カルジオバクテリウムホミニス

カーディオバクテリウム・ホミニス（ Cardiobacterium hominis /ˌkɑːrdiəʊbækˈtɪəriəm ˈhɒmɪnɪs/、カルディオバクテリウム・ホミニス）は、微好気性、多形性、選好性、グラム陰性 細菌で、 Cardiobacteriaceae科およびHACEKグループに属します。 ^{[1]最も一般的にはヒトの}微生物叢、具体的には口と呼吸器の上部を含む中咽頭領域に見られます生命を脅かす炎症である心内膜炎の原因の1つです。 ^[2] Cardiobacterium hominisによる感染症はまれですが、髄膜炎、敗血症、骨感染症など、さまざまな臨床症状がこの細菌に関連しています^{。 [2]}

1964年、研究者のIJ SlotnickとMary Doughertyは、54歳の男性患者の研究にちなんでこの種に名前を付けました。^[3] Cardiobacterium属は、2つの外国語、kardiaと bacteriumを組み合わせた語句です。女性名詞「kardia」は心臓と翻訳され、ラテン語の中性名詞「bacterium」は小さな棒の意味を持ちます。Hominisはラテン語の男性属格名詞で、人間、男性のと翻訳されます。^{[4]属と種の完全な名前は、英語では}「人間の心臓の細菌」と翻訳でき、心臓弁の感染性心内膜炎から最初に分離されたことを反映しています^[2]

Cardiobacterium hominis は、1962年に10か月間にわたる感染性心内膜炎の4つの症例の分析に基づいて最初に発見されました。 ^[5]最初の分離時に、研究者は、当時は認識されていなかったCardiobacterium hominisをパスツレラ様生物として記述し、疾病管理予防センターによってグループ「II-D」に分類しました。^[5]

1964年、セントジュード病院細菌学研究所とテネシー大学微生物学部の研究者IJ SlotnickとM. Doughertyは、感染性心内膜炎を患っていた54歳の男性患者からCardiobacterium hominisを発見しました。^{[3]外科医は}大動脈弁に大きな穴を発見し、研究者らは後に大動脈組織を培養しました。48時間後、組織から桿菌形態のグラム陰性細菌が分離されました。 ^[3] Cardiobacterium hominisは後に質量分析法によって特定されました。ちなみに、この細菌は心臓組織で発見され、感染性心内膜炎の原因であることが判明したため、後にCardiobacterium属の別の種であると特徴付けられました。^{[6]この細菌の}多形性のために、特定することは困難であることが判明しました。Cardiobacterium hominisは、ヒトに心内膜炎を引き起こすことが知られているHaemophilus属、Aggregatibacter属、Eikenella属、Kingella属などの他のHACEK生物と感染プロファイルが類似しているため、HACEKグループに分類されました。^[7]

Cardiobacterium hominis は細菌ドメイン 、シュードモナス門に属します。^[1]この生物は、ガンマプロテオバクテリア綱、カルディオバクテリア目、カルディオバクテリア科、カルディオバクテリア属に属します。 [1] Cardiobacterium属の他の種は、口腔咽頭細菌叢と感染性心内膜炎の類似の原因生物として知られるCardiobacterium v​​alvarumのみです。^[1]したがって、Cardiobacterium v​​alvarumは、この生物に系統学的に最も近い種です。次にこの細菌に近いのは、一般にプロテオバクテリアと呼ばれるシュードモナス門の細菌です。[ ^8]この門に属するグラム陰性細菌には、大腸菌、サルモネラ菌、ビブリオ菌などがあります。

ゲノムDNAは、 Promega社のWizardゲノムDNA精製キットを使用して抽出されました。^[9] DNAシーケンシングにより150 bpのペアエンドリードが生成され、150 bp未満のリードは無視されました。アセンブリは、43〜127の異なるk-mer値を使用してSPAdesゲノムアセンブラーで実行され、N50およびL50スコアと1000 bpを超えるコンティグの最小量を使用してQuastで実行されました。 ^{[9]これらのアセンブリの} 注釈はRSATを使用して行われ、SEEDビューアを使用して分析されました。抗生物質耐性遺伝子とプロファージ配列の検索はPHASTを介して完了し、翻訳されたコード配列とそれらに対応するタンパク質を比較する方法を使用した同定は、CLUSTAL-Wデータベースを使用して行われました。 2,456,795 個の 15 bp ペアエンドリードを配列決定してアセンブルした後、RAST システムは 2,489 個の CoDing 配列CDS を予測し、その機能の一部は細胞壁代謝、毒性と防御、炭水化物代謝、タンパク質代謝、RNA代謝、脂質代謝、DNA 代謝であることが判明しました。^{[9]さらに注釈を付けた後、一部の CDS は抗生物質耐性に関与する潜在的な機能を明らかにしましたが、Resfinder は}セフトリアキソンやゲンタマイシンなどの抗生物質に対して高い感度を示しました。^[9]最後に、1 つの完全なプロファージ配列と 2 つの不完全なプロファージ配列も出現しました。^[9]

DNAシーケンシングにより150bpのペアエンドリードが生成され、150bp未満のリードは無視されました。アセンブリの注釈はRASTを使用して行われ、SEEDビューアを使用して分析されました。^[9]抗生物質耐性遺伝子とプロファージ配列の検索はPHASTを介して完了し、翻訳されたコード配列とそれに対応するタンパク質を比較する方法を使用した同定はCLUSTAL-Wデータベースを使用して行われました。^[9]

全体として、配列決定されたCardiobacterium hominisのT05791株は、ゲノムサイズが2.7メガベース（Mb）、G + C含有量が59％の1本の環状染色体を持つことがわかりました。^[10]アセンブリレベルは、約2670755ヌクレオチドと総遺伝子数2474で構成される完全なゲノムです。2412はタンパク質遺伝子、42はRNA遺伝子です。^[11] RASTシステムは、細胞壁代謝、防御、炭水化物代謝、タンパク質代謝、RNA代謝、脂質代謝、DNA代謝などの機能をコードする遺伝子を予測しました。 ^[9]病原性に関しては、Cardiobacterium hominisは非常に毒性が低く、病原性能力を助ける遺伝子は最小限です。^[12]さらなるアノテーションにより、抗生物質耐性に関与する潜在的な機能が明らかになりましたが、Resfinderはセフトリアキソンやゲンタマイシンなどの抗生物質に対して高い感受性を示しました。^[9]完全なプロファージ配列1つと不完全なプロファージ配列2つも出現した。

Cardiobacterium hominis は多形性のため、一貫性のない桿菌の形態をしている。^[3]桿菌は一般に端が丸く、片方または両方が拡大していることが多く、幅は0.5～0.6 μm、長さは1.0～2.2 μmである。^[3]他に観察されている形態学的特徴は、対、短鎖、涙滴形、クラスターである。^[3]この生物は酸素濃度が約2～10%の環境で繁殖し、ヌクレオチド前駆体を生成するために必要な糖新生経路と酵素を持っている。^[13]代謝産物の利用には、グルコース、フルクトース、マルトースから酸を作る能力が含まれ、この属の細菌に比べて低酸素環境で生存する能力、耐熱性と耐寒性（中温性）、胞子形成、ペニシリン以外の抗生物質耐性など、いくつかの生理学的および形態学的な利点を持っている。^[2] Cardiobacterium hominisの細胞膜は、グラム陰性細菌に関連するリポ多糖類でできた外層に囲まれた薄いペプチドグリカン層を特徴としています。^[14]

呼吸器系の細菌として、61件の感染例が報告されている。^[2]これらの症例には、患者の生命を深刻に脅かす大動脈根の合併症につながる感染性心内膜炎の発生が含まれている。 ^[15]しかし、早期発見とそれに続く外科手術により、患者は2年間の治療後に完全に治癒した。^{[15]これは、} Cardiobacterium hominisの早期かつ適切な診断が治療の成功につながることを示す証拠である。この疾患の年間発生率は10万人あたり3～10件である。^[16]研究者らは、メイヨークリニックで1958年から1979年にかけてグラム陰性菌による感染性心内膜炎の患者56人のうち、6件がCardiobacterium hominisに関連していることを発見した。^[17] HACEKの一部として、Cardiobacteriumは頭字語の「C」を表す。 HACEK心内膜炎は、以前に心臓病を患っていたり人工弁を使用している患者が対象で、多くの場合、潜行性の経過をたどり、診断が3か月遅れる。[ ^{18]主にヒトの口腔および上気道に生息する}Cardiobacterium hominisやEikenella corrodens、Kingella kingaeなどのグラム陰性菌は、感染性心内膜炎の1～3％の原因となっている。^[18]この疾患の治療には、第3世代セファロスポリンが使用され、成功率は80～90％を超える。^[18]

ペニシリンやアンピシリンは、過去にはCardiobacterium hominisのようなHACEK菌の治療薬として使われていました。^[19] β-ラクタマーゼ産生株の出現により、セフォタキシムやセフトリアキソンが標準的な治療薬となりました。^[17]