providencia stuartii что это такое
PROVIDENCIA
Providencia — род грамотрицательных бактерий, относящихся к трибе Proteae семейства Enterobacteriaceae.
В роде Providencia различают два биохимических вида: Providencia alcalifaciens и Providencia stuartii. В определителе бактерий Берджи (1974) род Providencia представлен как вид Proteus inconstans, разделенный на две подгруппы — А и В. Providencia — грамотрицательные, не образующие спор и капсул, подвижные (или неподвижные) палочки, расположенные единично или короткими цепочками, размером 0,4—0,6 х 1,0—3,0 мкм. Они являются факультативными анаэробами, хорошо растут при t 37° на обычных питательных средах, на слабощелочном агаре образуют изолированные колонии без склонности к роению.
Providencia не ферментируют лактозу, из углеводов постоянно сбраживают только глюкозу, иногда со слабым газообразованием, утилизируют цитрат, не гидролизуют мочевину, дают отрицательную реакцию Фогеса — Проскауэра (см. Фогеса-Проскауэра реакция) и положительную реакцию с метиловым красным, не разжижают желатину, не образуют сероводорода, образуют индол, растут на среде с цианистым калием, восстанавливают нитраты в нитриты, обладают ферментом фенилаланиндезаминазой, но не имеют лизин-, орнитин-декарбоксилазы, аргининдегидролазы и цитохромоксидазы. К виду Р. alcalifaciens относят штаммы, образующие газ при ферментации глюкозы, ферментирующие адонит и не ферментирующие трегалозу; к виду P. stuartii — штаммы, не обладающие этими свойствами и ферментирующие трегалозу и инозит.
Providencia имеют О- и H-антигены; у отдельных штаммов описаны a-, ß- и К-антигены. По антигенной структуре род Р. включает 63 серологические О-группы и 30 различных Н-антигенов, сочетания к-рых образуют более 150 серологических вариантов.
Providencia описаны как возбудители групповых или спорадических острых кишечных заболеваний у детей и взрослых, при этом отдельные серологические варианты Providencia. рассматриваются как энтеропатогенные, другие же могут быть выделены и от здоровых людей. Они являются частым этиол. фактором в возникновении урологических инфекционных заболеваний. Возросло их этиол. значение и в развитии тяжелых септических осложнений у больных с ожогами и после оперативных вмешательств. Одной из причин повышения этиологического значения Providencia в развитии различных заболеваний считают распространение патогенных разновидностей микроорганизмов с высокой устойчивостью к большинству антибиотиков.
Микробиологическая диагностика заболеваний, вызываемых Providencia, основывается на выделении чистой культуры при посеве исследуемого материала на дифференциально-диагностические и элективные среды для бактерий кишечной группы и дальнейшей дифференциации ее от других представителей семейства Enterobacteriaceae по основным дифференциальнодиагностическим тестам: отсутствие гидролиза мочевины, образования сероводорода и разжижения желатины, а также продукция фенилаланиндезаминазы и утилизация цитрата. Выделенная по этим признакам культура идентифицируется диагностическими О- и Н-сыворотками до определения серологического варианта.
Библиогр.: Батуро А. П. и др. Значение условно патогенных кишечных бактерий в хирургии, Хирургия, № 12, с. 93, 1976; Холодкова Е. В. и Рагинская В. П. Бактерии рода Providencia, Журн. микр., эпид. и иммун., № 5, с. 56, 1972; Bergey’s manual of determinative bacteriology, ed. by R. E. Buchanan a. N. E. Gibbons, p. 327, Baltimore, 1975; Edwards P. R. a. Ewing W. H. Identification of enterobacteriaceae, p. 331, Minneapolis, 1972; Penner J. L. a. o. Reconstitution of the somatic (O-) antigenic scheme for Providencia and preparation of O-typing antisera, J. infect. Dis., v. 133, p. 283, 1976; Penner J. L. а. о. О serotyping of Providencia stuartii isolates collected from twelve hospitals, J. clin. Microbiol., v. 9, p. 11, 1979.
Providencia stuartii что это такое
а) Таксономия. Бактерии Providencia — самостоятельный род в семействе Enterobacteriaceae. Город Providence, где они впервые были выделены, — столица штата Род-Айленд, расположенного в северо-восточной части США. В прошлом эти бактерии относили к роду Proteus в качестве отдельного вида Р. inconstans. В настоящее время результаты изучения биохимических, антигенных свойств, данные геносистематики позволили рассматривать бактерии Providencia как самостоятельный род в семействе Enterobacteriaceae, включающий в себя также следующие виды: Providencia alcalifaciens, Р. stuartii, Р. rettgeri, Р. rustigianii, Р. heimbachae. Ультратонкий срез Р. alcalifaciens представлен на рисунке ниже.
Провиденции входят в состав транзиторной нормальной микрофлоры кишечника человека и животных, и могут присутствовать в окружающей среде в качестве сапрофитной микрофлоры. Бактерии рода Providencia могут вызывать тяжелые осложнения у больных с ожогами, после операций, явиться причиной пневмонии, бактериемии, острых гастроэнтеритов. Р. stuartii и Р. rettgeri нередко обнаруживали в моче госпитализированных больных после катетеризации мочевого пузыря. Эти виды часто оказываются причиной внутрибольничных инфекций.
б) Морфология и биохимические свойства. Провиденщш — грамотрицательные палочки; спор и капсул не образуют; как правило, подвижны; обладают способностью дезаминировать аминокислоты; не содержат декабоксилаз лизина и орнитина, не образуют сероводорода; мочевину гидролизуют только Р. rettgeri и некоторые представители Р. stuartii. Внутриродовая дифференциация возможна по признакам, представленным в таблице ниже.
Детальное изучение ферментативных свойств штаммов Providencia, выделенных из различных источников, позволило разным авторам дифференцировать исследованные штаммы на биотипы, что важно с эпидемиологической точки зрения. Так, в зависимости от способности образовывать газ из глюкозы и ферментировать адонит и инозит было определено два биотипа у Р. alcalifaciens и три у Р. stuartii. Неодинаковое отношение к салицину и рамнозе привело к выделению четырех биотипов Р. rettgeri.
Было показано, например, что штаммы Р. rettgeri, полученные от больных с хирургической, урологической патологией, дисфункцией желудочно-кишечного тракта, принадлежали главным образом к 4-му биотипу — не ферментировали ни салицин, ни рамнозу.
Ультратонкий срез Providencia alcalifaciens. Ув. х 65 000, ТЭМ
в) Факторы патогенности. Как и все энтеробактерии, провиденции обладают эндотоксином (ЛПС). Некоторые штаммы способны синтезировать фимбриальные адге-зины, различного тина энтеротоксины, разнообразные протеолитические ферменты, ДНК-азы, РНК-азы и др..
г) Лабораторная диагностика. Материалом для выделения бактерий рода Providencia может быть моча, фекалии, рвотные массы, пищевые продукты, кровь, отделяемое ран, генитального тракта и др. Исследуемый материал (кроме стерильных в норме жидкостей организма) сеют количественным методом, для чего после гомогенизации проб готовят десятикратные разведения в буферном фосфатном растворе. Бактериологическое исследование соответствует стандартной схеме.
Второй день. Просматривают чашки, засеянные накануне. Подсчитывают число выросших колоний каждого вида. Отбирают подозрительные колонии для дальнейшего изучения. На среде Эндо Providencia образуют небольшие бледно-розовые прозрачные колонии, на агаре Плоскирева — колонии прозрачные с желтоватым оттенком. Для исследования отбирают не менее 3 однородных но виду колоний или 2-3 колонии каждого вида, если на чашках обнаружен разновидный рост.
Отобранные колонии (каждую отдельно) засевают петлей в полужидкий агар, под пробку пробирки помещают полоску индикаторной бумаги на индол; агар Клиглера (не забыть проткнуть столбик среды!), цитратный агар Симмонса, среду с мочевиной (посевы производят бактериологической петлей из одной пробирки в другую в указанном порядке, не прожигая петли). Посевы инкубируют в термостате при 37°С в течение 18-24 ч.
Третий день. Учитывают результаты ферментативной активности. Культуры, не ферментирующие лактозу, не продуцирующие сероводорода, образующие индол (индол-отрицательны только Р. heimbachae), не гидролизующие мочевину (уреазой обладают только Р. rettgeri и некоторые представители Р. stuartii), утилизирующие или не утилизирующие цитрат в качестве единственного источника углерода, подозрительны на принадлежность к роду Providencia. Для подтверждения родовой принадлежности и определения вида требуется провести дополнительные тесты: в первую очередь посев на фенилаланиновый агар и другие.
Четвертый день. Учитывают полученные результаты. При положительной реакции на фенилаланиновом агаре (появление темно-зеленого окрашивания при добавлении 10%-ного водного раствора FeCl3) и по результатам дополнительных тестов определяют вид выделенных бактерий.
Как и при лабораторном исследовании других условно-патогенных энтеробактерий, при обнаружении бактерий одного вида в концентрации 10 5 и более КОЕ/мл, они могут быть заподозрены в качестве этиологического агента.
д) Лекарственная чувствительность. Провиденции обычно чувствительны к канамицину и гентамицину, устойчивы ко многим антибактериальным препаратом, в частности, к полимиксину, цефалотину, тетрациклину. Приобретенная резистентность формируется в процессе лечения и зависит от тактики выбора и назначения препаратов. Полиантибиотикоустойчивые штаммы провиденций нередко являются причиной оппортунистических инфекций у иммунокомпрометированных больных. Чувствительность к антибиотикам определяют общепринятыми методами, чаще используют диско-диффузионный метод на среде АГВ или агаре Мюллера-Хинтона.
Редактор: Искандер Милевски. Дата публикации: 6.4.2020
Инфекции, вызванные Proteus, Morganella и Providencia
Этиология
Род Proteus семейства Enterobacteriaceae включает грамотрицательные бактерии, не ферментирующие лактозу и характеризующиеся активной подвижностью и ползучим распространяющимся ростом на поверхности плотных питательных сред. Микроорганизмы, которые ранее были классифицированы и отнесены к роду Proteus, после недавно проведенного детального изучения ДНК получили новые названия. Р. morganii был классифицирован как Morganella morganii, тогда как некоторые биогруппы В. rettgeri были реклассифицированы как Providencia stuartii и Providencia rettgeri. P. mirabilis и Р. vulgaris сохранили свою номенклатуру. Р. mirabilis вызывает 75—90% инфекций человека и отличается от других упомянутых микроорганизмов тем, что не обладает способностью образовывать индол. Все четыре вида расщепляют мочевину с образованием аммония. Некоторые штаммы Р. vulgaris имеют общий антиген с определенными риккетсиями, за счет которого объясняется появление антител к протеям (реакция Вейля — Феликса) при тифе, японской речной лихорадке (цуцугамуши) и лихорадке Скалистых гор. Микроорганизмы, объединяемые в группу Providencia, очень тесно примыкают к представителям рода протеев, отличаясь от них только некоторыми биохимическими свойствами.
Эпидемиология и патогенез
Эти микроорганизмы в норме обнаруживаются в почве, воде и сточных водах и входят в состав нормальной флоры кишечника. Иногда им приписывают этиологическую роль при диареях детей раннего возраста, но это не получило достаточных подтверждений. Их часто обнаруживают в посеве из отделяемого поверхностных ран, дренированных полостей среднего уха и из мокроты, особенно у больных, получавших антибиотики. В подобных условиях они замещают более чувствительную флору, погибающую под действием этих препаратов.
Проявления
Указанные микроорганизмы редко служат причиной первичного поражения. Обычно они вызывают заболевание в участках, ранее инфицированных другими возбудителями: на коже, в ушах, сосцевидном отростке, синусах, глазах, брюшной полости, костях, мочевом тракте, мозговых оболочках, легких, кровяном русле.
Кожные инфекции. Эти микроорганизмы присутствуют в отделяемом хирургических ран, особенно после антимикробной терапии, но никогда не присоединяются к нормальной раневой микрофлоре, если происходит нормальное заживление, ткани жизнеспособны и нет инородных тел. Часто в ассоциации с другими грамотрицательными бактериями или стафилакокками они могут инфицировать ожоговые поверхности, варикозные раны, язвы, образующиеся при пролежнях.
Инфекции уха и сосцевидного синуса. Воспаление среднего уха и мастоидит, особенно вызванные Р. mirabilis, могут привести к обширной деструкции среднего уха и сосцевидного синуса. Зловонные выделения, холестеатома и грануляционная ткань составляют хронический фокус инфекции в среднем и внутреннем ухе и в сосцевидном отростке, в результате чего развивается глухота. В качестве случайного осложнения возможно развитие паралича лицевого нерва. Основная опасность этих инфекций заключается в возможности их распространения в полость черепа, что ведет к тромбозу бокового синуса, менингиту, абсцессу мозга и бактериемии.
Инфекции глаз. Эти микроорганизмы могут вызывать язвы роговицы, обычно возникающие в результате травмы глаз, заканчивающиеся панофтальмитом и деструкцией глазного яблока.
Перитонит. Будучи составной частью нормальной микрофлоры кишечника, представители этих родов могут выделяться из брюшной полости после перфорации внутренних органов или инфаркта кишечника.
Инфекции мочевого тракта. Эти микроорганизмы служат основной причиной инфекционных поражений мочевого тракта, особенно у больных с хронической бактериурией, многие из которых страдают обструктивной уропатией, имеют в анамнезе сведения об инструментальном вмешательстве на мочевом пузыре и повторных курсах химиотерапии. Их часто выделяют от больных с калькулезными поражениями почек или мочевого пузыря, сопровождающимися бактериурией. Это можно объяснить уреазной активностью этих микроорганизмов, обусловливающей щелочную реакцию мочи и обеспечивающей благоприятную среду для формирования аммонийно-магниево-фосфатных камней.
Бактериемия
Внедрение в кровоток—это наиболее серьезное проявление инфекции, вызванной представителями родов Proteus, Morganella и Providencia. В 75% случаев входными воротами инфекции служит мочевой тракт; в остальных случаях первичным фокусом являются желчные протоки, желудочно-кишечный тракт, уши, синусы, кожа. Развитию бактериемии часто предшествуют такие процедуры, как цистоскопия, катетеризация мочеточника, трансуретральная резекция предстательной железы или другие оперативные вмешательства. Клинические признаки, симптомы и лабораторные показатели сепсиса — повышение температуры тела, озноб, шок, метастатические абсцессы, лейкоцитоз и иногда тромбоцитопения — сходны с аналогичными признаками бактериемии, вызванной кишечной палочкой, клебсиеллами или другими грамотрицательными бактериями.
Диагностика
Диагноз инфекции, вызванной Proteus, Morganella или Providencia, зависит от результатов культурального выделения этих микроорганизмов из крови, мочи или экссудата и их идентификации с помощью соответствующих биохимических тестов. Особенно важно отделить Р. mirabilis, индол-отрицательный вид, от индол-положительных микроорганизмов, так как Р. mirabilis чувствителен к действию пенициллина и многих других антибиотиков. Представители рода протеев часто обнаруживаются в ассоциации с другими возбудителями. Особое внимание было обращено на выделение микроорганизмов, не относящихся к Р. mirabilis или Р. vulgaris, но растущих на тех же питательных средах, чтобы они не были за маски рованы ползучим ростом протея. Распространенный ползучий характер роста этих бактерий затрудняет также интерпретацию результатов определения их лекарственной чувствительности.
Лечение
Большинство штаммов Р. mirabilis чувствительны к пенициллину в высоких концентрациях (10 ЕД в 1 мл или больше), к ампициллину, карбенициллина динатриевой соли, гентамицину, тобрамицину или амикацину, а также к цефалоспориновым антибиотикам. Бактериурия, вызванная Р. mirabilis, может быть быстро ликвидирована с помощью любого из перечисленных антибиотиков. Наиболее эффективен при этой форме инфекции ампициллин в дозе 0,5 г каждые 4—6 ч. При тяжелой инфекции лечение следует проводить парентерально: от 6 до 12 г ампициллина или 20000000 ЕД пенициллина G в-сочетании с тобрамицином или гентамицином в дробных дозах по 5 мг/кг в сутки, если не повреждена функция почек. Существуют некоторые данные, что при инфекциях, вызванных
P. mirabilis, аминогликозиды обладают синергическим действием с ампициллином и пенициллином G. В связи с наличием большого числа более эффективных препаратов при инфекциях, обусловленных Р. mirabilis, нет необходимости применять левомицетин. Все штаммы Р. mirabilis устойчивы к тетрациклину. Большинство же штаммов, не относящихся к Р. mirabilis, чувствительны только к аминогликозидам и цефалоспоринам третьего поколения. Карбенициллин, тикарциллин и новые уреидопенициллины эффективны в отношении штаммов, выделенных из клинического материала. В идеале терапия должна основываться на результатах определения лекарственной чувствительности in vitro, а при отсутствии их — на знании характерных образцов. Так же как и в отношении других инфекций, вызванных грамотрицательными микроорганизмами, соответствующее внимание должно быть уделено дренированию гноя, поддержанию баланса жидкости и электролитов и при наличии эндотоксического шока — лечению циркуляторного коллапса.
Providencia stuartii
Contents
Classification
Species
Description and Significance
In laboratory settings,it is best cultured in Nutrient Agar or Columbia agar, with growth best at 37C and a mesophilic temperature range. It is of risk group 2 on the biosafety level[5].
P. stuartii has a straight rod morphology and is typically 0.6-0.8 micrometers by 1.5-2.5 micrometers in size [6].
P. stuartii is ubiquitous, being commonly found in water, soil, and animal reservoirs [2].
It is responsible for many UTIs in patients under long term catheterization and has a high degree of antibiotic resistance, a major concern for hospitals and nursing homes where many patients are vulnerable to infection from this microbe. Treatment, once infected, is difficult.
Genome Structure
In 2011 P. stuartii MRSN 2154 was sequenced using the Roche GS FLX Titanium system with a shotgun rapid ligation library. The sequencing found that P. stuartii MRSN 2154 has a “circular genome of 4,402,109 nucleotides and a G/C (guanine-cytosine) content of 41.27%» (NCBI).
The P. stuarttii MRSN 2154 genome has 4,194 predicted genes, 75 tRNA genes, and seven transoperons (NBCI)
It has two porins, Omp-Pst1 and Omp-Pst2. It primary expressed Omp-pst1 in a rich medium, which is mildly anion selective and more permissive of beta lactam antibiotics. In comparison, Omp-Pst2 has atypical voltage gating behavior and could play a role is charge distribution across the outer membrane. When Omp-Pst2 was knocked down, P. stuartii growth was retarded, indicating that this porin plays an important role in development[1].
Cell Structure, Metabolism and Life Cycle
Providencia stuartii has many of the characteristics common to gram-negative bacteria. Providencia stuartii has a cell envelope. This cell envelope is comprised of a thin peptidoglycan cell wall which lies between a cytoplasmic cell membrane and an outer membrane, as seen in Figure 4. The outer membrane contains lipopolysaccharides which consist of: lipid A, core polysaccharide, and O antigen in its outer leaflet and phospholipids in the inner leaflet (Salton, 1996.)Between the outer and cytoplasmic membrane, in what is known as the periplasmic space. Within the periplasmic space is a gel-like matrix called periplasm see Figure 4. Since it is a gram negative bacteria the S-layer is directly attached to the outer membrane rather than to the peptidoglycan (Salton 1996).Proteins known as porins also exist on the outer membrane which act as channels and allow small ions and molecules through the membrane (NCBI). P. stuartii are motile by peritrichous flagella.
METABOLISM & KEY PRODUCTS
P. stuartii is facultatively anaerobic and is a chemoorganotrophic. P. stuartii has both a fermentative and respiratory metabolism [6].
P. stuartii is a urease-positive species] [1]. This is significant because ureases are enzymes that catalyze the hydrolysis of urea into carbon dioxide and ammonia. This can have health implications for humans and animals, when P. stuartii live in the urinary tract. Urease activity is a known contributing factor to the development of urolithiasis, also known as kidney stones.
P. stuartii’s resistance to antibiotics also stems from its biofilm formation. It has a ‘highly social behaviour’, where cell to cell contact occurs prior to attachment of cells onto the surface. These floating communities precede biofilm formation and then coexist with it once a biofilm is created. These biofilms are majority living cells. It can form this biofilm over a large range of pH, from 6-9 and can consolidate at pH 5, showing great resistance to extreme environmental conditions. Biofilm genesis and attachment is favored at pH >8 and can attach directly to a urinary catheter. Biofilms can also resist high concentration of urea (500mM), calcium and magnesium (up to 50mM) and when presented with these stressors will consolidate. P. stuartii biofilm dispersion is also high and infections that were originally in the urinary tract can migrate to other organs and cause a variety of issues including meningitis and endocarditis [1].
It has also been proposed that the biofilm formation limits the diffusion of urea into the extracellular matrix of P. stuartii biofilms. Porins, an outer membrane protein of the biofilm, also likely play an effect in reducing urea accumulation in the periplasm (the gel-like matrix in the space between the inner cytoplasmic membrane and the bacterial outer membrane in gram negative bacteria) [1].
Ecology and Pathogenesis
P. stuartii is an opportunistic pathogen, with those infected mainly the elderly under long-term catheterization. It is reported that it is found in 4 of 100,000 hospital admissions of the general population, but is responsible for 9% of UTIs in patients under long-term catheterization, with an inhospital mortality rate of
30% [2]. It often co-infects with P. mirabilis, which is also urease positive, to sustain itself in the harsh urea environment of the urinary tract.
Though P. stuartii often does not cause serious disease, it has high intrinsic multidrug resistance (MDR) phenotype due to the inducible encoding of AmpC β-lactamase, an enzyme that can destroy the antimicrobial activity of antibiotics such as penicillin and cephalothin [5]. Though commonly causing UTIs, these can progress to bacteremia if not treated, which can be difficult due to the multidrug resistance mentioned above. To prevent the spread of Providencia drug resistance, infection control practices, such as hand-hygiene and disinfection of hospital equipment, are needed as a single antimicrobial agent to combat them is difficult to create and adaption comes quickly[2].