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は、グラム陽性の胞子形成性の偏性嫌気性細菌です。

Clostridium septicumはガス壊gangを引き起こす可能性がありますが、 Clostridium perfringensのような他のクロストリジウム種とは異なり、感染部位に外傷は必要ありません。感染は、胃腸管からの血行性の広がりによって確立され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って引き起こされるガス壊gangは、結腸直腸癌および腸の他の欠陥に関連しています。

クロストリジウムセプティカムは、アルファ毒素、致死毒素、溶血毒素などの外毒素の放出を介して筋壊死を引き起こします

一般的および形態学的情報

C. septicumは、人間や他の動物の正常な腸内細菌叢のメンバーである、大きなグラム陽性のrod状細菌です。 C. septicumは胞子形成剤であり、それらにドラムスティックのような形状を与える末端胞子があります。それらは運動性のバクテリアでもあり、ある環境から次の環境に移動するために、ペリトリコスの鞭毛を使用しています。 C. septicumは発酵性の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のさまざまな基質から生存し、細胞呼吸の副産物として分子水素ガスと二酸化炭素を生成します。

C. septicumは、腸組織が壊死または炎症を起こした場合、すぐに感染を引き起こす可能性があります。 C. septicumは4つの毒素を生成します。アルファ、ベータ、ガンマ、デルタ、アルファ毒素は壊死性で致死的。それらの嫌気性の性質は、血流が減少した領域に感受性を生じます。まれではありますが、 C。septicum感染症は、最近の外傷、手術、末梢血管疾患、糖尿病、結腸癌、皮膚感染症または火傷および敗血症性流産の最近の病歴を持つ個人にしばしば見られます。

生態学と生息地

C. septicumは人間の微生物叢の常在菌ですが、有機化合物が存在するほとんどすべての無酸素生息地で見られます。不利な条件下では、 C。septicumは内生胞子を形成し、極端な温度、乾燥した土地、栄養不足の生息地などの過酷な条件下で生き残ることができます。

病因

2006年の時点で、米国では毎年1000〜3000のクロストリジウム性筋壊死が報告されており、通常は別の既存の病状が伴います。 C. septicumは、ガス壊gangとしても知られる筋壊死の原因となるいくつかの細菌の1つです。 C. septicumによる感染はかつて非常にまれであると考えられていましたが、嫌気性の実験室技術により、この感染性微生物の真の可能性を発見することができました。感染症は通常、免疫不全、外傷、手術、悪性腫瘍、皮膚感染症/火傷、および敗血症性流産の状況で見られます。感染しやすい部位は血管の供給が不十分な部位ですが、pH、電解質、および浸透圧の違いにより、結腸は他のほとんどの解剖学的部位よりもC. septicumの成長を促進する可能性があります。ガス壊gangのより攻撃的な前駆体の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％であり、通常は感染後48時間以内に発生します。通常、最大の生存率は、既存の病状がなく、四肢に限局した感染症の患者に見られます。ガス壊gangは、感染部位への血流の中断を介して進行し、結果として酸素および栄養素のレベルが低下し、最終的に早期細胞死および組織壊死を引き起こします。 C. septicumから4つの毒素が分離されました：致命的なアルファ毒素、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/セプチコリシンデルタ毒素。アルファ毒素は、血管内溶血および組織壊死を引き起こし、 C。septicumの主要な毒性因子としてよく知られています。感染症の症状には、身体所見、頻脈、および低血圧に不釣り合いな重さまたは圧力として説明される痛みが含まれます。組織壊死は浮腫と虚血を引き起こし、代謝性アシドーシス、発熱、腎不全を引き起こします。細胞の呼吸中に生成された二酸化炭素と水素は組織面を移動し、それらを分離させ、触知可能な肺気腫に特徴的な特徴を生成します。これはまた、マゼンタ青銅色の皮膚の変色と悪臭を放つ漿液血で満たされた水疱をもたらします。

悪性腫瘍との関連

C.敗血症由来のガス壊gangは、悪性度の増加と強い相関関係を示しています。一般的に、 C。septicum感染症の患者は、結腸癌腫または結腸に転移した腫瘍を示します。 AlpernとDowellによる特定の研究では、悪性腫瘍との併存疾患が85％であることが示されましたが、Koransky et al。 71％の併存疾患を指摘した。この関係は、この病原体の日和見的性質が、免疫抑制がC. septicumの感染を引き起こす能力において重要な役割を果たす可能性を高めることを示唆しています。治療または悪性腫瘍のいずれかが胃腸粘膜の免疫機能を損ない、 C。septicumが循環系にアクセスできるようになる可能性があります。

アルファ毒素

C. septicumが産生するアルファ毒素は、ガス壊gangの根底にある原因であり、そうでなければ筋壊死としても知られています。広範囲の組織破壊、浮腫、血栓症、および体液が充満した水疱を特徴とする疾患。アルファ毒素は、活性化するためにそのカルボキシ末端からの5kDaペプチドのタンパク質分解的切断を必要とするプロトキシンとして分泌されるポア形成毒素外毒素です。切断は通常、細胞表面プロテアーゼのフリンによって開始されます。毒素が活性化されると、毒素はオリゴマー化し、細胞膜を貫通するイオン透過性の孔を形成します。アルファ毒素によって形成された細孔は直径約1.5 nmで、赤血球からカリウムイオンが放出されるため、細胞内のイオン平衡が破壊されます。アルファ毒素は、ヒト葉酸受容体（hFR）およびニューロン分子コンタクチンおよびThy-1（CD90）を含むGPIアンカー細胞表面受容体に結合します。

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gangの病因に関与する別の細菌）のアルファ毒素とは関係ありません。 C.セプチカム α毒素は、しかしながら、展示類似性は、他のベータ-孔形成毒素をアエロリジンしません。アルファ毒素とアエロリジンは約72％の配列類似性を共有し、同様に多数の機能的類似性を持っています。両方のタンパク質は、フューリンまたはフュ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します。 2つの毒素の類似性は、アエロリジンの結晶構造の分析を通じても発見されています。 Aerolysinは、4つのドメイン（D1〜D4）で構成される二葉タンパク質です。 C. septicumのアルファ毒素には、アエロリジンの最小の葉が欠けています。これは、アルファ毒素が、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であることを意味します。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ドメインはアルファ毒素の早期のオリゴマー化を防ぐように機能するという結論に至りました。

診断と治療

治療せずに放置すると、 C。septicum感染の死亡率は100％近くになります。 ClineとTurnbullの研究では、診断は、臨床所見または傷害に不釣り合いな痛みの所見、顕著な頻脈、変色または浮腫性皮膚、および芽胞のないグラム陽性菌とわずかな白血球を示すグラム染色の水疱性ドレナージに基づいていることが示されています。感染の身体的症状には、感染した筋肉への浮腫とガスの浸潤、頻脈、筋肉と皮膚の変色、および創傷内の悪臭を伴う茶色の水様分泌物の存在によって引き起こされる痛みが含まれます。 C. septicum感染症の治療には、抗生物質投与、外科的介入、および高圧酸素療法（HBOT）が含まれます。抗生物質の選択については、通常の嫌気性カバレッジにはペニシリン、メトロニダゾールまたはクリンダマイシンが含まれます。感受性試験のためのCLSI標準はないため、抗生物質の選択はしばしば耐性の局所パターンに基づいて行われます。 2000年から2006年のカナダの調査では、19の分離株がテストされ、9（47％）がクリンダマイシン耐性で、1（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した。ペニシリンに対する感受性を低下させたものはなかった。アメリカ感染症協会（IDSA）は、クロストリジウムがペニシリンとクリンダマイシンの両方を使用する原因として特定されているガス壊gangに対して推奨しています。多くの場合、重症例では、切断が感染を解消するための唯一の実行可能な選択肢になります。

他の動物

ヒツジにおいて、C.のセプチカムは braxyとして知られる疾患を引き起こします。影響を受けた動物は一般に死んでいます。