連鎖球菌感染症

連鎖球菌感染症
	血液寒天培地上のStreptococcus zooepidemicusコロニー
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：	乳酸菌
家族：	連鎖球菌科
属:	連鎖球菌
種：	S.ズーエピデミカス
二名法名
	連鎖球菌感染症;

Streptococcus zooepidemicusは、ランスフィールド C 群連鎖球菌で、1934 年に PR Edwards によって初めて分離され、Animal pyogens A と命名されました。^[1]これは粘膜常在性日和見病原体で、さまざまな動物や人間に感染しますが、最も一般的には雌馬の子宮から分離されます。これは、馬の伝染性上気道感染症であるStreptococcus equiの亜種であり、98% を超える DNA 相同性を共有し、多くの同じ毒性因子を共有しています。^[2]

形態学

ストレプトコッカス・ズーエピデミカスはグラム陽性、非胞子形成、非運動性、カタラーゼおよびオキシダーゼ陰性球菌である。S. ズーエピデミカスは莢膜を有し、莢膜多糖類にはヒアルロン酸が含まれており、通性嫌気性菌である。^[3]細胞は通常、対になって、または長い鎖として形成される。寒天上に播種すると、コロニーは通常直径0.5～1.5 mm、円形で、不透明な色をしている。また、表面は滑らかで、凸状の隆起がある。生育に最適な温度は37℃である。^[4]

生化学

血液寒天培地上での溶血はβ溶血性である。D-グルコース、ラクトース、マルトース、スクロース、サリシン、D-ソルビトール、デンプンを発酵するが、D-マンニトール、グリセロール、イヌリンなどは陰性である。S. zooepidemicus は、Ala-Phe-Pro、ロイシン、チロシンアリルアミダーゼにも陽性であり、これらはすべてポリペプチド鎖のアミノ末端からアミノ酸残基の加水分解を触媒する。抗生物質に関しては、S. zooepidemicus は、通常治療に投与されるペニシリン、アンピシリン、エリスロマイシンに非常に感受性が高いが、ノボビオシン、オプトチン、トリブリッセンには極めて耐性である。^[4]

ゲノム構造

S. zooepidemicusのゲノムは、2,024,171 塩基対からなる単一の環状染色体です。ゲノムのG+C 含有量は 42.59% で、属内で G+C 含有量が最も高い S. equi と非常に近い値です。予測されるタンパク質コード配列は 1961 個あり、それぞれ平均長さが 879 塩基対で、約 292 個のアミノ酸をコードしています。これらのコード領域はゲノムの約 85% を占めています。ゲノムには 5 つのリボソーム RNA オペロンと 57 個の tRNA があります。S . zooepidemicusとS. equiの全体的な類似性は92% 以上です。^[5]

S. zooepidemicus はさまざまな細胞外タンパク質も生成しており、これまでに約 100 個の遺伝子が特定されており、全ゲノムの 5% を占めています。細胞外タンパク質をコードするこれらの遺伝子は、他の遺伝子よりもわずかに長く、それぞれ約 478 個のアミノ酸で構成されています。これらのタンパク質のうち 44 個は細胞壁固定表面タンパク質であり、これは連鎖球菌属としては高い数値です。これがS. zooepidemicusの病原性の高さにつながる要因の 1 つです。^[5]

菌株

既知の株には以下のものがある: ^[6]

ATCC 43079
CCUG 23256
CIPP 103228
20727 の翻訳
LM16030
NCDO1358
NCIMB 701358
NCTC4676

代謝

S. zooepidemicus 発酵の副産物は、ヒアルロン酸と乳酸です。発酵プロセスは、ヒアルロン酸の生成によって制御されています。高濃度のヒアルロン酸副産物が存在すると、それ以上の発酵産物の生成が抑制されます。しかし、この発酵プロセスは、いくつかの要因により大量のエネルギーを消費します。これらの要因には、ヒアルロン酸が厳しく制限されていること、ヒアルロン酸合成と細胞増殖との強い競合、および発酵の主な副産物である乳酸があり、これもまた発酵プロセス全体を阻害します。^{[7]ヒアルロン酸は}S. zooepidemicusの毒性にとって重要であり、商業的にも価値のある生産であるため、ヒアルロン酸の生産は、業界および生物内で常に増加しようとしています。

ヒアルロン酸の商業的用途としては、化粧品の成分、アンチエイジングや唇への注射のための皮膚充填剤、粘膜手術、関節炎の潤滑剤などがあります。^[8]

毒性

病原性グラム陽性菌種は、細胞外環境とさまざまな方法で相互作用する細胞壁関連タンパク質を発現します。これらは、生物の生存に役立ち、感染の確立を助けるために作られます。上皮細胞表面への付着は、感染の確立とコロニー形成の開始に重要なステップです。全体的に、S. zooepidemicus はS. equi種よりも病原性が高いことが知られています。^[9]

毒性因子

S. zooepidemicus の病原性に寄与する細胞表面毒性因子には、以下のものがあります。

SzPタンパク質：表面Mタンパク質に似たこのタンパク質は、抗貪食作用と抗オプソニン作用を持ち、宿主防御を阻害する。これは最も重要な毒性因子の1つである。^[10]
FNZタンパク質：ほとんどの宿主細胞壁に存在するフィブロネクチンに特異的に結合します。これにより、FNZタンパク質は細胞に容易に結合して侵入することができます。^[10]
FNZ2タンパク質：宿主細胞壁にも存在するコラーゲンやフィブロネクチン（FNZに類似）に結合する。^[10]
SodAタンパク質：宿主が防御機構として生成する有毒なフリーラジカルを破壊します。^[11]
SeM：エンテロトキシンを産生する。^[11]

病理学

Streptococcus zooepidemicus は、馬、牛、ウサギ、豚、犬、猫など、さまざまな動物に感染する可能性があります。動物の場合、これらの症状には、発熱、胸部、リンパ節、腹部の炎症、気管支肺炎、敗血症、乳房炎などがあります。^[12]馬では、S. zooepidemicus は常在菌ですが、日和見感染するため、機会があれば傷口、呼吸器系、子宮に感染します。最も一般的に感染する馬では、この細菌は上気道感染症を引き起こします（他の症状とともに）。この感染症は、馬に非常に伝染性が高く、致命的な病気を引き起こします。これは、鼻水やリンパ節が餌箱や寝具などに広がることによって引き起こされます。^[12]

人間の病気

人獣共通感染症の病原体と考えられているS. zooepidemicusは、人間から分離されることはほとんどなく、感染は通常非常にまれです。感染が重症化するのは、免疫不全の人、特に馬の周りで時間を過ごした高齢者のみであることが知られています。自家製または低温殺菌されていない牛乳やチーズから病原体に感染した例もあります。^[2]最も一般的な症状は、糸球体腎炎、リウマチ熱、髄膜炎、関節炎などであり、多くの患者が死亡しています。^[2]

アウトブレイク

2017年までに、 Streptococcus zooepidemicusによる感染症の報告例が32件ありました。^[13]

2004年、63歳の男性が左大腿部の痛みと腫れを発症し、発熱、悪寒、皮膚発疹に発展した。2日間、めまいと嘔吐を経験し、病院に搬送され、急性内耳炎、続いて髄膜炎菌性敗血症の治療を受けた。高血圧が起こり、手術中に左大腿筋の浮腫が発見された。これらの治療は継続されたが、患者は進行性の臓器不全に陥り、続いて筋壊死、心室頻拍に陥った。その後、患者は循環不全と呼吸不全に陥り、病院に搬送されてから48時間以内に死亡した。^[14]

筋肉生検により、感染の原因はS. zooepidemicusと、未確認のスーパー抗原外毒素の証拠、そして死亡原因は毒性ショック様症候群であることが判明しました。患者が馬、豚、牛と頻繁に接触していたことは常に注目に値します。この症例研究は、おそらくS. zooepidemicusによって生成された未確認の新しい外毒素の存在を強く示唆している点で特に興味深いものです。

2008年、59歳の女性が3週間前から始まった体の衰弱と立ち上がるときのふらつきのため緊急治療室に入院した。退院前の数日間に、彼女はまた、息切れ、安静時の震え、鼻水、慢性の咳を訴えていた。彼女は高血圧、糖尿病、肥満、慢性腎不全など、幅広い病歴を持っていた。彼女は重度の起立性低血圧の治療を受けたが、その後数日で症状を訴え、髄膜炎を示唆する検査結果が出た。血液培養でStreptococcus zooepidemicusの陽性反応が出るまで、さまざまな症状がほぼ1か月続いた。患者は6週間の静脈内抗生物質治療を受け、彼女の状態は徐々に改善した。患者は、自分の敷地内に馬小屋があるが、たまにしか行かないと述べた。^[15]

参考文献

^ Beres SB、Sesso R、Pinto SW、Hoe NP、Porcella SF、Deleo FR、Musser JM (2008 年 8 月)。「流行性腎炎を引き起こす Lancefield グループ C Streptococcus zooepidemicus 株のゲノム配列: 古い病気に関する新しい情報」。PLOS ONE。3 ( 8 ) : e3026。Bibcode : 2008PLoSO ... 3.3026B。doi : 10.1371/ journal.pone.0003026。PMC 2516327。PMID 18716664。
^ abc ペルコネン S、リンダール SB、スオマラ P、カルフコルピ J、ヴオリネン S、コイヴラ I、ヴァイサネン T、ペンティカイネン J、オーティオ T、トゥーミネン T (2013 年 7 月)。「馬からヒトへのストレプトコッカス・エクイ亜種ズーエピデミカス感染症の伝播」。新興感染症。19 (7): 1041–8。土井：10.3201/eid1907.121365。PMC 3713971。PMID 23777752。
^ Xu B、Pei X、Su Y 、 Ma Z、Fan H（2016年8月）。「Streptococcus equi subsp. zooepidemicusの莢膜は上皮細胞と内皮細胞の付着と侵入を妨げ、内部移行中に弱毒化される」。FEMS Microbiology Letters。363（16）：fnw164。doi ：10.1093/femsle/ fnw164。PMID 27388015 。
^ ab Choi SK、Kim SG、Cho GJ (2011年9月30日)。「韓国のサラブレッド牝馬の生殖管から分離されたStreptococcus equi subsp. zooepidemicusの生化学的および分子的特徴」。韓国獣医学ジャーナル。34 (3):201–208。doi : 10.7853 /kjvs.2011.34.3.201。
^ ab Ma Z, Geng J, Zhang H, Yu H, Yi L, Lei M, Lu CP, Fan HJ, Hu S (2011 年 10 月). 「Streptococcus equi subsp. zooepidemicus 株 ATCC 35246 の完全なゲノム配列」. Journal of Bacteriology . 193 (19): 5583–4. doi :10.1128/JB.05700-11. PMC 3187426. PMID 21914890 .
^ 「Streptococcus equi subsp. zooepidemicus (strain MGCS10565)」。www.uniprot.org 。 2018年4月30日閲覧。
^ Vázquez JA、Montemayor MI、Fraguas J、Murado MA (2010 年 6 月)。「ムール貝加工廃水およびマグロペプトン内臓 由来の海洋副産物培地における Streptococcus zooepidemicus によるヒアルロン酸生産」。微生物 細胞工場。9 : 46。doi : 10.1186 /1475-2859-9-46。PMC 2901256。PMID 20546615。
^ Sudha PN、Rose MH (2014)。「ヒアルロン酸の有益な効果」。海洋炭水化物：基礎と応用、パートA。第72巻。pp. 137–176。doi : 10.1016/ B978-0-12-800269-8.00009-9。ISBN 9780128002698. PMID 25081082。 {{cite book}}:|journal=無視されました (ヘルプ)
^ Timoney JF (2004 年 7 月). 「病原性馬連鎖球菌」(PDF) .獣医学研究. 35 (4): 397–409. doi : 10.1051/vetres:2004025 . PMID 15236673.
^ abc Chalker VJ、Waller A、Webb K、Spearing E、Crosse P、Brownlie J、Erles K (2012 年 6 月)。「Streptococcus equi subsp. zooepidemicus の遺伝的多様性と飼育犬におけるドキシサイクリン耐性」。Journal of Clinical Microbiology。50 ( 6 ): 2134–6。doi : 10.1128 /JCM.00719-12。PMC 3372135。PMID 22495558。
^ ab Javed R, Taku AK, Gangil R, Sharma RK (2016年8月). 「馬におけるStreptococcus equi subsp. equiおよびStreptococcus equi subsp. zooepidemicusの毒性遺伝子の分子特性」. Veterinary World . 9 (8): 875–81. doi :10.14202/vetworld.2016.875-881. PMC 5021838. PMID 27651677 .
^ ab Rasmussen CD、Haugaard MM、Petersen MR、Nielsen JM、Pedersen HG、Bojesen AM (2013 年 4 月)。「馬の感染性子宮内膜炎から分離された Streptococcus equi subsp. zooepidemicus は、明確な遺伝子グループに属している」。獣医学研究。44 ( 1 ): 26。doi : 10.1186 /1297-9716-44-26。PMC 3640914。PMID 23597033。
^ 「Streptococcus Equi: 馬からの細菌感染伝染についてCDCが馬の飼い主に知っておいてほしいこと」。The Horse Owner's Resource 。 2018年4月30日閲覧。
^ Korman TM、Boers A、Gooding TM、Curtis N 、 Visvanathan K (2004 年 6 月)。「スーパー抗原外毒素を伴う C 群連鎖球菌による毒性ショック様症候群の致命的な症例」。Journal of Clinical Microbiology。42 ( 6 ): 2866–9。doi :10.1128/ JCM.42.6.2866-2869.2004。PMC 427866。PMID 15184494。
^ Poulin MF、 Boivin G (2009)。「Streptococcus equi subspecies zooepidemicus による播種性感染症の症例」。カナダ感染症・医療微生物学ジャーナル。20 (2): 59–61。doi : 10.1155/2009/ 538967。PMC 2706407。PMID 20514161。

[1] Beres SB、Sesso R、Pinto SW、Hoe NP、Porcella SF、Deleo FR、Musser JM (2008 年 8 月)。「流行性腎炎を引き起こす Lancefield グループ C Streptococcus zooepidemicus 株のゲノム配列: 古い病気に関する新しい情報」。PLOS ONE。3 ( 8 ) : e3026。Bibcode : 2008PLoSO ... 3.3026B。doi : 10.1371/ journal.pone.0003026。PMC 2516327。PMID 18716664。

[Pelkonen_2013-2] ペルコネン S、リンダール SB、スオマラ P、カルフコルピ J、ヴオリネン S、コイヴラ I、ヴァイサネン T、ペンティカイネン J、オーティオ T、トゥーミネン T (2013 年 7 月)。「馬からヒトへのストレプトコッカス・エクイ亜種ズーエピデミカス感染症の伝播」。新興感染症。19 (7): 1041–8。土井：10.3201/eid1907.121365。PMC 3713971。PMID 23777752。

[3] ^ Xu B、Pei X、Su Y 、 Ma Z、Fan H（2016年8月）。「Streptococcus equi subsp. zooepidemicusの莢膜は上皮細胞と内皮細胞の付着と侵入を妨げ、内部移行中に弱毒化される」。FEMS Microbiology Letters。363（16）：fnw164。doi ：10.1093/femsle/ fnw164。PMID 27388015 。

[Choi_2011-4] Choi SK、Kim SG、Cho GJ (2011年9月30日)。「韓国のサラブレッド牝馬の生殖管から分離されたStreptococcus equi subsp. zooepidemicusの生化学的および分子的特徴」。韓国獣医学ジャーナル。34 (3):201–208。doi : 10.7853 /kjvs.2011.34.3.201。

[Ma_2011-5] Ma Z, Geng J, Zhang H, Yu H, Yi L, Lei M, Lu CP, Fan HJ, Hu S (2011 年 10 月). 「Streptococcus equi subsp. zooepidemicus 株 ATCC 35246 の完全なゲノム配列」. Journal of Bacteriology . 193 (19): 5583–4. doi :10.1128/JB.05700-11. PMC 3187426. PMID 21914890 .

[6] 「Streptococcus equi subsp. zooepidemicus (strain MGCS10565)」。www.uniprot.org 。 2018年4月30日閲覧。

[7] ^ Vázquez JA、Montemayor MI、Fraguas J、Murado MA (2010 年 6 月)。「ムール貝加工廃水およびマグロペプトン内臓 由来の海洋副産物培地における Streptococcus zooepidemicus によるヒアルロン酸生産」。微生物 細胞工場。9 : 46。doi : 10.1186 /1475-2859-9-46。PMC 2901256。PMID 20546615。

[pmid25081082-8] Sudha PN、Rose MH (2014)。「ヒアルロン酸の有益な効果」。海洋炭水化物：基礎と応用、パートA。第72巻。pp. 137–176。doi : 10.1016/ B978-0-12-800269-8.00009-9。ISBN 9780128002698. PMID 25081082。 {{cite book}}:|journal=無視されました (ヘルプ)

[9] Timoney JF (2004 年 7 月). 「病原性馬連鎖球菌」(PDF) .獣医学研究. 35 (4): 397–409. doi : 10.1051/vetres:2004025 . PMID 15236673.

[Chalker_2012-10] Chalker VJ、Waller A、Webb K、Spearing E、Crosse P、Brownlie J、Erles K (2012 年 6 月)。「Streptococcus equi subsp. zooepidemicus の遺伝的多様性と飼育犬におけるドキシサイクリン耐性」。Journal of Clinical Microbiology。50 ( 6 ): 2134–6。doi : 10.1128 /JCM.00719-12。PMC 3372135。PMID 22495558。

[Javed_2016-11] Javed R, Taku AK, Gangil R, Sharma RK (2016年8月). 「馬におけるStreptococcus equi subsp. equiおよびStreptococcus equi subsp. zooepidemicusの毒性遺伝子の分子特性」. Veterinary World . 9 (8): 875–81. doi :10.14202/vetworld.2016.875-881. PMC 5021838. PMID 27651677 .

[Rasmussen_2013-12] Rasmussen CD、Haugaard MM、Petersen MR、Nielsen JM、Pedersen HG、Bojesen AM (2013 年 4 月)。「馬の感染性子宮内膜炎から分離された Streptococcus equi subsp. zooepidemicus は、明確な遺伝子グループに属している」。獣医学研究。44 ( 1 ): 26。doi : 10.1186 /1297-9716-44-26。PMC 3640914。PMID 23597033。

[13] 「Streptococcus Equi: 馬からの細菌感染伝染についてCDCが馬の飼い主に知っておいてほしいこと」。The Horse Owner's Resource 。 2018年4月30日閲覧。

[14] ^ Korman TM、Boers A、Gooding TM、Curtis N 、 Visvanathan K (2004 年 6 月)。「スーパー抗原外毒素を伴う C 群連鎖球菌による毒性ショック様症候群の致命的な症例」。Journal of Clinical Microbiology。42 ( 6 ): 2866–9。doi :10.1128/ JCM.42.6.2866-2869.2004。PMC 427866。PMID 15184494。

[15] Poulin MF、 Boivin G (2009)。「Streptococcus equi subspecies zooepidemicus による播種性感染症の症例」。カナダ感染症・医療微生物学ジャーナル。20 (2): 59–61。doi : 10.1155/2009/ 538967。PMC 2706407。PMID 20514161。