Clostridium perfringens

Clostridium perfringens
Mikrofotografi av grampositiva Clostridium perfringens baciller
Vetenskaplig klassificering
Domän:	Bakterie
Provins:	Bacillota
Klass:	Clostridia
Beställa:	Eubacteriales
Familj:	Clostridiaceae
Släkte:	Clostridium
Arter:	C. perfringens
Binomialt namn
Clostridium perfringens Veillon & Zuber 1898 Hauduroy et al. 1937

Clostridium perfringens (tidigare känd som C. welchii eller Bacillus welchii ) är en grampositiv , stavformad, anaerob , sporbildande patogen bakterie av släktet Clostridium . C. perfringens är ständigt närvarande i naturen och kan hittas som en normal komponent i ruttnande vegetation, marina sediment , tarmkanalen hos människor och andra ryggradsdjur , insekter och jord . Den har den kortaste rapporterade generationstiden av någon organism vid 6,3 minuter i tioglykolatmedium .

Clostridium perfringens är en av de vanligaste orsakerna till matförgiftning i USA, tillsammans med norovirus , Salmonella , Campylobacter och Staphylococcus aureus . Men det kan ibland intas och inte orsaka någon skada.

Infektioner på grund av C. perfringens visar tecken på vävnadsnekros , bakteriemi , emfysematös kolecystit och gasgangrän , även känd som clostridial myonekros . Det specifika namnet perfringens kommer från det latinska per (som betyder "genom") och frango ("brist"), vilket syftar på den störning av vävnad som uppstår under gas kallbrand. Toxinet som är involverat i gasen kallbrand är α-toxin , som sätts in i cellernas plasmamembran, vilket skapar luckor i membranet som stör normal cellulär funktion. C. perfringens kan delta i polymikrobiella anaeroba infektioner . Det är vanligt förekommande vid infektioner som en del av den normala floran . I det här fallet är dess roll i sjukdomen liten.

Vävnadsgas bildas när C. perfringens interagerar med döda kroppar. Det orsakar extremt accelererad nedbrytning och kan inte stoppas med normala balsameringsåtgärder . Dessa bakterier är resistenta mot närvaron av formaldehyd i normala koncentrationer.

Genom

Clostridium perfringens har en stabil G+C-halt runt 27–28 % och en genomsnittlig genomstorlek på 3,5 Mb. Genomer av 56 C. perfringens -stammar har sedan dess gjorts tillgängliga på NCBI:s genomdatabas för det vetenskapliga forskarsamhället. Genomisk forskning har avslöjat förvånansvärt hög diversitet i C. perfringens pangenome , med endast 12,6 % kärngener, identifierade som de mest divergerande grampositiva bakterierna som rapporterats. Icke desto mindre 16S rRNA- regioner mellan C. perfringens -stammar visat sig vara mycket konserverade ( sekvensidentitet >99,1%).

Motilitet

Även om de saknar flageller, kan C. perfringens- bakterier glida över ytor eftersom deras kroppar är kantade med filament från ände till ände. De hypermotila varianterna som SM101, hittas ofta uppstå på kanterna av kolonier på agarplattor. Videomikroskopi av deras glidrörelse tyder på att de bildar långa, tunna filament som gör att de kan röra sig snabbt som bakterier med flageller. Genomsekvensering användes för att identifiera orsaken/orsakerna till den hypermotila fenotypen och deras direkta derivat. Vid jämförelse av dem innehöll stammarna SM124 och SM127, hypermotila derivat av stammarna SM101 respektive SM102, 10 och sex nukleotidpolymorfismer (SNP) i förhållande till deras moderstammar. Mutationer i celldelningsgener är det gemensamma kännetecknet för de hypermotila stammarna.

Matförgiftning

Matförgiftning hos människor orsakas av typ A-stammar som kan producera CPE (för Clostridium perfringens enterotoxin). CPE mediet när den lyserar i slutet av sporuleringen. Den kodas av cpe -genen, som finns i mindre än 5 % av typ A-stammarna, och den kan vara lokaliserad i kromosomen eller i en extern plasmid

I Storbritannien och USA är C. perfringens -bakterier den tredje vanligaste orsaken till livsmedelsburna sjukdomar, med dåligt tillagat kött och fjäderfä, eller mat som är ordentligt tillagad, men lämnas att stå för länge, de främsta bovarna i att hysa bakterien. C. perfringens enterotoxin (CPE) som medierar sjukdomen är värmelabilt (inaktiverat vid 74 °C (165 °F)). Det kan upptäckas i förorenad mat (om den inte värms upp ordentligt) och avföring. Inkubationstiden är mellan 6 och 24 (vanligtvis 10–12) timmar efter intag av förorenad mat.

Eftersom C. perfringens bildar sporer som tål tillagningstemperaturer, om tillagad mat får stå tillräckligt länge, kan groning uppstå och infektiösa bakteriekolonier utvecklas. Symtom inkluderar vanligtvis bukkramper, diarré, kräkningar och feber. Hela kursen löser sig vanligtvis inom 24 timmar, men kan pågå i upp till 2 veckor hos äldre eller handikappade värdar.

Clostridium perfringens- förgiftning kan också leda till en annan sjukdom som kallas enteritis necroticans eller clostridial nekrotiserande enterit, (även känd som pigbel); detta orsakas av C. perfringens typ C. Denna infektion är ofta dödlig. Stora mängder C. perfringens växer i tarmarna och utsöndrar exotoxin. Detta exotoxin orsakar nekros av tarmarna, varierande nivåer av blödningar och perforering av tarmen. Inflammation uppstår vanligtvis i delar av jejunum, mitten av tunntarmen. Denna sjukdom leder så småningom till septisk chock och död. Denna speciella sjukdom är sällsynt i USA; vanligtvis förekommer det i populationer med högre risk. Riskfaktorer för enteritisnecroticans inkluderar proteinbrist kost, ohygienisk matlagning, sporadiska festmåltider av kött (efter långa perioder av proteinbrist kost), dieter som innehåller stora mängder trypsinhämmare (sötpotatis), områden som är benägna att infektion av parasiten Ascaris (producerar en trypsinhämmare). Denna sjukdom drabbas av populationer som lever i Nya Guinea, delar av Afrika, Centralamerika, Sydamerika och Asien.

Många fall av C. perfringens matförgiftning förblir sannolikt subkliniska , eftersom antikroppar mot toxinet är vanliga bland befolkningen. Detta har lett till slutsatsen att större delen av befolkningen har drabbats av matförgiftning på grund av C. perfringens .

Trots dess potentiella faror används C. perfringens som jäsmedel i saltjäsande bröd . Bakprocessen tros minska den bakteriella kontamineringen, vilket utesluter negativa effekter.

Infektion

Clostridium perfringens är det vanligaste bakteriella medlet för gas kallbrand . Vissa symtom inkluderar blåsor, takykardi, svullnad och gulsot.

En stam av C. perfringens kan vara inblandad i multipel skleros (MS) begynnande ( mönster III ) lesioner. Tester på möss fann att ett toxin tillverkat av en sällsynt stam av C. perfringens orsakade MS-liknande skador i hjärnan, och tidigare arbete hade identifierat denna stam av C. perfringens hos en människa med MS. MS-patienter visade sig vara 10 gånger mer immunreaktiva mot epsilon-toxinet än friska människor.

Diagnos

Clostridium perfringens kan diagnostiseras genom Naglers reaktion, där den misstänkta organismen odlas på en äggula medieplatta. Ena sidan av plattan innehåller anti-alfa-toxin, medan den andra sidan inte gör det. En strimma av misstänkt organism placeras genom båda sidor. Ett område med grumlighet kommer att bildas runt sidan som inte har anti-alfa-toxinet, vilket indikerar ohämmad lecitinasaktivitet . Dessutom kan laboratorier diagnostisera bakterierna genom att bestämma antalet bakterier i avföringen. Inom 48 timmar från när sjukdomen började, om individen har mer än 10 ⁶ sporer av bakterierna per gram avföring, diagnostiseras sjukdomen som C. perfringens matförgiftning. Andra tester/reaktioner: Katalas: Negativ, Fläckindol: Negativ, Lecitinas: Positiv, Lipas: Negativ, Lakmusmjölk: Stormig jäsning, Reverse CAMP-platta: Positiv, Gasvätskekromatografiprodukter: (ättiksyra, smörsyra och mjölksyra).

används symtomen på C. perfringens -förgiftning för att diagnostisera det. Diagnos kan dock ställas med hjälp av ett avföringsodlingstest, där avföringen testas för gifter som produceras av bakterierna.

Förebyggande

Tillväxten av C. perfringens -sporer kan förhindras genom att tillaga mat, särskilt nötkött och fågel, noggrant till de rekommenderade temperaturerna. Matrester bör kylas till en temperatur under 40 °F (4 °C) inom två timmar efter tillagning. Stora kastruller med mat som soppa eller gryta med kött ska delas upp i små mängder och täckas för kylning. Rester bör värmas upp till minst 74 °C (165 °F) innan servering. En tumregel är att om maten smakar, luktar eller ser annorlunda ut än vad den ska, så ska maten undvikas. Även om det ser säkert ut kan ett livsmedel som legat ute länge också vara farligt att äta.

Den kan multiplicera mellan 12C och 50C.

Behandling

Den viktigaste aspekten av behandlingen är snabb och omfattande kirurgisk debridering av det inblandade området och excision av all devitaliserad vävnad, i vilken organismerna är benägna att växa. Administrering av antimikrobiella läkemedel, särskilt penicillin, påbörjas samtidigt. Clostridium perfringens är oftare mottaglig för vankomycin jämfört med andra patogena Clostridia. Hyperbar syre kan vara till hjälp vid medicinsk behandling av infektioner i clostridiumvävnad.

Epidemiologi

Clostridium perfringens är en ledande orsak till matförgiftning i USA och Kanada . Förorenat kött i grytor, soppor och såser är vanligtvis ansvariga för utbrott och orsakar cirka 250 000 fall av livsmedelsburna sjukdomar i USA varje år. Dödsfall på grund av sjukdomen är sällsynta och förekommer oftast hos äldre och personer som är disponerade för sjukdomen. rapporterades 289 bekräftade utbrott av C. perfringens sjukdom med 15 208 sjukdomar, 82 sjukhusinläggningar och åtta dödsfall.

Vävnadsgas

I mänskliga obduktionskroppar kan C. perfringens orsaka extremt accelererad nedbrytning . Biprodukten, som kallas vävnadsgas, bromsas eller stoppas genom att balsamera kroppen med speciella tillsatskemikalier. Det förekommer oftast i kropparna hos personer som har dött av kallbrand , stora decubitussår , nekrotiserande fasciit eller som har fått jord, avföring eller vatten tvingat in i sår.

Matförgiftningsincidenter

Den 7 maj 2010 drabbades 42 invånare och 12 anställda på ett statligt psykiatrisk sjukhus i Louisiana (USA) av kräkningar, bukkramper och diarré". Tre patienter dog inom 24 timmar. Utbrottet var kopplat till kyckling som tillagades en dagen innan den serverades och kyldes inte ned enligt sjukhusets riktlinjer Utbrottet drabbade 31 % av de boende på sjukhuset och 69 % av personalen som åt kycklingen. Hur många av de drabbade invånarna som åt kycklingen är okänt.

I maj 2011 dog en man efter att ha ätit mat som var förorenad med bakterierna på en transatlantisk flygning med American Airlines . Mannens fru och dotter stämde American och LSG Sky Chefs , det tyska företaget som lagade maten ombord.

dagar efter att ha ätit en juldagsmåltid på en pub i Hornchurch , Essex , England. Hon var bland ett 30-tal personer som blev sjuk efter att ha ätit måltiden. Prover som tagits från offren innehöll C. perfringens . Hotellchefen och kocken fängslades för brott som härrörde från händelsen.

I december 2014 dog 87-åriga Bessie Scott tre dagar efter att ha ätit en kyrklig middag i Nackawic , New Brunswick, Kanada. Över 30 andra personer rapporterade tecken på gastrointestinala sjukdomar, diarré och buksmärtor. Provinsens tillförordnade överläkare säger att Clostridium perfringens är den bakterie [sic] som med största sannolikhet orsakade kvinnans död.

I oktober 2016 dog 66-årige Alex Zdravich fyra dagar efter att ha ätit enchilada, burrito och taco på Agave Azul i West Lafayette, Indiana , USA. Tre andra som åt middag samma dag rapporterade tecken på livsmedelsburna sjukdomar, som överensstämde med symptomen och den snabba uppkomsten av C. perfringens -infektion. De testade senare positivt för närvaron av bakterierna, men matrester som Zdravich tog hem testade negativt.

I november 2016 orsakade mat förorenad med C. perfringens tre individer att dö och ytterligare 22 blev sjuka, efter en Thanksgiving- lunch som anordnades av en kyrka i Antioch, Kalifornien , USA.

I januari 2017 stämde en mor och hennes son en restaurang i Rochester, New York, USA, eftersom de och 260 andra människor blev sjuka efter att ha ätit mat som var förorenad med C. perfringens . "Tjänstemän från Monroe County Department of Public Health stängde Golden Ponds efter att mer än en fjärdedel av gästerna på Thanksgiving Day blev sjuka. En inspektion avslöjade ett ingångskylskåp med matspill och mögel, en skadad packning som hindrade dörren från att stängas och mögel växer inuti."

I juli 2018 rapporterade 647 personer symtom efter att ha ätit på en Chipotle Mexican Grill- restaurang i Powell, Ohio, USA. Avföringsprover testade av CDC testade positivt för C. perfringens .

I november 2018 blev cirka 300 personer i Concord, North Carolina , USA, sjuka av mat vid en grill i kyrkan som testade positivt för C. perfringens .

externa länkar

• Clostridium perfringens genom och relaterad information vid PATRIC , ett bioinformatikresurscenter finansierat av NIAID
• Pathem- Clostridium- resurs
• Typstam av Clostridium perfringens vid Bac Dive - Bacterial Diversity Metadatabase