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| クロストリジウム・セプティカム | |
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科学的分類 
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| ドメイン： | 細菌 |
| 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
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| 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
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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るが、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とは異なり、感染部位に外傷は必要ない。感染は消化管からの血行性拡散によって起こると考えられている。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の欠陥と関連している。 [2]
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、大型のグラム陽性桿菌で、人間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きることができ、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、腸の組織が壊死したり炎症を起こしたりすると、急速に感染を引き起こす可能性があります。[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的です。[5]嫌気性のため、血流が減少した部位では感染しやすくなります。[4]まれではありますが、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、火傷、敗血症性流産の最近の病歴がある人によく見られます。[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、クロストリジウム・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も生存することができます。[4] [6]
病因
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1000～3000件報告されており、通常は他の既往症を伴っています。C . septicumは筋壊死、別名ガス壊疽の原因となる数種類の細菌の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発見されました。[8]感染は、免疫不全、外傷、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よく見られます。[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部位よりもC. septicumの増殖を促進しやすい可能性があります。 [5]ガス壊疽の最も攻撃的な原因菌の1つであるC. septicumの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途絶えることで進行し、酸素と栄養素のレベルが低下し、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α毒素、DNaseβ毒素、ヒアルロニダーゼγ毒素、およびチオール活性化（またはセプティコリシン）δ毒素の4つ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]感染の症状には、身体的所見に釣り合わない重さや圧迫感として表現される痛み、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、代謝性アシドーシス、発熱、腎不全を引き起こします。[4 ]二酸化炭素と水素細胞呼吸中に産生された毒素が組織層を移動して分離を引き起こし、触知可能な肺気腫の特徴的な所見を呈する。[4]また、皮膚が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生じる。[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、クロストリジウム・セプティカム感染症の患者は、結腸癌または結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、免疫抑制がクロストリジウム・セプティカムの感染を引き起こす能力において重要な役割を果たしている可能性が浮上しています。[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、クロストリジウム・セプティカムが循環系に侵入する可能性があるようです。[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、および液体で満たされた水疱を特徴とする疾患であるガス壊疽（別名筋壊死）の根本的な原因です。 [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の 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す。 [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ます。[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ます。[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、赤血球からカリウムイオンが放出され、細胞内のイオン平衡が崩れます。[12]アルファ毒素は、ヒト葉酸受容体（hFR）や神経分子コンタクチン、Thy-1（CD90）などのGPIアンカー型細胞表面受容体に結合します。[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]
アルファ毒素とエアロリジン
驚くべきことに、 C. septicumのα毒素は、C. perfringens （ガス壊疽の病因に関与する別の細菌）のα毒素とは関連がありません。[10]しかし、 C. septicumのα毒素は、別のβ孔形成毒素であるエアロリジンとの類似性を示しています。α毒素とエアロリジンは、約72％の配列類似性を共有しており、多くの機能類似性もあります。[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します。[13] [15] 2つの毒素の類似性は、エアロリジンの結晶構造の分析によっても発見されています。エアロリジンは、4つのドメイン（D1-D4）からなる 二葉タンパク質です。 [15] C. septicumのα毒素にはアエロリジンの最小の葉が欠けており、これはα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%になります。[10] ClineとTurnbullによる研究では、診断は、臨床所見や損傷に釣り合わない痛み、著しい頻脈、変色または浮腫んだ皮膚、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われる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、頻脈、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、通常の嫌気性抗菌薬としてペニシリン、メトロニダゾール、クリンダマイシンを使用できます。感受性試験に関するCLSI基準はないため、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を示した。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である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、感染症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。 [要出典]
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、感染した動物は一般的に死んでいるのが発見される。[20]
参照
参考文献
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外部リンク
- BacDive の Clostridium septicum の標準株 - 細菌多様性メタデータ