Род Enterococcus (энтерококки): таксономия, характеристика

а) Таксономические аспекты. Микроорганизмы, которые в настоящее время составляют род Enterococcus, относили ранее к штаммам рода «Streptococcus фекального происхождения». Длительное время их рассматривали как большую серологическую группу стрептококков (группу D), дифференцируя по степени резистентности к тем или иным химическим и физическим факторам.

В последние десятилетия, однако, таксономия энтерококков подверглась коренному пересмотру. Началось с разделения рода Streptococcus и признания Enterococcus в качестве отдельного рода. Точное доказательство того, что штаммы Streptococcus faecalis и Streptococcus faecium существенно отличаются от других представителей Streptococcus, было получено с помощью молекулярных методов. На основании результатов молекулярных исследований некоторые виды энтерококков были переданы в другие роды. В свою очередь, несколько новых видов были недавно описаны и рекомендованы для включения в род Enterococcus.

Филогенетический анализ представителей рода каталазоотрицательных грамположительных кокков основан на данных, полученных путем анализа нуклеотидной последовательности 16S рРНК гена. С помощью фенотипических тестов было показано, что энтерококки ближе к Vagococcus, Tetragenococcus и Camobacterium, чем к Streptococcus и Lactococcus.

Общие распространенные критерии для включения бактерий в род Enterococcus основываются на использовании комбинации нескольких методов, таких как ДНК-ДНК-гибридизация, анализ нуклеотидной последовательности 16S рРНК гена, анализ лизатов цельноклеточных белков, а также на данных соответствующих фенотипических тестов.

Метод ДНК-ДНК-гибридизации рассматривается в качестве «золотого стандарта» для уточнения видовой принадлежности тех или иных микроорганизмов. Важно отметить, что анализ нуклеотидных последовательностей 16S рРНК гена и лизатов цельноклеточных белков очень хорошо коррелирует с этим «золотым стандартом».

Анализ композиции длинноцепочечных жирных кислот клеток энтерококков, который осуществляется с помощью метода газово-жидкостной хроматографии, также представляет таксономическую ценность и используется для выявления видовых различий. Такой анализ позволяет оценить правомерность отнесения того или иного вида к роду энтерококков. Например, было установлено, что Enterococcus seriolicida является аналогом Lactococcus garvieae, и решено сохранить его видовое обозначение.

Штаммы Е. casseliflavus и E.flavescens, как было показано, принадлежат к одному и тому же виду, и поэтому для них было сохранено видовое название Е. casseliflavus. Для изучения штамма Е. solitarius использовали метод анализа нуклеотидной последовательности 16S рРНК гена. Было показано, что он ближе к роду Tetragenococcus, чем к любому из видов энтерококков. Недавно с использованием метода ДНК-ДНК-гибридизации было продемонстрировано, что Е. solitarius и Tetragenococcus halophilus представляют близко родственные виды.

б) Описание рода Enterococcus. По современной классификации, род Enterococcus входит в семейство Entero-соссасеае, порядок Lactobacillales, класс Bacilli, тип Firmicutes, царство Bacteriales.

Энтерококки не образуют спор или капсул. Они имеют овальную форму и размер (0,6-2,0) х (0,6-2,5) мкм.

Род энтерококков в настоящее время включает в себя 27 видов, разделенных на 5 групп по фенотипическим характеристикам.

Представители рода Enterococcus являются каталазонегативными грамположительными кокками, которые могут располагаться единично, в парах или в виде коротких цепочек. Клетки энтерококков выглядят как коккобактерии, если препарат, окрашенный по Граму, приготовлен из культуры, выращенной на твердой агаровой среде. Однако они имеют тенденцию к округлой форме и цепочкам, когда их выращивают в пробирках с бульоном.

Большинство штаммов образуют связанные с клеточной стенкой глицерин-тейхоевые кислоты, которые идентифицируют как антиген стрептококков серогруппы D (по Ленсфилд). В энтерококках содержание уровня G+C в ДНК составляет от 37 до 45 моль%.

Энтерококки являются факультативными анаэробами. Они могут выживать в различных неблагоприятных условиях окружающей среды. Как впервые сообщил Sherman (1937), они могут расти при температурах 10°С и 45°С (с оптимумом роста при 35-37°С), при pH 2,5-9,6, в бульоне с 6,5% NaCl и выживать при 60"С в течение 30 минут. Энтерококки гидролизуют эскулин в присутствии 40% желчных солей в среде с эскулином. Некоторые виды являются подвижными. Большинство энтерококков, кроме стоящих особняком (Е. сесоrum, Е. columbae, Е. pallens, Е. saccharolyticus), гидролизуют L-пирролидонил-β-нафтиламид (ПИР), образуя пирролидонил ариламидазу — пирролидоназу (ПИРазу).

Все штаммы гидролизуют лейцин-β-нафтиламид с помощью лейцинаминопептидазы (ЛАПазы). Энтерококки не способны синтезировать порфирины и тем более не редуцируют цитохромовые энзимы. Однако иногда образуется псевдокаталаза, если штаммы Е. faecalis выращивают на средах, содержащих кровь, и тогда слабое газообразование появляется в каталазном тесте. Почти все штаммы ферментируют углеводы, не образуют газа, а молочная кислота является конечным продуктом ферментации глюкозы и других сахаров.

Альфа-зеленящие стрептококки: морфология, культуральные, биохимические свойства

в) Роль энтерококков в составе нормальной флоры человека. Энтерококки входят в состав нормальной флоры человека и животных, но их также обнаруживают в почве, воде, пище, растениях, у птиц и насекомых и даже у рептилий. Они заселяют желудочно-кишечный тракт, их обнаруживают в женском генитальном тракте, они встречаются в уретре мужчин. Энтерококки могут также колонизировать слизистые оболочки ротовой полости и кожу. Всё перечисленное свидетельствует о том, что энтерококки играют важную роль в обеспечении колонизационной резистентности слизистых. В то же время они являются условно-патогенными микроорганизмами и способны к аутоинфицированию.

После накопления в окружающей среде энтерококки способны экзогенно инфицировать новых лиц, и это может приводить к возникновению инфекционных заболеваний, часто в больничных условиях.

Энтерококки колонизируют преимущественно тонкую кишку, но также в заметном количестве обнаруживаются в толстой кишке. В количественном отношении в толстой кишке энтерококки составляют меньше 1% от общего числа бактерий, проигрывая бифидобактериям примерно в 100 раз и более. Популяция энтерококков в кишечнике колеблется в зависимости от возраста и физиологических особенностей организма-хозяина. Их количество значительно более высокое у лиц раннего возраста. У новорожденных энтерококки выявляются уже с первых дней жизни, а у детей, находящихся на грудном вскармливании, их уровень может колебаться от 106 до 107 КОЕ/г фекалий.

У детей, находящихся на искусственном вскармливании, их уровень может доходить до 108-109 КОЕ/г фекалий. Уровень популяции энтерококков в кишечнике здоровых людей остается стабильным, достигая 107-108 КОЕ/г фекалий.

Из желудочно-кишечного тракта энтерококки могут мигрировать в другие участки тела, вызывая инфекции. Могут также инфицировать других хозяев или различные предметы окружающей среды.

Энтерококки присутствуют в составе нормальной микрофлоры влагалища, при этом в норме их количество мало и составляет единицы процентов или даже десятые доли процента относительно других бактерий. Так как энтерококки в большом количестве содержатся в кишечнике, то повышенное их количество во влагалище может быть следствием несоблюдения гигиены или особенностями сексуального поведения. Энтерококки, так же как и некоторые другие бактерии, могут быть причиной вульвитов и вагинитов.

Род Enterococcus (энтерококки): таксономия, характеристика

г) Фенотипические характеристики энтерококков, отличающие их от других грамположительных каталазоотрицательных кокков. Имеется несколько фенотипических признаков, с помощью которых возможна дифференциация других грамположительных каталазоотрицательных кокков и энтерококков. Среди этих признаков клеточная морфология (расположение клеток), устойчивость к ванкомицину, образование газа при ферментации углеводов, гидролиз пирронидонил-β-нафтиламида (ПИР) и лейцин-р-нафтиламида (ЛАП), рост на среде с 6,5% натрия хлорида, рост при температуре 10° и 45°С, а также тип гемолиза эритроцитов (где отражены характеристики энтерококков, по которым можно дифференцировать грамположительные каталазоотрицательные бактерии).

Как видно из таблицы, все приведенные в ней группы видов, кроме Leuconostoc/Weisella и Pediococcus, чувствительны к ванкомицину, тогда как только некоторые генотипы энтерококков проявляют такую чувствительность: vanC — к 2-32 мкг/мл ванкомицина, vanE — к 16 мкг/мл, vanG — к 16 мкг/мл, а генотип vanA — к 64-1000 мкг/мл, и vanB — к 1000 мкг/мл.

По основным тестам (росту на желчно-эскулиновой среде, на средах с ПИР и ЛАП) одни виды ведут себя как энтерококки, другие непостоянны. По признакам роста на среде с 6,5% хлорида натрия и при температуре 10°С большинство видов (кроме двух) не растут в указанных условиях культивирования, и только у штаммов из группы Leuconostoc/Weisella и одного варианта Streptococcus эти признаки вариабельны.

По виду образуемой зоны гемолиза на кровяном агаре штаммы разных видов ведут себя по-разному (чаще — α-, редко — β-гемолиз) или совсем не изменяют эритроциты (у-гемолиз).

Из приведенных данных видно, что дифференцировать энтерококки и другие каталазоотрицательные виды грамположительных кокков лучше всего по следующему комплексу признаков: устойчивость к ванкомицину, неспособность образовывать газ при ферментации углеводов, рост в бульоне с 6,5% хлорида натрия и при температуре 10°С и 45°С.

д) Резистентность энтерококков к внешним факторам. Энтерококки могут выживать в различных условиях внешней среды: они могут расти при широком диапазоне температур (от 10°С до 45°С при оптимуме 35-37°С), и pH питательной среды (2,5-9,6). Эти штаммы могут адаптироваться к неблагоприятным условиям внешней среды, становясь менее чувствительными к обычным летальным дозам додецилсульфата натрия, желчным солям, повышенному осмотическому давлению, нагреванию (выживают при 60°С в течение 30 минут), этиловому спирту, перекиси водорода, кислотности и щелочности, у них усиливается перекрестная защита от других неблагоприятных факторов. Голодающие клетки E.faecalis сохраняют выживаемость в течение длительного периода и становятся резистентными к ультрафиолетовому облучению, нагреванию, полихлориду. Хорошо выдерживают высыхание.

Образование энтерококками биопленок помогает образующим их бактериям существовать и выживать в занимаемых ими экологических нишах. Находясь в прикрепленном состоянии в составе биопленок, бактерии практически защищены от повреждающих факторов внешней среды, в том числе от действия различных антибактериальных агентов в организме-хозяина.

- Читать далее "Резистентность энтерококков к антибактериальным препаратам"

Редактор: Искандер Милевски. Дата публикации: 16.3.2020

Остались вопросы или замечания?

Все размещенные статьи преследуют образовательную цель и предназначены для лиц имеющих базовые знания в области медицины.
Без консультации лечащего врача нельзя применять на практике любой изложенный в статье факт.
Жалобы и возникшие вопросы просим присылать на адрес statii@dommedika.com
На этот же адрес ждем запросы на координаты авторов статей - быстро их предоставим.