínkám.

B. cereus je také známo, že způsobuje obtížně eradikovatelné chronické kožní infekce, i když méně agresivní než nekrotizující fasciitida . B. cereus může také způsobit keratitidu .

Případová studie byla zveřejněna v roce 2019 jednoho katétru příbuzné infekce krevního řečiště z B. cereus v 91-letý muž předtím léčen hemodialýzou přes PermCath u konečného selhání ledvin . Měl zimnici, tachypnoe a horečku vysokého stupně, jeho počet bílých krvinek a vysoce citlivý C-reaktivní protein (CRP) byly významně zvýšené a CT zobrazování odhalilo aneuryzma hrudní aorty . Úspěšně byl léčen pro aneuryzma intravenózním vankomycinem , perorálními fluorochinolony a odstraněním PermCath.

Eliminace spor

Zatímco vegetativní buňky B. cereus jsou při normálním vaření usmrceny, spory jsou odolnější. Životaschopné spory v potravě se mohou stát vegetativními buňkami ve střevech a produkovat řadu průjmových enterotoxinů, takže je žádoucí eliminovat spory. Při vlhkém horku (pytláctví, dušení, vaření, dušení, dušení, pražení v hrnci, vaření v páře) vyžadují spóry zničení více než 5 minut při teplotě 121 ° C (250 ° F) v nejchladnějším místě. V suchém teple (grilování, grilování, pečení, pražení, opečení, restování) 1 hodina 120 ° C (248 ° F) zabíjí všechny výtrusy na exponovaném povrchu.

Diagnóza

V případě nemocí přenášených potravinami může být diagnóza B. cereus potvrzena izolací více než 100 000 organismů B. cereus na gram z epidemiologicky implikované potraviny, ale takové testování se často neprovádí, protože nemoc je relativně neškodná a obvykle sama -omezující.

Identifikace

Pro izolaci a stanovení počtu B. cereus , existují dvě normalizované metody podle Mezinárodní organizace pro standardizaci (ISO): ISO 7931 a ISO 21871. Vzhledem k B. cereus " schopnost produkovat lecithinase a jeho neschopnosti fermentovat manitol , existují některé vhodná selektivní média pro jeho izolaci a identifikaci, jako je mannitol-žloutek-polymyxin (MYP) a polymyxin-pyruvát-vaječný žloutek-mannitol-bromthymolový modrý agar (PEMBA). Kolonie B. cereus na MYP mají fialově červené pozadí a jsou obklopeny zónou sraženiny žloutku.

Níže je uveden seznam diferenciálních technik a výsledků, které mohou pomoci identifikovat B. cereus z jiných bakterií a druhů Bacillus .

Centrální laboratoř veřejného zdraví ve Spojeném království testuje motilitu, hemolýzu, rhizoidní růst, náchylnost k y-fágu a fermentaci glukózy na bázi amonné soli, ale bez mannitolu, arabinózy nebo xylózy.

Charakteristika B. cereus

Kolonie, morfologické, fyziologické a biochemické charakteristiky mořského B. cereus jsou uvedeny v tabulce níže.

Typ testu Test Charakteristika
Postavy kolonií Velikost Střední
Typ Kolo
Barva Bělavý
Tvar Konvexní
Morfologické znaky Tvar Tyč
Psychologické znaky Motilita +
Růst při 6,5% NaCl +
Biochemické znaky Gramovo barvení +
Oxidáza +
Kataláza +
Oxidačně-fermentační Fermentační
Motilita +
Methyl Red -
Voges-Proskauer +
Indole -
Výroba H 2 S                 -
Urease PROTI
Dusičnan reduktáza +
β-galaktosidáza -
Hydrolýza Želatina +
Aesculin +
Kasein +
Tween 40 +
Tween 60 +
Tween 80 +
Výroba kyseliny z Glycerol +
Galaktóza PROTI
D-glukóza +
D-fruktóza +
D-Mannose -
Mannitol +
N-acetylglukosamin +
Amygdalin +
Sladový cukr +
D-melibióza +
D-Trehalóza +
Glykogen +
D-Turanose PROTI

Poznámka: + = pozitivní, - = negativní, V = proměnná (+/–)

Prognóza

Většina emetických pacientů se uzdraví do 6 až 24 hodin, ale v některých případech může být toxin fatální při fulminantním jaterním selhání . V roce 2014 se u 23 novorozenců ve Velké Británii, kteří dostávali celkovou parenterální výživu kontaminovanou B. cereus, vyvinula septikémie , přičemž tři kojenci později zemřeli v důsledku infekce.

Bakteriofág

Bakterie skupiny B. cereus jsou infikovány bakteriofágy z čeledi Tectiviridae . Tato rodina zahrnuje bezocasé fágy, které mají lipidovou membránu nebo váček pod ikosahedrálním proteinovým obalem a které jsou tvořeny přibližně stejným množstvím virem kódovaných proteinů a lipidů odvozených z plazmatické membrány hostitelské buňky . Po infekci se lipidová membrána stane strukturou podobnou ocasu používanou při doručování genomu. Genom se skládá z přibližně 15kilometrové lineární dvouvláknové DNA (dsDNA) s dlouhými obrácenými sekvencemi terminálního opakování (100 párů bází). GIL01 , Bam35 , GIL16 , AP50 a Wip1 jsou příklady mírných tektivirů infikujících skupinu B. cereus .

Dějiny

Kolonie B. cereus byly původně izolovány z agarové plotny ponechané vystavené vzduchu v kravíně. V 2010s, zkoumání varovných dopisů vydaných americkým Úřadem pro kontrolu potravin a léčiv vydaných farmaceutickým výrobním zařízením zaměřeným na mikrobiální kontaminaci zařízení odhalilo, že nejběžnějším kontaminantem byl B. cereus .

V B. cereus bylo objeveno několik nových enzymů , jako AlkC a AlkD , oba se podílejí na opravě DNA .

Viz také

Reference

externí odkazy