ブドウ球菌溶血性ブドウ球菌

ブドウ球菌溶血性ブドウ球菌
科学的分類
ドメイン：	細菌
門:	バシロタ
クラス：	バチルス
注文：	ナデシコ目
家族：	ブドウ球菌科
属:	ブドウ球菌
種：	S.ヘモリチカス
二名法名
ブドウ球菌溶血性ブドウ球菌 シュライファー＆クロース、1975年[1]

ブドウ球菌は、コアグラーゼ陰性ブドウ球菌（CoNS）の一種です。 ^[2]これはヒトの皮膚常在菌叢の一部であり^{、 [3]}その最大の集団は通常、腋窩、会陰、鼠径部に見られます。 ^[4] S. haemolyticus は霊長類や家畜にも定着します。 ^[4]これはよく知られた日和見病原体であり、CoNS の中で 2 番目に多く分離される菌です（ 1 番目はS. epidermidis）。 ^[5] 感染は局所的または全身的になる可能性があり、医療器具の挿入に関連することがよくあります。 ^{[6] [7] [8]}抗生物質耐性の 表現型とバイオフィルム形成能力が高いため、 S. haemolyticusは治療が難しい病原体です。 ^[5]最も近縁の種はStaphylococcus borealisです。 ^[9]

S. haemolyticusは非運動性、非胞子性、通性嫌気性、グラム陽性菌である。細胞は典型的には球菌形で、直径は 0.8～1.3 μm である。グルコース、グリセロール、マルトース、スクロース、トレハロースなど、さまざまな基質上で生存する。また、アセトイン産生、アルギニン、ジヒドロラーゼ、ベンジジン、カタラーゼ、溶血、リパーゼの検査では陽性であるが、凝固酵素、デオキシリボヌクレアーゼ、オルニチン脱炭酸酵素、ホスファターゼの検査では陰性である^[2]。

最適な成長は、酸素と10% NaClの存在下で30〜40℃で起こります。しかし、一部の菌株は18〜45℃の温度範囲で成長することができます。15℃または15% NaClでは成長が乏しいか、まったく成長しません。^[2]

S. haemolyticus株 JCSC1435 ゲノムには、2,685,015 bp の 染色体と、 2,300 bp、2,366 bp、8,180 bpの3 つのプラスミドが含まれています。染色体のサイズはS. aureusやS. epidermidisの染色体と同等で、 G+C 含有量も同様です。さらに、オープンリーディングフレーム(ORF) の大部分が 3 種すべてで保存されています。平均して、オーソログORF は 78% 同一です。ただし、S. haemolyticusにはoriC (染色体 DNA 複製起点)の近くに分布する独自の染色体領域があり、これらの領域は総称して「oriC 環境」と呼ばれています。^[10]

前述のように、S. haemolyticusのORFの中にはS. aureusやS. epidermidisと異なるものがある。これらのORFの中には、 RNA合成の調節、リボースとリビトールの輸送、核酸と細胞壁 テイコ酸の生合成に必須の成分など、既知の生物学的特徴を持つ遺伝子産物をコードするものがある。他のユニークなORFは細菌の病原性に関わる産物をコードする可能性が高く、これらのORFのうち少なくとも3つはブドウ球菌の溶血素と相同性を示している。^[10]

S. haemolyticus ゲノムには、挿入配列(IS)も多数含まれています。これらのIS 要素は、頻繁なゲノム再編成を促進し、種の多様化を加速させる可能性があります。理論的には、これらの適応により、S. haemolyticus は化学物質への曝露 (抗生物質の使用など) の悪影響を克服できる可能性があります。以下の表には、 S. haemolyticus の 抗生物質耐性に関連することが知られている遺伝子のリストが含まれています。^{[10] [11]}

他のグラム陽性微生物と同様に、 S. haemolyticusは、ペプチドグリカン、テイコ酸、タンパク質で構成される厚く均質な細胞壁（60-80 nm）を持っています。グループA3のペプチドグリカン（ペプチドサブユニットの位置3のジアミノ酸としてL-リジンとグリシンに富むペプチド間架橋を持つ）はこの微生物の特徴であり、2つの主要な架橋はCOOH-Gly-Gly-Ser-Gly-Gly-NH2とCOOH-Ala-Gly-Ser-Gly-Gly-NH2です。^{[2] [12]}これらの架橋の変化は、糖ペプチド耐性に関係しています。^[12] S. haemolyticusのテイコ酸は、ペプチドグリカンに共有結合した繰り返しのホスホジエステル基を持つ水溶性ポリマーです。ペプチドグリカン型 L-Lys-Gly 3.5-4.0、L-Ser0.9-1.5テイコ酸にはグリセロールとN-アセチルグルコサミンが含まれています。主要な細胞壁脂肪酸はCBr-15、CBr-17、C18、C20です。^[2]

S. haemolyticusの特定の株は莢膜多糖類(CP)を産生することができる。 ^{[10] [13]} S. haemolyticus JCSC1435 株は、「oriC 環境」内に位置する莢膜 オペロンを含む。 ^[10]このオペロンは 14,652 bp の領域に 13 個の ORF を含み、 cap _sh 遺伝子座と呼ばれる。cap _shの最初の 7 つの遺伝子( capA _shからcapG _shまで) は、 S. aureus のcap5またはcap8遺伝子座と相同である。しかし、capHからcapMはS. haemolyticusに特有であり、^[10]この領域はアスパラギン酸によって N-アシル化される特有のトリデオキシ糖残基の酵素をコードしている。^[13]

CPの生産は培地と増殖期によって影響を受ける。トリプシン大豆ブロス（TSB）、1%グルコースを含むTSB 、ブレインハートインフュージョンブロス、または2% NaClを含むコロンビアブロスでの培養はCPの生産に有利である。コロンビア塩寒天培地での培養は最適ではない。指数関数的増殖期の終了前には微量のCPしか生成されず、CP生産の最大速度は定常期の初期まで発生しない。^[13]

CP は補体媒介性好中球貪食に対する抵抗性をもたらすため、毒性因子であると考えられている。^[要出典]

医療機器に付着し、その後バイオフィルムを形成する能力は、 S. haemolyticusに関連する主要な毒性因子である。^{[3] [5] [14] [15]}バイオフィルム形成は抗生物質耐性を高め^{[5] [14] [15]}、しばしば持続感染につながる。^{[16] [17]} S. haemolyticusバイオフィルムは多糖類細胞間接着因子（PIA）に依存しておらず、icaオペロン（ PIAの産生をコードする遺伝子クラスター）の欠如は、 S. haemolyticus分離株を他のCoNS種と区別するために使用できる。^{[3] [13] [15]}

バイオフィルムの形成は、炭水化物、タンパク質、細胞外DNAなど、さまざまな要因の影響を受けます。NaIO ₄、プロテイナーゼ K、DNaseによる剥離試験では、それぞれ 38%、98%、100% の剥離が見られました。DNase 処理に伴う高い剥離レベルから、複数の著者が細胞外 DNA の細胞表面および/または細胞間接着機能を示唆しています。バイオフィルムの形成は、グルコースと NaCl の存在によっても影響を受けるようです。TSB で 1% グルコースを培養するとバイオフィルムの形成が促進され、TSB で 3% NaCl を培養するとバイオフィルムの形成が減少します。 ^[15]莢膜多糖類の生成によりバイオフィルムの形成が減少します。^[13]

抗生物質ジクロキサシリンの亜発育阻止濃度（亜最小発育阻止濃度）もS.haemolyticusバイオフィルムの増殖に影響を与える。亜発育阻止濃度のジクロキサシリン存在下で形成されたバイオフィルムはバイオマスが少なく、組成が変化する。バイオフィルムは薄く、表面積が小さく、疎水性が低いが、ジクロキサシリンに対する耐性も高くなる。^[14]

一部のS. haemolyticus 株はエンテロトキシン（SE）および/または溶血素を産生する。^{[10] [18] 64の}S. haemolyticus株を対象とした研究では、SEA、SEB、SEC、および/またはSEEの産生が確認された（SEDのみは認められなかった）。さらに、31.3％の株が少なくとも1種類のエンテロトキシンを産生することが判明した。^[18]

S. haemolyticus は、さまざまな手動および自動の方法を使用して種レベルで識別できます。最も頻繁に使用されるのは、参照方法 (増殖試験に基づく)、API ID 32 Staph (bioMe´rieux)、Staph-Zym (Rosco)、UZA (迅速な 4 時間法)、および16S rRNA、hsp60、または sodA遺伝子配列のポリメラーゼ連鎖反応および電気泳動分析です。特定の方法に対する好みは通常、利便性、経済性、および必要な特異性 (一部の種は同一の 16S rRNA を持っています) によって決まります。^{[7] [19]} S. haemolyticusに最も近い種はStaphylococcus borealisです。^[9]

S. haemolyticusは、臨床的に分離されるCoNSの中で2番目に多く（1番目はS. epidermidis ）、重要な院内病原体と考えられている。^[20]ヒトの感染症には、自然弁心内膜炎、敗血症、腹膜炎、尿路感染症、創傷感染症、骨感染症、関節感染症などがある。^{[3] [4] [5] [13]}まれに軟部組織感染症が発生するが、これは通常、免疫不全患者に起こる。^[21]他のCoNSと同様に、S. haemolyticusは、人工弁、脳脊髄液シャント、整形外科用プロテーゼ、血管内カテーテル、尿路カテーテル、透析カテーテルなどの異物の挿入に伴って発生することが多い。^{[6] [7] [8]} S. haemolyticusは多剤耐性であり^[22]、バイオフィルムを形成するため、感染症の治療が特に困難である。^[17]

S. haemolyticus は中心静脈カテーテルに定着し、深刻な医学的合併症を引き起こす可能性があります。定着は、 S. haemolyticusが医療従事者の操作により、皮膚からデバイスの外面に沿って、またはハブから移動したときに発生します。どちらのシナリオでも、微生物がバイオフィルムを形成する可能性が高くなります。これらの感染は局所的に留まるか、全身性 (つまり、菌血症) になることがあります。感染の重症度は、カテーテルの種類、操作の頻度、およびS. haemolyticus株の毒性因子によって異なります。カテーテルの除去が通常最善の治療法と考えられていますが、これが常に可能であるとは限りません。代わりに、バンコマイシンまたはテイコプラニンを投与することもできます。^[8]最近の証拠は、糖ペプチドにβ-ラクタムを補充して相乗効果を発揮できることを示唆しています。^[20]

S. haemolyticusはCoNSの中で最も高いレベルの抗生物質耐性を持っています。[ ^15]ペニシリン、セファロスポリン、マクロライド、キノロン、テトラサイクリン、アミノグリコシド、グリコペプチド、ホスホマイシン（ゲノム構造の表を参照）の1つ以上の抗生物質に耐性を持つ株が多数あり、 ^{[5] [10] [22] [23]}多剤耐性が一般的です。^[22]前述のように、グリコペプチド耐性（バンコマイシンとテイコプラニン）株も出現し始めています。^{[6] [20] [24] [25]}

• ブドウ球菌ゲノム
• BacDive - 細菌多様性メタデータベースにおける Staphylococcus haemolyticus の標準株