보툴리누스속

Clostridium botulinum
보툴리누스속
Clostridium botulinum 01.png
젠티안 바이올렛으로 얼룩진 클로스트리디움 보툴리누스.
과학적 분류 edit
도메인: 박테리아
문: 바실로타
클래스: 클로스트리디아
주문: 유박테리아류
패밀리: 클로스트리디아과
속: 클로스트리듐
종류:
보툴리누스
이항명
보툴리누스속
판 에르멘젬, 1896년

클로스트리디움 보툴리눔은 그램 양성,[1] 막대 모양, 혐기성, 포자 형성, 운동성 세균으로 신경독 보툴리눔을 [2][3]생성할 수 있다.

보툴리누스 독소는 인간과 다른 [3]동물들에게 심각한 박리성 마비 질환인 보툴리누스증을 일으킬 수 있으며,[4] 인간에게 알려진 가장 강력한 독소로, 자연 또는 합성 독소로 치사량은 1.3-2.1ng/kg이다.

C. botulinum은 보툴리누스 [2]독소를 생성하는 능력에 따라 초기에 함께 그룹화된 다양한 병원성 박테리아 그룹이며, 현재는 C. 보툴리누스 그룹 I-IV와 클로스트리디움 부티리쿰 및 클로스트리디움 바라티균의 일부 변종뿐만 아니라 4개의 다른 그룹으로 알려져 있습니다.

C. 보툴리누스균은 식인성 보툴리누스증(사전 형성 독소의 소화불량), 유아 보툴리누스증(C. 보툴리누스균의 장내 감염), 상처 보툴리누스증(C. 보툴리누스균에 의한 상처 감염)의 원인이 된다.C. 보툴리눔은 토양에서 흔히 볼 수 있는 내열성 내포자를 생성하며 [2]악조건에서도 생존할 수 있습니다.

C. 보툴리눔은 일반적으로 통조림 통조림과 관련이 있다; 통조림 통조림 통조림 [5]통조림은 박테리아에 의해 생성된 가스에 의해 야기된 내부 압력 상승으로 인해 발생할 수 있다.

미생물학

C. 보툴리눔은 그램 양성, 막대 모양의 포자를 형성하는 박테리아이다.이것은 필수 혐기성 생물이며, 산소는 세포에 독성이 있다는 것을 의미합니다.하지만, C. 보툴리눔은 [6]산소에 노출된 거의 모든 세포에서 중요한 항산화 방어인 효소인 슈퍼옥사이드 디스뮤타아제 때문에 산소의 흔적을 견딘다.C. 보툴리누스균은 포자 형성 중에만 신경독을 생성할 수 있으며, 이는 혐기성 환경에서만 발생할 수 있습니다.C. 보툴리눔은 4가지 표현형 그룹(I-IV)으로 구분되며,[7][8] 생성된 보툴리눔 독소의 항원성에 따라 7가지 혈청형(A-G)으로 분류된다.

무리

16S rRNA 수준의 생리학적 차이와 게놈 배열은 C. 보툴리누스 종을 I-IV [9]그룹으로 세분화하는 것을 뒷받침한다.

보툴리누스균군[9][10]
그룹. 혈청형
I(단백질) 모든 A형 및 B형 및 F형 단백질 분해주
II(비단백질 분해) 모든 타입 E 및 타입 B 및 타입 F의 비프로톤성 균주
III 타입 C 및 D
IV G형

그룹 I과 그룹 II의 근본적인 차이점 중 하나는 C. 보툴리누스 그룹 I이 응고된 달걀 흰자, 조리된 고기 입자와 같은 토종 단백질을 용해할 수 있는 반면 그룹 II는 분해할 [10]수 없다는 것이다.그러나 그룹 II는 수크로스나 만노스와 같은 다양한 탄수화물을 발효시킬 수 있으며, 둘 다 파생 단백질인 [10]젤라틴을 분해할 수 있다.인간 보툴리누스증은 주로 그룹 I 또는 II C. 보툴리누스균에 [10]의해 발생한다.III 그룹 유기체는 주로 [10]동물에게 질병을 일으킨다.그룹 IV C. 보툴리누스균은 사람 또는 동물성 [10]질병을 일으키는 것으로 나타나지 않았다.

보툴리누스독소

주요 기사 : 보툴리누스 독소

신경독소 생산은 그 종의 단합된 특징이다.문자(A–H)가 할당된 8가지 유형의 독소가 확인되었으며, 이 중 몇 가지는 사람에게 질병을 일으킬 수 있다.그들은 위장관에서 발견되는 효소에 의한 분해에 저항한다.이것은 섭취한 독소가 장에서 [4]혈류로 흡수되도록 한다.그러나 모든 종류의 보툴리누스 독소는 100 °C에서 15분(900초) 동안 가열하여 빠르게 파괴된다.알려진 가장 독성이 강한 생물학적 물질 중 하나인 보툴리누스 독소는 클로스트리디움 보툴리누스균에 의해 생성되는 신경독소이다.C. 보툴리눔은 항원적으로 구별 가능한 8가지 엑소톡신(A, B, C1, C2, D, E, F, G)[11]을 정교하게 추출한다.

대부분의 변종들은 한 종류의 신경독소를 생산하지만, 여러 종류의 독소를 생성하는 변종들은 기술되어 왔다.B형 및 F형 독소를 생성하는 C. 보툴리눔은 뉴멕시코와 [12]캘리포니아에서 인간 보툴리누스증 사례에서 분리되었다.B형 독소가 F형을 초과하여 검출됨에 따라 Bf로 표기되었다.마찬가지로 Ab와 Af 독소를 생성하는 균주가 [citation needed]보고되었다.

증거는 신경독 유전자가 바이러스(박테리오파지) 공급원으로부터 수평적 유전자 전달의 대상이었다는 것을 보여준다.이 이론은 C. botulinum의 일부 변종에서 독소를 측면으로 하는 통합 부위의 존재에 의해 뒷받침된다.그러나 이러한 통합 부위는 (C와 D 유형을 제외하고) 분해되어 C. 보툴리누스균이 진화 과정에서 독소 유전자를 획득했음을 나타낸다.그럼에도 불구하고, 유전자가 [13]위치한 플라스미드와 다른 이동 원소를 통해 추가적인 이동이 여전히 일어난다.

보툴리누스 독소형

사람에게 질병을 일으키는 것은 A, B, E, F, H형 보툴리누스 독소뿐이다.A형, B형 및 E형은 식인성 질병과 관련이 있으며, E형은 특히 생선 제품과 관련이 있다.C형은 조류에서 림버넥을 생성하고 D형은 다른 포유류에서 보툴리누스증을 일으킨다.G형과 [14]관련된 질병은 없습니다.독소형 결정을 위한 "골드 스탠더드"는 마우스 바이오아세이이지만, 이제 A, B, E, F형의 유전자는 정량 [15]PCR을 사용하여 쉽게 분화할 수 있다.2013년에 발견된 H형 항독소 중 가장 치명적인 것은 아직 발견되지 않았기 때문에 자세한 내용은 [16]비밀에 부쳐지고 있다.

유전적으로 다른 클로스트리듐 종으로 확인된 유기체의 몇몇 변종들은 인간 보툴리누스증을 야기했다: C. butyricum은 E형[17] 독소를, C. barati는 F형 [18][19]독소를 생성했다.신경독 유전자를 다른 클로스트리디아에 자연스럽게 전달하는 C. 보툴리눔의 능력은 특히 식품업계에서 C. 보툴리눔만 파괴하거나 억제하도록 설계되어 다른 클로스트리듐 [citation needed]종들은 제거하지 않는다.

클로스트리디움 보툴리누스속 표현형군
특성. 그룹 I 그룹 II 그룹 III 그룹 IV
독소의 종류 A, B, F B, E, F C, D G
단백질 분해 + – 약한 –
사카롤리시스 – + – –
질병 숙주 인간적인 인간적인 동물성 –
독소유전자 염색체/플라스미드 염색체/플라스미드 박테리오파지 플라스미드
가까운 친척 C. 포자 발생
C. 풋리피쿰 		낙티리쿰
베이지리니키 		용혈
C. novyi 타입 A 		C. 서브 터미널
용혈

실험실 격리

실험실에서 C. 보툴리눔은 보통 2% 미만의 산소를 가진 혐기성 환경에서 트립토스 아황산 시클로세린(TSC) 성장 배지에서 분리된다.이는 O를 CO로2 대체하기2 위해 화학 반응을 사용하는 여러 상업용 키트에 의해 달성될 수 있습니다. 보툴리눔은 pH 4.8에서 7.0 사이에서 자라는 리파아제 양성 미생물이며, 생화학적 [20]식별에 중요한 특징인 유당을 1차 탄소 소스로 사용할 수 없습니다.

분류법 이력

게놈 정보
NCBI 게놈 ID726
배수성반수체
게놈 크기3.91 Mb
염색체수1
완료년도2007

보툴리누스균은 1895년 에밀 반 에르멘젬에 의해 보툴리누스균 [21]발병에 관련된 집에서 만든 햄에서 처음 인식되고 분리되었다.이 고립자는 원래 라틴어로 소시지를 뜻하는 보툴루스(botulus)의 이름을 따 바실루스 보툴리누스(Bacillus botulinus)[22]로 명명되었다.그러나 후속 발병으로부터 격리된 것은 항상 혐기성 포자 형성체인 것으로 밝혀졌기 때문에, 아이다. 벵트슨은 바실루스속은 호기성 포자를 형성하는 [23]막대로 제한되기 때문에 클로스트리디움속으로 분류할 것을 제안했다.

1959년 이후 보툴리누스 신경독(타입 A~G)을 생산하는 모든 종은 C. 보툴리누스(C. botulinum)로 명명되었다.종 내 이질성을 증명하기 위해 상당한 표현형 및 유전자형 증거가 존재한다.이로 인해 C. 보툴리누스 G형 균주가 새로운 종인 C. [24]gentinense로 재분류되었다.

보툴린 독소를 생성하지 않는 그룹 I. C. 보툴리누스 [25]균주는 C. 포자성균이라고 한다.

C. 보툴리눔의 완전한 게놈은 2007년 [26]웰컴 트러스트 생어 연구소에서 염기서열을 분석했습니다.

병리학

식인성 보툴리누스증

"식인성 보툴리누스증의 징후와 증상은 보통 독소가 체내에 들어온 후 18시간에서 36시간 사이에 시작되지만,[27] 섭취하는 독소의 양에 따라 몇 시간에서 며칠 사이에 나타날 수 있습니다."

  • 이중 시야
  • 흐릿한 시야
  • 눈꺼풀 떨어뜨리기
  • 메스꺼움, 구토 및 복부 경련
  • 음침한 말씨
  • 호흡곤란
  • 삼키기 어려움
  • 입이 마르다
  • 근력 저하
  • 변비
  • 무릎과 같은 깊은 힘줄 반응이 감소하거나 없는 경우

상처 보툴리누스증

상처 보툴리누스증에 걸린 대부분의 사람들은 하루에 여러 번 약을 주사하기 때문에 독소가 체내에 들어온 후 증상이나 징후가 나타나기까지 얼마나 걸리는지 판단하기 어렵다.블랙타르 헤로인, 상처 보툴리누스 증상 및 증상을 주사하는 사람들에게서 가장 흔히 볼 [27]수 있는 것은 다음과 같습니다.

  • 삼키거나 말하기가 어렵다
  • 얼굴 양쪽에 약점이 있다
  • 흐릿하거나 이중으로 보인다.
  • 눈꺼풀 떨어뜨리기
  • 호흡곤란
  • 마비

유아 보툴리누스증

만약 유아 보툴리누스증이 꿀과 같은 음식과 관련이 있다면, 보통 독소가 아기의 몸에 들어간 후 18시간에서 36시간 이내에 문제가 시작된다.증상 및 증상은 다음과 같습니다.[citation needed]

  • 변비(흔히 첫 번째 징후)
  • 근육 약화 및 머리 조절 장애로 인한 플로피 움직임
  • 약한 울음소리
  • 과민성
  • 침 흘리다
  • 눈꺼풀 떨어뜨리기
  • 피곤함
  • 빨거나 먹이기 어렵다
  • 마비[27]

보툴리누스 독소의 유익한 효과

정제된 보툴리누스 독소는 치료를 위해 의사가 희석합니다.

  • 선천성 골반 기울기
  • 경련성 이형증(후두근육의 기능 상실)
  • 식도협착증(식도협착증)
  • 사시나무(사시나무)
  • 안면근육 마비
  • 자궁경부 기능 상실
  • 빈번히 점멸
  • 항암제 전달[28]

성인 장독소혈증

유아 보툴리누스증과 같은 경로로 발생하지만 성인들 사이에서 발생하는 매우 드문 형태의 보툴리누스증입니다.드물게 산발적으로 발생합니다.증상 및 증상은 다음과 같습니다.

다른 지리적 위치에 있는 보툴리누스

환경 내 C. 보툴리누스 포자에 대한 많은 정량적 조사는 특정 지리적 지역에서 특정 유형의 독소가 널리 퍼지는 것으로 나타났으며,[citation needed] 이는 아직 밝혀지지 않았다.

북미

A형 C. 보툴리눔은 서부 지역에서 온 토양 샘플이 지배적인 반면, B형은 동부 [30]지역에서 발견되는 주요 유형이다.B형 유기체는 단백질 분해 I형이었다.상업적으로 양식된 물고기들 사이에서 보툴리누스균이 발생한 후 오대호 지역에서 나온 퇴적물을 조사했는데, 오직 E형 포자만이 [31][32][33]검출되었다.한 조사에서 A형 균주는 중성에서 알칼리성(평균 pH 7.5)인 토양에서 분리되었으며 B형 균주는 약산성 토양(평균 pH 6.23)[citation needed]에서 분리되었습니다.

유럽

C. 보툴리누스 E형은 노르웨이와 스웨덴,[34] 덴마크,[35] 네덜란드, 폴란드 발트해 연안 및 러시아의 [30]수생 퇴적물에서 유행한다.E형 C. 보툴리눔은 진정한 수생 생물로 제안되었으며, 이는 E형 오염 수준과 바닷물 범람 사이의 상관관계로 나타났다.땅이 건조해지면서 E형의 수치가 낮아지고 B형이 [citation needed]우세해졌다.

영국의 토양과 퇴적물에서는 C. 보툴리누스 타입 B가 우세하다.일반적으로 토양에서 발생률이 퇴적물보다 낮다.이탈리아에서는 로마 근교에서 실시된 조사에서 낮은 수준의 오염이 발견되었습니다. 모든 변종은 단백질 분해성 C. 보툴리누스 타입 A 또는 [36]B였습니다.

호주.

C. 보툴리누스 타입 A는 빅토리아 [37]산지에서 채취한 토양 샘플에서 검출되었다.태즈메이니아의 [38][verification needed]해양 진흙에서 B형 유기체가 검출되었다.A형 C. 보툴리눔은 시드니 교외에서 발견되었고 A형과 B형은 도시 지역에서 격리되었다.퀸즐랜드의 달링-다운스 지역의 잘 정의된 지역에서는 [citation needed]말에서 보툴리누스증 환자가 많이 발생한 후 B형 보툴리누스균의 유병률과 지속성을 보여주는 연구가 있었다.

사용 및 검출

C. 보툴리눔은 근육을 선택적으로 마비시켜 근육 기능을 일시적으로 완화시키는 데 사용되는 보톡스, 디스포트, 제오민, 뉴로블락 등의 약물을 준비하는데 사용된다.그것은 삼차 [citation needed]신경통에 의해 야기되는 것과 같은 심각한 얼굴 통증을 치료하는 것과 같은 다른 의학적인 목적을 가지고 있다.

C. 보툴리눔에 의해 생성된 보툴리눔 독소는 사람을 죽이는 데 약 75나노그램([39]LD 1ng/kg, 보통 사람이 75kg까지 나간다고 가정할 때)이50 필요할 정도로 강력하기 때문에 종종 잠재적인 바이오위폰으로 여겨지고 있으며, 이 중 1kg은 전체 인류를 죽이는 데 충분합니다.비교 목적을 위해 일반적인 모래 무게의 4분의 1(350ng)의 보툴리누스 독소는 인간의 치사량을 구성한다.

"쥐 보호" 또는 "쥐 바이오 어세이" 테스트는 모노클로널 항체를 사용하여 존재하는 C. 보툴리누스 독소의 유형을 결정합니다.디옥시게닌표지항체를 가진 효소결합면역흡수제(ELISA)도 [40]독소를 검출하기 위해 사용할 수 있으며 정량 PCR은 유기체 [15]내의 독소유전자를 검출할 수 있다.

성장 조건 및 예방

참고 항목: 보툴리즘 » 예방

보툴리누스균은 토양 세균이다.포자는 대부분의 환경에서 살아남을 수 있고 죽이기 매우 어렵습니다.그들은 해수면에서의 끓는 물의 온도에서 살아남을 수 있기 때문에, 많은 음식들이 [citation needed]포자를 죽이기에 충분한 높은 온도를 달성하는 가압된 종기로 통조림 됩니다.이 박테리아는 자연에 널리 분포되어 있으며 모든 식품 표면에 존재하는 것으로 추정될 수 있다.최적의 성장온도는 중호성 범위 내에 있다.포자의 형태로, 그것은 저산성 음식에서 살아남아 독소를 생성하기 위해 자랄 수 있는 내열성 병원체이다.그 독소는 신경계를 공격하여 약 [39]75ng의 용량으로 성인 한 명을 죽일 것이다.이 독소는 음식을 100 °C에서 [41]10분간 유지함으로써 해독된다.

보툴리누스 중독은 보존되거나 집에서 통조림된 저산성 식품이 올바른 보존 시간 및/[42]또는 압력을 사용하여 처리되지 않았기 때문에 발생할 수 있습니다.A형은 고산도, 고용존당비, 고산소, 저수분 또는 3°C(38°F) 미만의 온도에서 보관함으로써 세균의 성장을 막을 수 있다.예를 들어 저산성에서는 포자를 죽이기에 충분히 가열되지 않은 콩과 같은 통조림 야채(즉, 가압된 환경)는 포자가 성장하여 독소를 생성하기 위한 산소가 없는 매체를 제공할 수 있다.그러나 피클은 성장을 [non-primary source needed]막기 위해 충분히 산성이며, 포자가 존재하더라도 소비자에게 아무런 위험도 끼치지 않습니다.

꿀, 옥수수 시럽, 그리고 다른 감미료들은 포자를 포함할 수 있지만, 포자는 고농축 설탕 용액에서 자랄 수 없습니다; 하지만 감미료가 저산소, 저산소 소화 시스템에서 희석될 때, 포자는 자라서 독소를 생산할 수 있습니다.유아들이 고체 음식을 먹기 시작하자마자, 소화액은 박테리아가 [43]자라기엔 너무 산성이 된다.

C. 보툴리누스균에 의한 식품 매개 보툴리누스균의 제어는 거의 전적으로 포자의 열 파괴(가열) 또는 박테리아로의 포자 발아를 억제하고 세포가 성장하고 음식에서 독소를 생성하도록 하는 것에 기초한다.성장에 도움이 되는 조건은 다양한 환경 요인에 따라 달라집니다.C. 보툴리눔의 성장은 pH가 4.6[44] 이상인 것으로 정의된 저산성 식품에서 위험합니다. 단, pH가 4.9 미만일 경우 성장이 현저하게 지연됩니다.

21세기 초에는 pH가 4.6 이하이지만 [45][46]고온에서 성장을 지속하는 사례와 특정 조건이 보고되었다.

진단.

의사는 환자의 임상 증상에 기초한 보툴리즘 진단을 고려할 수 있다.보툴리즘은 전형적으로 양쪽 뇌신경증의 급성 발병과 대칭 하강 [47][48]약화를 포함한다.보툴리즘의 다른 주요 특징으로는 발열, 대칭 신경학적 결함, 정상 또는 느린 심박수와 정상 혈압, 그리고 흐릿한 [49][50]시야를 제외하고는 감각적 결함이 없다.보툴리즘의 유형을 진단하고 길랭-바레 증후군, 뇌졸중, 근육력증 등 유사한 발견을 가진 다른 질환들을 배제하기 위해서는 신중한 역사와 신체 검사가 가장 중요하다.고려된 보툴리누스증 유형에 따라 다른 진단 테스트가 표시될 수 있습니다.

식인성 보툴리누스증: 독소의 증명이 [51]진단적이기 때문에 생쥐의 바이오아세이에 의한 독소의 혈청 분석이 이루어져야 한다.

상처 보툴리누스증: 상처 부위에서 C. 보툴리누스균의 증식이 [52]진단되므로 분리해야 한다.

성인 장내 및 유아 보툴리누스증: 대변 샘플에서 C. 보툴리누스균의 분리 및 성장이 [53]진단됩니다.유아 보툴리누스증은 응급실에서 종종 놓치는 진단이다.

기타 조건을 배제하는 데 도움이 될 수 있는 기타 테스트는 다음과 같습니다.

치료

보툴리누스증이 의심되거나 진단이 진행 중이더라도 즉시 입원해야 한다.보툴리누스증이 의심되면 사망률을 낮추기 위해 즉시 항독소 치료를 받아야 한다.호흡부전이 보툴리누스증 [57][58][59]사망의 주요 원인이기 때문에 즉각적인 삽관도 강력히 권장된다.

캐나다에서는 현재 3가지 항독소 치료법만 있으며, 이 치료법은 캐나다 건강 특별 접근 프로그램([60]SAP)을 통해 이용할 수 있습니다.항독소 치료법에는 1) GlaxoSmithKline 3가형 ABE, 2) NP-018 (7가형)이 있습니다.타입 A에서 G, 3) Baby BIG, 1세 [60]미만의 소아 환자를 위한 보툴리즘 면역 글로불린 정맥주사(BIG-IV)

결과는 1개월에서 3개월 사이에 다양하지만 신속한 개입으로 보툴리누스 중독으로 인한 사망률은 5%에서 8%[61]까지 다양합니다.

예방 접종

이전에는 보툴리누스(혈청형 A-E)에 대한 포르말린 처리 톡소이드 백신이 있었지만, 톡소이드 재고의 효력 저하로 인해 2011년에 중단되었다.그것은 원래 노출될 위험이 있는 사람들을 위한 것이었다.몇 가지 새로운 백신이 [62]개발 중이다.

레퍼런스

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