코리네박테리움 디프테리아과

Corynebacterium diphtheriae
코리네박테리움 디프테리아과
과학적 분류 Edit this classification
도메인: 박테리아
문: 방선균
클래스: 방선균
순서: 마이코박테리아
가족: 코리네박테리아과
속: 코리네박테리움속
종:
C. 디프테리아과
이항명
코리네박테리움 디프테리아과
(크루스 1886) 레만과 노이만 1896 (승인 목록 1980)[1]

코리네박테리움 디프테리아는[a] 디프테리아를 일으키는 병원성 박테리아입니다.[2]1884년 독일 세균학자 에드윈 클렙스(Edwin Klebs, 1834–1912)와 프리드리히 뢰플러(Friedrich Löffler,[3] 1852–1915)에 의해 발견되었기 때문에 클렙스-뢰플러 바실러스라고도 합니다.이 박테리아는 독소를 만드는 유전자를 지니고 있는 박테리오파지에 의해 감염되지 않는 한 보통 무해합니다.[4]이 독소는 질병을 일으킵니다.[5]디프테리아는 세균이 몸의 점막층에 달라붙고 침투하여 주로 호흡기에 영향을 미치고 그에 따른 내독소의 방출로 인해 발생합니다.[6]이 독소는 피부 병변에 국소적인 영향을 미치며, 심각한 감염 시 다른 장기 시스템에 전이성, 단백질 분해 효과도 갖습니다.[6]원래 소아 사망의 주요 원인이었던 디프테리아는 1910년대 디프테리아 백신 접종의 강력한 투여로 인해 거의 완전히 퇴치되었습니다.[7]

디프테리아는 백신인 DTaP의 개발로 인해 더 이상 자주 전염되지 않습니다.디프테리아의 발병은 계속 발생하고 있지만, 인구의 대다수가 백신을 접종하지 않은 개발도상국에서는 종종 발생합니다.[8]

분류

네 가지 아종이 알려져 있습니다: C. d. mitis, C. d. intermedius, C. d. gravis, C. d. belpanti.4종의 아종들은 식민지 형태와 특정 영양소를 대사하는 능력과 같은 생화학적 특성에서 약간의 차이가 있습니다.모두 독성이 있을 수도 있고(따라서 디프테리아를 일으킬 수도 있습니다) 독성이 없을 수도 있습니다.

균주 서브타이핑은 박테리아의 종을 비교하고 그것들을 아종으로 분류하는 것을 포함합니다.[9]변종 서브타이핑은 특정 박테리아의 발생원을 확인하는 데도 도움이 됩니다.그러나 C. diphtheriae의 아형에 관해서는 균주를 식별할 수 있는 공개적인 자원이 부족하여 발생원을 찾을 수 없기 때문에 유용하거나 정확한 분류가 많지 않습니다.[10]

독소

C. diphtheria는 신장 인자 EF-2를 비활성화함으로써 숙주에서 단백질 기능을 변화시키는 diphtheria 독소를 생성합니다.이것은 인두염과 인두막의 원인이 됩니다.독성이 있는 균주는 박테리오파지에 감염된 균주입니다.[11][12]

디프테리아 독소 유전자는 독성 균주에서 발견되는 박테리오파지에 의해 암호화되며, 박테리아 염색체에 통합됩니다.[13]

디프테리아 독소 억제제는 주로 철분에 의해 조절됩니다.표적 DNA 결합의 활성화를 위한 필수 보조 인자 역할을 합니다.독소 생성을 위해서는 낮은 농도의 철이 배지에 필요합니다.높은 철 농도에서, 철 분자는 베타 박테리오파지에 있는 아포레서에 결합하고, 이것은 톡스 유전자를 운반합니다.철에 결합되면, 전기억제기는 독소 생성을 차단합니다.[14]엘렉의 독성시험은 그 유기체가 디프테리아 독소를 생산할 수 있는지를 결정하는 데 사용됩니다.[15]

신분증

C. diphtheriae를 식별하기 위해, 그람 염색을 수행하여 종종 한자처럼 보이는 그람 양성의 매우 다형화된 유기체를 보여줍니다.Albert's stain, Ponder's stain 등의 얼룩은 극지방에 형성된 색각의 과립을 나타내는 데 사용됩니다.과립은 극과립, Babes Ernst 과립 또는 volutin 과립이라고 불립니다.C. diphtheriae를 우선적으로 성장시키기 위해 뢰플러 배지와 같은 농축 배지가 사용됩니다.그 후 텔루라이트 한천으로 알려진 미분판은 모든 코리네박테리아(C. diphtheriae 포함)가 텔루라이트를 금속 텔루륨으로 환원시킬 수 있게 합니다.텔루라이트 감소는 대부분의 Cornyebacterium 종들에 대해 갈색 식민지 또는 C. diphtheriae 식민지 주변의 검은색 후광에 의해 색상계로 표시됩니다.이 유기체는 카탈라아제는 생산하지만 요소분해효소는 생산하지 않으며 코리네박테리움 울란산과 구별됩니다.C. diphtheriae는 Corynebacterium striatum 및 Corynebacterium jeikeium과 구별되는 피라진아미다아제를 생성하지 않습니다.[16]

병원성

주요 기사:디프테리아
편도선을 덮고 있는 접착력 있고 밀도가 높고 회색의 위막은 디프테리아에서 전형적으로 볼 수 있습니다.

코리네박테리움 디프테리아는 디프테리아라는 병을 일으키는 박테리아입니다.박테리오파지는 박테리아 세포에 균주를 독성을 일으키는 유전자를 도입합니다.이 바이러스들에 감염되지 않은 변종들은 무해합니다.[5]C. 디프테리아는 막대형, 그람 양성, 비포자 형성 및 비운동성 세균입니다.[17]C. diphtheriae는 인간만을 감염시키는 것으로 나타났습니다.사람이 이 병원체의 저장고일 수도 있다고 믿어집니다.하지만, 동물에게서 C. 디프테리아가 발견된 사례는 극히 드물었습니다.이 감염들은 두 마리의 개와 두 마리의 말에게서만 독성이 나타났습니다.[18]

이 질병은 주로 열대 지역과 개발도상국에서 발생합니다.면역력이 떨어진 사람, 면역력이 떨어지는 성인, 백신을 맞지 않은 어린이들은 디프테리아에 걸릴 위험이 가장 큽니다.전파 방식은 호흡 비말(예: 기침 또는 재채기)을 통해 사람과 사람이 접촉하는 것입니다.덜 일반적으로, 개방된 상처 또는 오염된 표면을 만짐으로써 통과될 수도 있습니다.질병의 전형적인 과정 중에 가장 일반적으로 영향을 받는 신체 부위는 상부 호흡기입니다.두꺼운 회색 코팅이 비인두 부위에 축적되어 호흡과 삼킴이 더욱 어려워집니다.이 병은 증상이 사라진 뒤에도 최소 2주간은 전염성이 있지만 한 달까지 지속되는 것으로 알려졌습니다.[19]

C. diphtheriae의 가장 흔한 진입 경로는 코, 편도선, 그리고 목입니다.이 병을 앓고 있는 사람들은 인후통, 쇠약, 열, 그리고 부은 선을 경험할 수 있습니다.이것은 호흡 곤란과 같은 훨씬 더 위험한 증상을 유발할 수 있습니다.[20]치료하지 않고 방치할 경우 디프테리아 독소가 혈류로 유입되어 신장, 신경, 심장에 손상을 줄 수 있습니다.아주 드문 합병증으로는 질식과 부분 마비가 있습니다.백신인 DTaP는 효과적으로 질병을 예방하며, 미국에서는 공교육 및 일부 직업에 의무적으로 참여해야 합니다(예외 적용).[6]

C. diphtheriae 감염의 첫 번째 단계는 독성 박테리아가 점막층을 식민지화하는 것을 포함합니다.이것은 어린 아이들에게서 일반적으로 상부 호흡기 점막에서 발생합니다.성인의 경우 감염은 대부분 편도선 부위에 국한됩니다.일부 특이한 감염 부위는 심장, 후두, 기관, 기관지, 기관지, 그리고 구강의 앞 부분, 입술, 혀, 그리고 단단하고 부드러운 구개를 포함합니다.[21]이 박테리아는 호흡기 영역에 국소화되는 것을 돕기 위해 많은 독성 인자를 가지고 있는데, 디프테리아는 쥐와 같은 많은 모델 숙주에 영향을 미치지 않기 때문에 아직 완전히 이해되지 않은 박테리아가 많습니다.시험관 내에서 연구된 하나의 일반적인 독성 인자는 DIP0733인데, DIP0733은 숙주 세포에 대한 세균 부착 및 섬유소 결합 특성에 역할을 하는 것으로 나타난 다기능 단백질입니다.C. diphtheriae의 변이 균주를 이용한 실험에서 부착력과 상피 침윤이 유의하게 감소하였습니다.세포 외 기질에 결합할 수 있는 능력은 박테리아가 신체의 면역체계에 의해 감지되는 것을 막는데 도움을 줍니다.[22]

디프테리아 병변은 종종 섬유소, 박테리아 세포, 그리고 염증 세포로 구성된 가성 막에 의해 덮입니다.디프테리아 독소는 단백질 분해적으로 N 말단 단편 A(촉매 도메인)와 단편 B(막과 수용체 결합 도메인)로 분해될 수 있습니다.단편 A는 신장 인자 2의 NAD+ 의존적 ADP-리보실화를 촉매하여 진핵세포에서 단백질 합성을 억제합니다.단편 B는 세포 표면 수용체에 결합하고 단편 A를 세포질로 전달하는 것을 용이하게 합니다.[21]

박테리아가 한 지역에 국한되면 증식하기 시작하고 염증성 위막을 생성합니다.수도꼭지 디프테리아를 가진 사람들은 일반적으로 편도와 부속 구조, 요골, 연구개, 그리고 아마도 비인두 부위에 걸쳐 가성막이 자랍니다.상기도 디프테리아에서 위막은 인두, 후두, 기관지, 기관지, 기관지/브론치올에서 자랄 수 있습니다.위막은 흰색으로 시작해서 나중에 괴사된 상피 때문에 지저분한 회색이 되고 질깁니다.[21]

기관이나 기관지에 위막이 형성되면 공기 흐름의 효율성이 저하됩니다.시간이 지남에 따라 폐포 내 확산 속도는 기류 저하로 인해 감소하고 전신 순환 중 산소 분압을 감소시켜 청색증과 질식을 유발할 수 있습니다.[21]

변속기

전염 방식은 호흡기 비말(예: 기침 또는 재채기)을 통한 사람 대 사람 접촉이며, 덜 일반적으로는 개방된 상처 또는 오염된 표면을 접촉하는 것입니다.[10]

백신

백신인 DTaP는 효과적으로 질병을 예방하며, 미국에서는 공교육 및 일부 직업에 의무적으로 참여해야 합니다(예외 적용).

코리네박테리움 디프테리아에 대한 보호를 제공하는 톡소이드 백신의 발명은 미국에서 박테리아의 감염률에 극적인 변화를 일으켰습니다.비록 백신이 1800년대 초에 처음 만들어졌지만, 1910년대 초까지는 널리 이용할 수 없었습니다.미국 국립건강영양조사(NHANES)에 따르면, 미국에서 이 백신의 광범위한 사용으로 인해 "12세에서 19세 사이의 사람들 중 80%가 디프테리아에 면역이 있었다"고 합니다.[23]

진단.

주요 기사:디프테리아

호흡기 C. 디프테리아의 진단은 임상적인 제시에 기초하여 이루어지는 반면, 비호흡 디프테리아는 임상적으로 의심되지 않을 수 있으므로 실험실 테스트에 더 의존합니다.배양은 디프테리아 독소의 유병률을 확인하거나 부인할 수 있는 가장 정확한 종류의 검사입니다.검사는 감염 가능성이 있는 부위와 병변 및 상처 부위에 면봉을 사용하여 수행됩니다.[24]

치료 및 예방

주요 기사:디프테리아

코리네박테리움 디프테리아의 독성 균주가 인체에 감염되면 특히 목에 해로운 독소를 배출합니다.더 이상의 해를 막기 위해 항독소가 사용됩니다.항생제는 또한 감염과 싸우기 위해 사용됩니다.디프테리아에 사용되는 대표적인 항생제는 페니실린이나 에리트로마이신이 있습니다.디프테리아에 감염된 사람들은 항생제 처방 후 최소 48시간 동안 격리해야 합니다.사람이 더 이상 전염성이 없는지 확인하기 위해 테스트를 수행하여 박테리아가 제거되었는지 확인합니다.그리고 나서 사람들은 백신을 맞고 더 이상 질병이 전염되는 것을 막습니다.[25]

디프테리아 백신의 광범위한 사용은 감염률을 극적으로 감소시켰고 1차적인 예방을 가능하게 했습니다.대부분의 사람들은 디프테리아, 파상풍, 백일해에 대한 보호로 구성된 3 in 1 백신을 맞는데, 이것은 흔히 DTaP 또는 Tdap 백신으로 알려져 있습니다.Dtap 백신은 어린이용이고 Tdap 백신은 청소년과 성인용으로 알려져 있습니다.[8]

미국에서는 일반적으로 다섯 번의 주사를 맞는 유아의 부모에게 DTaP 백신을 권장합니다.이 백신은 팔이나 허벅지를 통해 주사되며, 생후 2개월, 4개월, 6개월, 15~18개월, 생후 4~6개월이 될 때 투여됩니다.[8]

디프테리아 백신과 관련하여 발생할 수 있는 부작용으로는 "약한 발열, 까다로움, 졸음 또는 주사 부위의 압통"이 있습니다.드물기는 하지만 DTaP 백신은 백신을 투여한 지 몇 분 만에 두드러기나 발진을 일으키는 알레르기 반응을 일으킬 수 있습니다.[8]

유전학

C. diphtheriae의 게놈은 플라스미드 없이 2.5 Mbp의 단일 원형 염색체로 구성되어 있습니다.[26]그것의 게놈은 극단적인 구성 편향을 보여주며, 말단보다 기원 근처의 G+C에서 눈에 띄게 높습니다.[20]

코리네박테리움 디프테리아 게놈은 플라스미드가 없는 단일 원형 염색체입니다.이 염색체들은 높은 유전적 다양성에 기여하는 높은 G+C 함량을 가지고 있습니다.구아닌과 사이토신의 높은 함량은 박테리아의 전체 게놈에서 일정하지 않습니다.~740kb 영역을 중심으로 G+C 콘텐츠의 감소를 야기하는 복제의 종단이 있습니다.다른 박테리아에서는 종종 말단 근처에서 G+C 함량이 작아지는 것을 볼 수 있지만, C. diphtheriae는 이러한 현상을 보이는 상당히 강한 게놈입니다.염색체 복제는 이 게놈 안에서 일어나는 방법 중 하나입니다.[20]

메모들

  1. ^ Pronunciation: /kɔːˈraɪnəbæktɪəriəm dɪfˈθɪərii, -rɪnə-/.

참고문헌

  1. ^ Parte AC. "Corynebacterium". LPSN.
  2. ^ Hoskisson PA (June 2018). "Microbe Profile: Corynebacterium diphtheriae - an old foe always ready to seize opportunity". Microbiology. 164 (6): 865–867. doi:10.1099/mic.0.000627. PMC 6097034. PMID 29465341.
  3. ^ Barksdale L (December 1970). "Corynebacterium diphtheriae and its relatives". Bacteriological Reviews. 34 (4): 378–422. doi:10.1128/br.34.4.378-422.1970. PMC 378364. PMID 4322195.
  4. ^ Ott L, Möller J, Burkovski A (March 2022). "Interactions between the Re-Emerging Pathogen Corynebacterium diphtheriae and Host Cells". International Journal of Molecular Sciences. 23 (6): 3298. doi:10.3390/ijms23063298. PMC 8952647. PMID 35328715.
  5. ^ a b Muthuirulandi Sethuvel DP, Subramanian N, Pragasam AK, Inbanathan FY, Gupta P, Johnson J, et al. (2019). "Insights to the diphtheria toxin encoding prophages amongst clinical isolates of Corynebacterium diphtheriae from India". Indian Journal of Medical Microbiology. 37 (3): 423–425. doi:10.4103/ijmm.IJMM_19_469. PMID 32003344.
  6. ^ a b c Hadfield TL, McEvoy P, Polotsky Y, Tzinserling VA, Yakovlev AA (February 2000). "The pathology of diphtheria". The Journal of Infectious Diseases. 181 (Suppl 1): S116–S120. doi:10.1086/315551. PMID 10657202.
  7. ^ Clarke KE, MacNeil A, Hadler S, Scott C, Tiwari TS, Cherian T (October 2019). "Global Epidemiology of Diphtheria, 2000-20171". Emerging Infectious Diseases. 25 (10): 1834–1842. doi:10.3201/eid2510.190271. PMC 6759252. PMID 31538559.
  8. ^ a b c d "Diphtheria - Symptoms and causes". Mayo Clinic. Retrieved 2022-11-17.
  9. ^ Shariat N, Dudley EG (January 2014). "CRISPRs: molecular signatures used for pathogen subtyping". Applied and Environmental Microbiology. 80 (2): 430–439. Bibcode:2014ApEnM..80..430S. doi:10.1128/AEM.02790-13. PMC 3911090. PMID 24162568.
  10. ^ a b Sangal V, Hoskisson PA (September 2016). "Evolution, epidemiology and diversity of Corynebacterium diphtheriae: New perspectives on an old foe" (PDF). Infection, Genetics and Evolution. 43: 364–70. doi:10.1016/j.meegid.2016.06.024. PMID 27291708.
  11. ^ Freeman VJ (June 1951). "Studies on the virulence of bacteriophage-infected strains of Corynebacterium diphtheriae". Journal of Bacteriology. 61 (6): 675–688. doi:10.1128/JB.61.6.675-688.1951. PMC 386063. PMID 14850426.
  12. ^ Freeman VJ, Morse IU (March 1952). "Further observations on the change to virulence of bacteriophage-infected a virulent strains of Corynebacterium diphtheria". Journal of Bacteriology. 63 (3): 407–414. doi:10.1128/JB.63.3.407-414.1952. PMC 169283. PMID 14927573.
  13. ^ Mokrousov I (January 2009). "Corynebacterium diphtheriae: genome diversity, population structure and genotyping perspectives". Infection, Genetics and Evolution. 9 (1): 1–15. doi:10.1016/j.meegid.2008.09.011. PMID 19007916.
  14. ^ Nester EW, Anderson DG, Roberts CE, Pearsall NN, Nester MT (2004). Microbiology: A Human Perspective (Fourth ed.). Boston: McGraw-Hill Education. ISBN 978-0-07-291924-0.
  15. ^ Breton D (December 1994). "[Non-toxic Corynebacterium diphtheriae septicemia with endocarditis in an earlier healthy adult. First case and review of the literature]". Presse Médicale (in French). 23 (40): 1859–1861. PMID 7899317.
  16. ^ "UK Standards for Microbiology Investigations - Identification of Corynebacterium species" (PDF).
  17. ^ "Diphtheria Infection Home CDC". www.cdc.gov. 2017-04-10. Retrieved 2017-11-27.
  18. ^ Tyler R, Rincon L, Weigand MR, Xiaoli L, Acosta AM, Kurien D, et al. (August 2022). "Toxigenic Corynebacterium diphtheriae Infection in Cat, Texas, USA". Emerging Infectious Diseases. 28 (8): 1686–1688. doi:10.3201/eid2808.220018. PMC 9328917. PMID 35876749.
  19. ^ "Diphtheria". MedlinePlus. U.S. National Library of Medicine. Retrieved 2017-11-27.
  20. ^ a b c Cerdeño-Tárraga, A. M.; Efstratiou, A.; Dover, L. G.; Holden, M. T. G.; Pallen, M.; Bentley, S. D.; Besra, G. S.; Churcher, C.; James, K. D.; De Zoysa, A.; Chillingworth, T.; Cronin, A.; Dowd, L.; Feltwell, T.; Hamlin, N. (2003-11-15). "The complete genome sequence and analysis of Corynebacterium diphtheriae NCTC13129". Nucleic Acids Research. 31 (22): 6516–6523. doi:10.1093/nar/gkg874. ISSN 0305-1048. PMC 275568. PMID 14602910.
  21. ^ a b c d Sharma NC, Efstratiou A, Mokrousov I, Mutreja A, Das B, Ramamurthy T (December 2019). "Diphtheria". Nature Reviews. Disease Primers. 5 (1): 81. doi:10.1038/s41572-019-0131-y. PMID 31804499. S2CID 208737335.
  22. ^ Antunes CA, Sanches dos Santos L, Hacker E, Köhler S, Bösl K, Ott L, et al. (March 2015). "Characterization of DIP0733, a multi-functional virulence factor of Corynebacterium diphtheriae". Microbiology. 161 (Pt 3): 639–647. doi:10.1099/mic.0.000020. PMID 25635272.
  23. ^ Stratton K, Ford A, Rusch E, Clayton EW, et al. (Committee to Review Adverse Effects of Medicine) (2011-08-25). Diphtheria Toxoid–, Tetanus Toxoid–, and Acellular Pertussis–Containing Vaccines. National Academies Press (US).
  24. ^ "Diagnosis, Treatment, and Complications CDC". www.cdc.gov. 2022-09-09. Retrieved 2022-11-18.
  25. ^ "Diphtheria: Causes, Symptoms, Treatment & Prevention". Cleveland Clinic. Retrieved 2022-10-26.
  26. ^ Cerdeño-Tárraga AM, Efstratiou A, Dover LG, Holden MT, Pallen M, Bentley SD, et al. (November 2003). "The complete genome sequence and analysis of Corynebacterium diphtheriae NCTC13129". Nucleic Acids Research. 31 (22): 6516–6523. doi:10.1093/nar/gkg874. PMC 275568. PMID 14602910.

참고 항목

외부 링크