Clostridium perfringens, количественное определение ДНК

Clostridium perfringens (Клостридия перфрингенс) — вид грамположительных спорообразующих анаэробных палочковидных неподвижных бактерий, относятся к роду Клостридии семейству Clostridiaceae. Данный вид бактерий является представителем условно-патогенной микрофлоры человека и возбудителем таких заболеваний, как газовая гангрена и токсикоинфекция человека.

Естественным резервуаром для Clostridium perfringens, так же как и других клостридий, является желудочно-кишечный тракт человека и животных, где имеются благоприятные условия для размножения и длительной вегетации микробов. Clostridium perfringens выявляются в толстом кишечнике здоровых людей с частотой 20–80%.

Кроме того, клостридии обнаруживаются во влагалище, дистальных отделах мочевых путей, на коже. С экскрементами клостридии попадают в почву, где при благоприятных климатических условиях и плодородной почве могут не только длительно сохраняться за счет спорообразования, но и размножаться.

Споры Clostridium perfringens обладают высокой устойчивостью к воздействию ультрафиолета, радиации, кислоты и щелочи, различных дезинфицирующих средств, хорошо переносят нагревание, охлаждение, высыхание, сохраняют жизнеспособность в домашних холодильниках и морозильных камерах. Зараженное Clostridium perfringens мясо, домашняя птица, бобовые и другие продукты могут вызывать пищевое отравление. Причиной интоксикации является выделяемый Clostridium perfringens токсин.

Болезнь проявляется через 8–14 часов после употребления инфицированной пищи, в виде водянистой диареи, тошноты, колик в животе, иногда лихорадки и длится одни или двое суток. 

Для Clostridium perfringens характерен синтез токсинов, различающихся структурно и по механизму действия. В соответствии с комбинацией типов токсинов (α-токсин, β-токсин, ε-токсин и ι-токсин, энтеротоксин (CPE) и NetB) Clostridium perfringens подразделяется на 7 основных типов – A, B, C, D, E, F, G (F и G были выделены недавно).

Штаммы Clostridium perfringens, вырабатывающие различные варианты CPE-токсина участвуют в патогенезе пищевых отравлений и непищевого гастроэнтерита. До 70% случаев пищевых отравлений вызвано Clostridium perfringens, относящимися к типу F. Ранее данный тип был известен как CPE-позитивный тип A (содержащий хромосомный вариант CPE-токсина). Штаммы, продуцирующие плазмидный вариант CPE-токсина, ассоциированы с развитием непищевого
гастроэнтерита.

Clostridium perfringens является единственным представителем рода Clostridium, у которого обнаружены коньюгативные плазмиды антибиотикоустойчивости. Эти плазмиды весьма схожи друг с другом и определяют устойчивость к тетрациклину, а некоторые из них несут также и ген устойчивости к хлорамфениколу и макролидам. С применением метода полногеномного секвенирования были обнаружены гены множественной лекарственной устойчивости.

Clostridium perfringens может быть причиной следующих системных и кишечных патологий:

• некротизирующий энтерит (гангрена кишки);
• острая водная диарея (пищевое отравление);
• непищевая диарея – включает в себя антибиотикассоциированную диарею и спорадическую диарею;
• некротизирующий энтероколит новорожденных.

Анализ на выявление Clostridium perfringens выполняется методом ПЦР по образцу кала, крови, мазку.

При исследовании фекальных образцов, клинически значимым является обнаружение Clostridium perfringens в количестве, превышающем 10*5 копий/мл.

При выявлении Clostridium perfringens в фекальных образцах в титрах, превышающих 10^5 КОЕ/мл, рекомендуется провести дополнительные исследования:

1. Типирование для выявления токсигенных штаммов.
2. Бактериальный посев кала с определением чувствительности к антибиотикам

Список литературы:

1. Руководство по медицинской микробиологии. Частная медицинская микробиология и этиологическая диагностика инфекций. Книга II. /Колл. авторов// Под редакцией Лабинской А.С., Костюковой Н.Н., Ивановой С.М. М. БИНОМ. 2022
2. Hassan, K. A. et al. Genomic analyses of Clostridium perfringens isolates from five toxinotypes. Res. Microbiol.166, 255–263 (2015).
3. Heida, F. H. et al. A necrotizing enterocolitis-associated gut microbiota is present in the meconium: results of a prospective study. Clin. Infect. Dis.62,863–870 (2016)
4. Petit, L., Gibert, M. & Popoff, M. Clostridium perfringens: toxinotype and genotype. Trends Microbiol.7, 104–110 (1999).
5. Kiu,R., Caim,S., Alexander,S., Pachori, P. & Hall, L. J. Probing genomic aspects of the multi-host pathogen Clostridium perfringens reveals significant pan-genome diversity, and a diverse array of virulence factors. Front. Microbiol.8,2485 (2017).
6. Freedman, J.C., Shrestha, A. & McClane, B.A. Clostridium perfringens Enter-otoxin: Action, Genetics, and Translational Applications. Toxins(Basel)8, 
7. Freedman J, Shrestha A, McClane B. Clostridium perfringens enterotoxin: action, genetics, and translational applications. Toxins 2016;8:73.
8. Sim, K. et al. Dysbiosis anticipating necrotizing enterocolitis in very premature infants. Clin. Infect. Dis.60,389–397 (2015).
9. Asha N.J., Tompkins D., Wilcox M.H. Comparative analysis of prevalence, risk factors, and molecular epidemiology of antibiotic-associated diarrhea due to Clostridium difficile, Clostridium perfringens, and Staphylococcus aureus // J. Clin. Microbiol. — 2006. — 44. — 2785-91.
10. Modi N., Wilcox M.H. Evidence for antibiotic induced Clostridium perfringens diarrhea // J. Clin. Pathol. — 2001. — 54. — 748-51.
11. Grant,K.A. et al. The identification and characterization of Clostridium perfringens by real-time PCR, location of enterotoxin gene, and heat resistance. Foodborne Pathog. Dis.5,629–639 (2008).
12. Freedman, J.C. et al. Clostridium perfringens type A-E toxin plasmids. Res.Microbiol.166,264–279 (2015).
13. Li, J. et al. Toxin plasmids of Clostridium perfringens.Microbiol. Mol. Biol. Rev.77,208–233 (2013).
14. Wisniewski, J. A. & Rood, J. I.The Tcp conjugation system of Clostridium perfringens. Plasmid 91,28–36 (2017)