Грамположительные палочки

Грамположительные палочки — это палочковидные бактерии, которые удерживают кристаллы генцианвиолета благодаря своей толстой пептидогликановой стенке. К медицински важным аэробным и факультативным представителям относятся спорообразующие виды Bacillus (в частности, Bacillus anthracis, возбудитель сибирской язвы), неспорообразующие Listeria monocytogenes и Corynebacterium diphtheriae, а также ветвящиеся Actinomyces и Nocardia. Полезное первое разделение отделяет спорообразующие формы от неспорообразующих.

Definition

Грамположительные палочки — это палочковидные грамположительные бактерии; аэробные и факультативные патогены среди них включают спорообразующие Bacillus, неспорообразующие Listeria и Corynebacterium, а также нитчатые Actinomyces и Nocardia.

Scope

Статья охватывает практическое разделение грамположительных палочек по спорообразованию, реакции каталазы и подвижности, основных аэробных и факультативных патогенов, их характерных токсинов и стратегий вирулентности (токсины сибирской язвы, листериолизин, дифтерийный токсин), а также их широкие клинические корреляты. Классические анаэробные грамположительные палочки (Clostridium) рассматриваются в теме, посвященной анаэробным бактериям. Это справочный и образовательный материал.

Core questions

• Как спорообразование разделяет грамположительные палочки и почему это клинически важно?
• Какие токсины определяют основные патогены в этой группе (токсины сибирской язвы, дифтерийный токсин, листериолизин O)?
• Какие особенности отличают Listeria как внутриклеточный патоген от других грамположительных палочек?

Key concepts

• Образование эндоспор (Bacillus, Clostridium)
• Токсины сибирской язвы (защитный антиген, летальный фактор, отечный фактор)
• Дифтерийный токсин и Corynebacterium diphtheriae
• Листериолизин O и внутриклеточная подвижность
• Каталаза и подвижность в идентификации
• Нитчатые актиномицеты (Actinomyces, Nocardia)

Mechanisms

Среди аэробных и факультативных грамположительных палочек способность образовывать термостойкие эндоспоры отделяет род Bacillus (и, среди анаэробов, Clostridium) от неспорообразующих организмов. Bacillus anthracis вызывает заболевание посредством трехкомпонентного токсина и антифагоцитарной капсулы (Dixon et al., 1999), в то время как Corynebacterium diphtheriae действует через единственный секретируемый токсин, который останавливает синтез белка у хозяина. Listeria monocytogenes является факультативным внутриклеточным патогеном, который избегает фагосомы, используя порообразующий токсин листериолизин O, а затем перемещается между клетками путем полимеризации актина хозяина (Vázquez-Boland et al., 2001). Лабораторная идентификация опирается на окрашивание спор, каталазу, подвижность и морфологию колоний, при этом нитчатые Actinomyces и Nocardia распознаются по их ветвящимся формам.

Clinical relevance

Аэробные и факультативные грамположительные палочки вызывают как редкие, но тяжелые заболевания (сибирская язва, дифтерия, инвазивный листериоз), так и распространенные пищевые и оппортунистические инфекции, а спорообразующие представители отличаются устойчивостью в окружающей среде и актуальностью в контексте биоугроз. Данная статья представляет биологию и классификацию этой группы в качестве справочного материала и не содержит диагностических критериев или рекомендаций по лечению.

Epidemiology

Listeria monocytogenes является важным пищевым патогеном, особенно опасным для беременных, новорожденных, пожилых людей и иммунокомпрометированных хозяев, и отличается высокой летальностью при инвазивных заболеваниях (Vázquez-Boland et al., 2001). Сибирская язва в настоящее время редко встречается у людей, но остается значимой зоонозной инфекцией и признанным агентом биоугрозы (Dixon et al., 1999), в то время как дифтерия стала редкой там, где поддерживается иммунизация детей анатоксином.

Evidence & guidelines

Авторитетные обзоры в Clinical Microbiology Reviews (Vázquez-Boland et al., 2001; Bottone, 2010) и New England Journal of Medicine (Dixon et al., 1999), а также стандартные учебники по медицинской микробиологии, формируют представление о биологии и клинических коррелятах этой группы. Рекомендации по иммунизации (например, графики вакцинации дифтерийным анатоксином) и меры реагирования на вспышки заболеваний рассматриваются в руководствах по общественному здравоохранению, ссылки на которые приведены в других источниках.

History

Несколько грамположительных палочек имеют основополагающее значение для бактериологии: работы Роберта Коха по Bacillus anthracis в 1870-х и 1880-х годах помогли установить микробную теорию и цикл спор, а открытие дифтерийного токсина и его антитоксина в 1880-х и 1890-х годах положило начало эре заболеваний, опосредованных токсинами, и серотерапии. Роль Listeria как внутриклеточного патогена была выяснена гораздо позже и стала моделью для изучения распространения от клетки к клетке.

Key figures

• José A. Vázquez-Boland
• Matthew Meselson
• Edward J. Bottone
• Emile Roux

Seminal works

• vazquezboland-2001
• dixon-1999

Frequently asked questions

Почему спорообразование важно для классификации грамположительных палочек?

Эндоспоры — это покоящиеся, высокоустойчивые структуры, которые позволяют спорообразующим родам, таким как Bacillus, выживать при нагревании, высыхании и дезинфекции; их наличие или отсутствие является ранней точкой ветвления при идентификации грамположительных палочек и имеет практическое значение для устойчивости в окружающей среде.

Что отличает Listeria monocytogenes от других аэробных грамположительных палочек?

Это факультативный внутриклеточный патоген: он избегает фагосомы, используя листериолизин O, и перемещается непосредственно между клетками хозяина, захватывая актин, что позволяет ему распространяться, избегая внеклеточного иммунного ответа.