バクテロイデス・フラギリス

バクテロイデス・フラギリス
科学的分類
ドメイン：	細菌
門:	バクテロイデス
クラス：	バクテロイジア
注文：	バクテロイデス
家族：	バクテロイデス科
属:	バクテロイデス
種：	B.フラギリス
二名法名
	バクテロイデス・フラギリス; (Veillon and Zuber 1898) Castellani and Chalmers 1919 (承認リスト 1980)

バクテロイデス・フラギリスは、嫌気性、グラム陰性、多形性から桿菌である。ヒトの大腸の正常な微生物叢の一部であり、一般的には共生関係にあるが^[1]^[2]、手術、病気、外傷後に血流や周囲の組織に移動する場合には感染を引き起こす可能性がある。^[3]

生息地

バクテロイデス・フラギリスはヒトの消化管に生息し、粘膜免疫や宿主の栄養など健康な消化管機能に不可欠です。 ^[4]中温菌であるため、最適な増殖は37℃、pH7前後で起こります。 ^[5]^[4]

形態学

B. fragilisの細胞は桿状から多形性で、細胞サイズは 0.5～1.5 × 1.0～6.0 μm の範囲です。^[4]B. fragilisはグラム陰性細菌で、鞭毛や繊毛を持たないため運動しません。しかし、他の分子構造への接着には周毛線毛を利用します。B . fragilis はまた、不安定な腸内微小環境で生き残るために、複雑な一連の表面タンパク質、リポ多糖鎖、外膜小胞を利用します。^[6]

腸内細菌叢における代謝と共生

B. fragilis は、グルコース、スクロース、フルクトースなど、ヒトの腸内微小環境で利用可能なさまざまなグリカンを発酵できる、耐気性で嫌気性の化学有機栄養菌です。B . fragilisは、さまざまなバイオポリマー、多糖類、糖タンパク質を、他の微生物によって使用され、さらに分解される小さな分子に分解することもできます。炭水化物の発酵によって生成された脂肪酸は、宿主のエネルギー源として機能します。^[6]^[4]シトクロムbdオキシダーゼは、 B. fragilisの酸素消費に不可欠であり、他の偏性嫌気性菌が酸素が減少した微小環境で生き延びることを可能にします。^[7]^[6]腸内細菌を持たない動物は、体重を維持するために 30% 多くのカロリー摂取が必要です。^[6]

環境センシングシステム

複雑な環境感覚システムにより、B. fragilis は絶えず変化する人間の腸内微生物叢の中で生き残り、適応することができます。このシステムは多くの要素で構成されており、細菌に対するさまざまな脅威に効果的に対処できます。

バクテリオシン

B. fragilisの腸内分離株は、高レベルのバクテリオシンタンパク質を分泌し、近縁の他の分離株が分泌する他のバクテリオシンに対して耐性があります。このメカニズムにより、種内競争のレベルが低下すると考えられています。^[4]

胆汁酸塩耐性

B. fragilisは胆汁酸塩加水分解酵素などの酵素を利用して胆汁酸塩の分解作用に抵抗します。胆汁酸塩の洗浄作用により細菌膜が透過性になり、最終的には膜の崩壊や細胞の損傷につながる可能性があります。^[4]

酸化ストレス反応

カタラーゼ、スーパーオキシドディスムターゼ、アルキルヒドロペルオキシド還元酵素などのタンパク質は、有害な酸素ラジカルから生物を保護します。これにより、ナノモル濃度の_O2存在下での成長が可能になります。^[4]

抗生物質耐性

バクテロイデス属は、嫌気性細菌の中で最も多くの抗生物質耐性機構を持ち、耐性率が最も高いのが特徴です。B.fragilisの抗生物質に対する高い耐性は、主に遺伝的可塑性に起因しています。^{[8]バクテロイデス科の種は、}セフォキシチン、クリンダマイシン、メトロニダゾール、カルバペネム、フルオロキノロンなどの抗菌剤に対する耐性が増加しています。^[6]^[4]

抵抗リザーバー

バクテロイデス属は消化管に生息するため、さまざまな抗生物質/抗菌薬耐性遺伝子を蓄積します。これにより、これらの遺伝子が他のバクテロイデス属や、おそらくはより毒性の強い他の細菌に遺伝的に伝達され、多剤耐性が全体的に増加します。抗生物質が存在しない場合でも耐性遺伝子が比較的安定する傾向があるため、この状況はさらに悪化します。^[6]

疫学と病因

B. fragilis群は、嫌気性感染症、特に胃腸内細菌叢に起因する感染症で最も一般的に分離されるバクテロイデス科細菌である。B . fragilisはB. fragilis群で最も多く見られる細菌であり、群の分離株の 41% ～ 78% を占める。これらの細菌は、 β-ラクタマーゼの産生やその他の未知の要因により、ペニシリン耐性である。 ^[9]

このグループは、以前はB. fragilisの亜種（すなわち、B. f. ssp. fragilis、B. f. ssp. distasonis、B. f. ssp. ovatus、B. f. ssp. thetaiotaomicron、およびB. f. ssp. vulgatus）に分類されていました。これらは、DNA相同性研究に基づいて、異なる種に再分類されました。^[10] B. fragilis（以前はB. f. ssp. fragilisとして知られていました）は、血液、胸水、腹水、創傷、および脳膿瘍から回収されることがよくあります。^[要出典]

B. fragilis群は臨床検体で最も多く見られる種ですが、糞便微生物叢に存在するバクテロイデス属の中で最も少なく、糞便中に存在する細菌のわずか0.5%を占めています。その病原性は、貪食作用を防ぐ莢膜多糖類を産生する能力に一部起因しており^{[6] 、膿瘍形成を促進します}^[3]。

バクテロイデス・フラギリスは、嫌気性腹膜感染症の90%に関与している。^[^11]また、腹腔内感染症、内臓破裂後の腹膜炎や膿瘍、肛門付近の皮下膿瘍や火傷に伴う菌血症も引き起こす。 ^[13]グラム陰性菌だが、LPSが変化しており、エンドトキシンショックを引き起こさない。未治療のB.フラギリス感染症の死亡率は60%である。^[6]

抗炎症作用

B. fragilis 多糖体A （PSA）は、大腸炎、喘息、肺炎などの実験的疾患から動物を保護することが示されています。^{[14]表面多糖体を欠く}B. fragilis変異体は、腸に容易に定着できません。^[8]腸粘膜におけるB. fragilis のPSA定着は、制御性T細胞を誘導し、炎症誘発性Tヘルパー17細胞を抑制します。^[14]

参照

参考文献

^ Kuwahara T, Yamashita A, Hirakawa H, Nakayama H, Toh H, Okada N, et al. (2004年10月). 「Bacteroides fragilisのゲノム解析により、細胞表面適応を制御する広範なDNA逆位が明らかになった」。米国科学アカデミー紀要。101 (41): 14919– 14924。Bibcode : 2004PNAS..10114919K。doi : 10.1073 / pnas.0404172101。PMC 522005。PMID 15466707。
^ 「バクテロイデス・フラギリス」ジョンズ・ホプキンスABXガイド。
^ ab Levinson W (2010).医学微生物学および免疫学レビュー（第11版）。
^ abcdefgh Wexler HM (2014). 「 バクテロイデス属」。Rosenberg E、DeLong EF、Lory S、Stackebrandt E (編)。原核生物：細菌と古細菌のその他の主要系統（第4版）。ハイデルベルグ：シュプリンガー。pp. 459– 484。doi : 10.1007 /978-3-642-38954-2_129。ISBN 978-3-642-38954-2。
^ “BacMap”. bacmap.wishartlab.com . 2021年11月13日閲覧。
^ abcdefgh Wexler HM (2007 年 10 月). 「バクテロイデス: 良い点、悪い点、そして本質」. Clinical Microbiology Reviews . 20 (4): 593– 621. doi :10.1128/CMR.00008-07. PMC 2176045. PMID 17934076 .
^ Baughn AD 、 Malamy MH (2004 年 1 月)。「厳密な嫌気性菌 Bacteroides fragilis はナノモル濃度の酸素で成長し、その恩恵を受ける」。Nature . 427 ( 6973 ): 441– 444。Bibcode :2004Natur.427..441B。doi : 10.1038/nature02285。PMID 14749831。S2CID 4420207。
^ ab Sun F、 Zhang Q 、 Chen W (2019)。「次世代プロバイオティクスの潜在的種？健康におけるバクテロイデス・フラギリスの暗い面と明るい面」。Food Research International。126 ： 108590。doi ：10.1016/j.foodres.2019.108590。PMID 31732047。S2CID 201203450。
^ Snydman DR、Jacobus NV、McDermott LA、Golan Y、Hecht DW、Goldstein EJ、他 (2010 年 1 月)。「嫌気性菌調査から学んだ教訓: 歴史的観点と最新データのレビュー (2005-2007)」。臨床感染症。50 ( Suppl 1): S26 – S33。doi : 10.1086/647940。PMID 20067390。
^ Baron EJ 、 Allen SD (1993 年 6 月)。「臨床検査室は新しい分類の変更を採用すべきか? もしそうなら、いつ?」。臨床感染症。16 (Suppl 4): S449 – S450。doi : 10.1093/clinids/16.Supplement_4.S449。PMID 8324167 。
^ eMedicineのバクテロイデス感染症
^ Brook I (2010年6月). 「菌血症における嫌気性細菌の役割」Anaerobe . 16 (3): 183– 189. doi :10.1016/j.anaerobe.2009.12.001. PMID 20025984.
^ Brook I (2008年10月). 「腹部感染症の微生物学と管理」.消化器疾患と科学. 53 (10): 2585– 2591. doi :10.1007/s10620-007-0194-6. PMID 18288616. S2CID 35945399.
^ ab Erturk-Hasdemir D、Ochoa-Repáraz J、Kasper DL、Kasper LH (2021)。「中枢神経系の炎症性脱髄を制御するための腸脳軸の探究：バクテロイデス・フラギリスの多糖類Aによる免疫調節」。免疫学の最前線。12 ：662807。doi ：10.3389 /fimmu.2021.662807。PMC 8131524。PMID 34025663。

外部リンク

Baron's Medical Microbiologyの Bacteroides に関する参考文献( NCBIブックシェルフでオンライン)。
BacDive の Bacteroides fragilis の標準株 - 細菌多様性メタデータ

[pmid154667072-1] Kuwahara T, Yamashita A, Hirakawa H, Nakayama H, Toh H, Okada N, et al. (2004年10月). 「Bacteroides fragilisのゲノム解析により、細胞表面適応を制御する広範なDNA逆位が明らかになった」。米国科学アカデミー紀要。101 (41): 14919– 14924。Bibcode : 2004PNAS..10114919K。doi : 10.1073 / pnas.0404172101。PMC 522005。PMID 15466707。

[2] 「バクテロイデス・フラギリス」ジョンズ・ホプキンスABXガイド。

[Levinson,_W._20103-3] Levinson W (2010).医学微生物学および免疫学レビュー（第11版）。

[:02-4] Wexler HM (2014). 「 バクテロイデス属」。Rosenberg E、DeLong EF、Lory S、Stackebrandt E (編)。原核生物：細菌と古細菌のその他の主要系統（第4版）。ハイデルベルグ：シュプリンガー。pp. 459– 484。doi : 10.1007 /978-3-642-38954-2_129。ISBN 978-3-642-38954-2。

[5] “BacMap”. bacmap.wishartlab.com . 2021年11月13日閲覧。

[:12-6] Wexler HM (2007 年 10 月). 「バクテロイデス: 良い点、悪い点、そして本質」. Clinical Microbiology Reviews . 20 (4): 593– 621. doi :10.1128/CMR.00008-07. PMC 2176045. PMID 17934076 .

[7] ^ Baughn AD 、 Malamy MH (2004 年 1 月)。「厳密な嫌気性菌 Bacteroides fragilis はナノモル濃度の酸素で成長し、その恩恵を受ける」。Nature . 427 ( 6973 ): 441– 444。Bibcode :2004Natur.427..441B。doi : 10.1038/nature02285。PMID 14749831。S2CID 4420207。

[pmid31732047-8] Sun F、 Zhang Q 、 Chen W (2019)。「次世代プロバイオティクスの潜在的種？健康におけるバクテロイデス・フラギリスの暗い面と明るい面」。Food Research International。126 ： 108590。doi ：10.1016/j.foodres.2019.108590。PMID 31732047。S2CID 201203450。

[9] Snydman DR、Jacobus NV、McDermott LA、Golan Y、Hecht DW、Goldstein EJ、他 (2010 年 1 月)。「嫌気性菌調査から学んだ教訓: 歴史的観点と最新データのレビュー (2005-2007)」。臨床感染症。50 ( Suppl 1): S26 – S33。doi : 10.1086/647940。PMID 20067390。

[10] ^ Baron EJ 、 Allen SD (1993 年 6 月)。「臨床検査室は新しい分類の変更を採用すべきか? もしそうなら、いつ?」。臨床感染症。16 (Suppl 4): S449 – S450。doi : 10.1093/clinids/16.Supplement_4.S449。PMID 8324167 。

[11] Medicineのバクテロイデス感染症

[12] Brook I (2010年6月). 「菌血症における嫌気性細菌の役割」Anaerobe . 16 (3): 183– 189. doi :10.1016/j.anaerobe.2009.12.001. PMID 20025984.

[13] Brook I (2008年10月). 「腹部感染症の微生物学と管理」.消化器疾患と科学. 53 (10): 2585– 2591. doi :10.1007/s10620-007-0194-6. PMID 18288616. S2CID 35945399.

[pmid34025663-14] Erturk-Hasdemir D、Ochoa-Repáraz J、Kasper DL、Kasper LH (2021)。「中枢神経系の炎症性脱髄を制御するための腸脳軸の探究：バクテロイデス・フラギリスの多糖類Aによる免疫調節」。免疫学の最前線。12 ：662807。doi ：10.3389 /fimmu.2021.662807。PMC 8131524。PMID 34025663。

生息地

形態学