Clostridium botulinum бактериясы – ауыр улануға себеп болатын, спора түзетін, қозғалмалы микроб. Токсині, симптомдары, және консервілерде кездесуі туралы ақпарат.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Эндоспора құрайтын бактериялар түрі
Species of endospore forming bacterium
Clostridium botulinum – грамположитивті, таяқша тәрізді, анаэробты, спора құрайтын, жылдам қозғалмалы бактерия, нейротоксин болып табылатын ботулинум токсинін өндіре алады. C. botulinum – патогенді бактериялардың алуан тобы. Алғашқыда олар ботулинум токсинін өндіру қабілетіне байланысты топтастырылды және қазір төрт ерекше топ ретінде белгілі: C. botulinum топтары I–IV. Clostridium butyricum және Clostridium baratii түрлерінің кейбір штамдарымен қатар, бұл бактериялардың барлығы да токсин өндіреді. C. botulinum көбінесе ісіңкі консервіленген тағамдармен байланысты; консервінің ісінуі немесе пішінінің бұзылуы бактериялардың өндіретін газдан туындаған ішкі қысымның артуынан болуы мүмкін. C. botulinum тағамдық ботулизмге (алдын ала қалыптасқан токсинді жұту), нәресте ботулизміне (токсин өндіретін C. botulinum-мен ішек инфекциясы) және жара ботулизміне (C. botulinum-мен жараның жұғуы) жауапты. C. botulinum жылуға төзімді эндоспораларды өндіреді, олар топырақта жиі кездеседі және қолайсыз жағдайларда тірі қалуға қабілетті. C. botulinum нейротоксинді тек спорациялау кезінде ғана өндіре алады, ал бұл процеске тек анаэробтық ортада ғана қол жеткізуге болады. C. botulinum төрт ерекше фенотиптік топқа (I–IV) бөлінеді, сондай-ақ өндірілген ботулинум токсинінің антигендік қасиеттеріне сүйене отырып, жеті серотипке (A–G) жіктеледі. ДНК тізбектерінің деңгейінде фенотиптік топтастыру толық геномдық және рРНК талдауларының нәтижелерімен сәйкес келеді.
Clostridium botulinum is a gram positive, rod shaped, anaerobic, spore forming, motile bacterium with the ability to produce botulinum toxin, which is a neurotoxin. C. botulinum is a diverse group of pathogenic bacteria. Initially, they were grouped together by their ability to produce botulinum toxin and are now known as four distinct groups, C. botulinum groups I–IV. Along with some strains of Clostridium butyricum and Clostridium baratii, these bacteria all produce the toxin. C. botulinum is commonly associated with bulging canned food; bulging, misshapen cans can be due to an internal increase in pressure caused by gas produced by bacteria. C. botulinum is responsible for foodborne botulism (ingestion of preformed toxin), infant botulism (intestinal infection with toxin forming C. botulinum), and wound botulism (infection of a wound with C. botulinum). C. botulinum produces heat resistant endospores that are commonly found in soil and are able to survive under adverse conditions. C. botulinum is able to produce the neurotoxin only during sporulation, which can happen only in an anaerobic environment. C. botulinum is divided into four distinct phenotypic groups (I IV) and is also classified into seven serotypes (A–G) based on the antigenicity of the botulinum toxin produced. On the level visible to DNA sequences, the phenotypic grouping matches the results of whole genome and rRNA analyses,
Серотиптер
Ботулиндік нейротоксин (BoNT) өндірісі – түрдің біріктіретін қасиеті. Жеті серотиптік токсин анықталды, оларға әріптер (A–G) тағайындалған, олардың бірнешеуі адамдарда ауру тудыруы мүмкін. Олар асқазан-ішек жолы ферменттерімен ыдырауға төзімді. Бұл жұтылған токсиндердің ішектерден қанға сіңуіне мүмкіндік береді. Дегенмен, барлық ботулиндік токсин түрлері 100 °C температурада 15 минут (900 секунд) бойы қыздыру арқылы жылдам жойылады. 80 °C температурада 30 минут бойы да BoNT жойылады. Көптеген штаммдар бір типті BoNT өндіреді, бірақ бірнеше токсин өндіретін штаммдар да сипатталған. Жаңа Мексика және Калифорнияда адам ботулизмі жағдайларынан B және F токсиндерін өндіретін C. botulinum штаммдары бөлініп алынды. Токсин түрі Bf деп белгіленді, себебі F түріне қарағанда B түріндегі токсин көп мөлшерде табылған. Сол сияқты Ab және Af токсиндерін өндіретін штаммдар туралы да хабарлар келіп түскен.
Botulinum neurotoxin (BoNT) production is the unifying feature of the species. Seven serotypes of toxins have been identified that are allocated a letter (A–G), several of which can cause disease in humans. They are resistant to degradation by enzymes found in the gastrointestinal tract. This allows for ingested toxins to be absorbed from the intestines into the bloodstream. However, all types of botulinum toxin are rapidly destroyed by heating to 100 °C for 15 minutes (900 seconds). 80 °C for 30 minutes also destroys BoNT. Most strains produce one type of BoNT, but strains producing multiple toxins have been described. C. botulinum producing B and F toxin types have been isolated from human botulism cases in New Mexico and California. The toxin type has been designated Bf as the type B toxin was found in excess to the type F. Similarly, strains producing Ab and Af toxins have been reported.
Аурудың токсин түрлері
Адамда тек А, В, Е, F және H (FA) типтеріндегі ботулинтoксин ауру тудырады. А, В және Е типтері тағам арқылы жұғатын аурулармен байланысты, ал Е типі балық өнімдерімен байланысты. С типі құстарда мойынның жұмсаруына, ал D типі басқа сүтқоректілерде ботулизмге себеп болады. G типімен ешқандай ауру байланысты емес. Токсин типін анықтаудың "алтын стандарты" – егеуқұйрықтардағы биозерттеу, бірақ А, В, Е және F типтерінің гендері енді сандық ПТР арқылы оңай ажыратылады. "H" типі – шындығында А және F типтерінен алынған рекомбинантты токсин. Оны А типіне қарсы сарысумен бейтараптандыруға болады және ол енді жеке тип деп есептелмейді. Clostridium тұқымдасына жататын басқа организмдердің бірнеше штаммдары адам ботулизмін тудырды: C. butyricum E типіндегі токсинді, ал C. baratii F типіндегі токсинді өндірді. C. botulinum-ның басқа кластридияларға нейротоксин гендерін табиғи түрде беру қабілеті алаңдатарлық, әсіресе тамақ өнеркәсібінде, онда сақтау жүйелері тек C. botulinum-ды жоюға немесе тежеуге бағытталған, бірақ басқа Clostridium түрлерін емес. C. botulinum-ның Hall штаммы хитиннің ыдырауына көмектесетін белсенді хитинолиздік жүйеге ие. Бұл процестер де катаболиттік репрессияға ұшырайтынына дәлелдер бар.
Only botulinum toxin types A, B, E, F and H (FA) cause disease in humans. Types A, B, and E are associated with food borne illness, while type E is specifically associated with fish products. Type C produces limber neck in birds and type D causes botulism in other mammals. No disease is associated with type G. The "gold standard" for determining toxin type is a mouse bioassay, but the genes for types A, B, E, and F can now be readily differentiated using quantitative PCR. Type "H" is in fact a recombinant toxin from types A and F. It can be neutralized by type A antitoxin and no longer is considered a distinct type. A few strains from organisms genetically identified as other Clostridium species have caused human botulism: C. butyricum has produced type E toxin and C. baratii had produced type F toxin. The ability of C. botulinum to naturally transfer neurotoxin genes to other clostridia is concerning, especially in the food industry, where preservation systems are designed to destroy or inhibit only C. botulinum but not other Clostridium species. Hall A strain of C. botulinum has an active chitinolytic system to aid in the breakdown of chitin. There is evidence that these processes are also under catabolite repression.
Жіберу және споруляция
C. botulinum спорациясының нақты механизмі белгісіз. C. botulinum-ның әртүрлі штаммдары жылуға төзімділік, температура және биома сияқты қоршаған орта жағдайларына байланысты I, II және III топқа бөлінеді. Әр топтың ішіндегі әртүрлі штаммдар тірі қалу үшін қоршаған ортаға бейімделудің әртүрлі стратегияларын қолданады. C. botulinum споралау процесін бастау үшін кворумды сезуге тәуелді, бірақ C. botulinum адамнан адамға жұқпайды.
The exact mechanism behind sporulation of C. botulinum is not known. Different strains of C. botulinum can be divided into three different groups, group I, II, and III, based on environmental conditions like heat resistance, temperature, and biome. Within each group, different strains will use different strategies to adapt to their environment to survive. C. botulinum relies on quorum sensing to initiate the sporulation process. but C. botulinum cannot spread from person to person.
Қозғалыс құрылымдары
C. botulinum үшін ең көп таралған қозғалыс құрылымы – флагеллум. Бұл құрылым C. botulinum-ның барлық штаммдарында кездеспесе де, көпшілігі перитрихті флагеллумдар шығарады. Әртүрлі штаммдарды салыстырғанда, флагеллумның ұзындығы және жасушада олардың саны да әртүрлі болады. Бұл бактерия табиғатта кеңінен таралған және барлық тағам беттерінде кездесуі мүмкін деп есептеуге болады. Оның өсуі үшін ең қолайлы температура мезофильдік диапазонға жатады. Споралы күйде ол жылуға төзімді патоген болып табылады, төмен қышқылды тағамдарда тірі қалады және уытты заттар өндіруге қабілетті. Токсин жүйке жүйесіне шабуыл жасайды және шамамен 75 нг дозасында ересек адамды өлтіруі мүмкін. Бұл токсинді тамақты 10 минут бойы 100 °C температурада ұстау арқылы заласыздандыруға болады. Ботулизм уыты консервіленген немесе үйде жасалған, төмен қышқылды тағамдардан туындауы мүмкін, олар дұрыс сақтау уақыты мен/немесе қысым қолданылмай өңделген. Бактерияның өсуін жоғары қышқылдық, еріген қанттың жоғары концентрациясы, оттегінің көп мөлшері, ылғалдың өте төмен деңгейі немесе А түрі үшін 3 °C (38 °F) төмен температурада сақтау тоқтатуы мүмкін. Мысалы, жеткілікті қыздырылмаған (қысымды ортада) төмен қышқылды консервіленген көкөністер, мысалы, жасыл бұршақ, споралардың өсуіне және токсин өндіруіне қажетті оттегісіз ортаны қамтамасыз етуі мүмкін. Дегенмен, тұздалған өнімдер жеткілікті мөлшерде қышқылды болып, өсуге кедергі келтіреді; тіпті споралар болса да, олар тұтынушы үшін қауіпті емес. Бал, жүгері сиропы және басқа тәттілендіргіштерде споралар болуы мүмкін, бірақ олар жоғары концентрацияланған қант ерітіндісінде өсе алмайды. Алайда, тәттілендіргіш нәрестелердің аз оттегілі, төмен қышқылды ас қорыту жүйесінде сұйылтылғанда, споралар өсіп, токсин өндіруі мүмкін. Сәбилер қатты тағам жей бастаған кезде, ас қорыту сөлі бактерияның өсуіне кедергі келтіретіндей қышқылға айналады. C. botulinum қоздырған тамақ арқылы жұғатын ботулизмді бақылауға негізгі стратегия – спораларды термиялық жою (жылыту) немесе споралардың бактерияға айналуын тежеу, сондай-ақ жасушалардың өсуіне және тағамдағы уыттарды өндіруіне мүмкіндік беру. Өсуге қолайлы жағдайлар әртүрлі қоршаған орта факторларына байланысты. C. botulinum өсімі 4,6-дан жоғары pH көрсеткіші бар төмен қышқылды тағамдарда қауіпті, бірақ pH 4,9-дан төмен болса, өсуі айтарлықтай баяулайды.
The most common motility structure for C. botulinum is a flagellum. Though this structure is not found in all strains of C. botulinum, most produce peritrichous flagella. When comparing the different strains, there is also differences in the length of the flagella and how many are present on the cell. This bacteria is widely distributed in nature and can be assumed to be present on all food surfaces. Its optimum growth temperature is within the mesophilic range. In spore form, it is a heat resistant pathogen that can survive in low acid foods and grow to produce toxins. The toxin attacks the nervous system and will kill an adult at a dose of around 75 ng. This toxin is detoxified by holding food at 100 °C for 10 minutes. Botulism poisoning can occur due to preserved or home canned, low acid food that was not processed using correct preservation times and/or pressure. Growth of the bacterium can be prevented by high acidity, high ratio of dissolved sugar, high levels of oxygen, very low levels of moisture, or storage at temperatures below 3 °C (38 °F) for type A. For example, in a low acid, canned vegetable such as green beans that are not heated enough to kill the spores (i. e., a pressurized environment) may provide an oxygen free medium for the spores to grow and produce the toxin. However, pickles are sufficiently acidic to prevent growth; even if the spores are present, they pose no danger to the consumer. Honey, corn syrup, and other sweeteners may contain spores, but the spores cannot grow in a highly concentrated sugar solution; however, when a sweetener is diluted in the low oxygen, low acid digestive system of an infant, the spores can grow and produce toxin. As soon as infants begin eating solid food, the digestive juices become too acidic for the bacterium to grow. The control of food borne botulism caused by C. botulinum is based almost entirely on thermal destruction (heating) of the spores or inhibiting spore germination into bacteria and allowing cells to grow and produce toxins in foods. Conditions conducive of growth are dependent on various environmental factors. Growth of C. botulinum is a risk in low acid foods as defined by having a pH above 4.6 although growth is significantly retarded for pH below 4.9.
Емдеу
Ботулизм диагнозы немесе күдігі болған жағдайда, пациенттер дереу ауруханаға жатқызылуы керек, тіпті диагноз және/немесе зерттеулер нәтижесі күтілуде болса да. Сонымен қатар, ботулизм күдікталғанда, өлім-жұлымды азайту мақсатында пациенттерге антитоксиндік терапиямен дереу емдеу жүргізілуі тиіс. Тыныс алу жеткіліксіздігі ботулизмнен болатын өлімнің басты себебі болғандықтан, дереу интубация жасау да қатты ұсынылады. Солтүстік Америкада жылқыдан алынған гептавалентті ботулиндік антитоксин нәрестелік емес, табиғи ботулизмнің барлық серотиптерін емдеу үшін қолданылады. Бір жасқа дейінгі нәрестелерге А немесе В типін емдеу үшін ботулизмге қарсы иммундық глобулин қолданылады.
In the case of a diagnosis or suspicion of botulism, patients should be hospitalized immediately, even if the diagnosis and/or tests are pending. Additionally if botulism is suspected, patients should be treated immediately with antitoxin therapy in order to reduce mortality. Immediate intubation is also highly recommended, as respiratory failure is the primary cause of death from botulism. In North America, an equine derived heptavalent botulinum antitoxin is used to treat all serotypes of non infant naturally occurring botulism. For infants less than one year of age, botulism immune globulin is used to treat type A or type B.
Емделу нәтижелері бір-үш ай аралығында өзгереді, бірақ жедел шаралар қабылданған жағдайда ботулизмнен болатын өлім көрсеткіші 5 пайыздан 8 пайызға дейін құрайды.
Outcomes vary between one and three months, but with prompt interventions, mortality from botulism ranges from less than 5 percent to 8 percent.
Егу
Бұрын ботулизмге (А және Е серотиптері) қарсы формалинмен өңделген токсоидты вакцина болған, бірақ 2011 жылы токсоидтық қорының тиімділігі төмендегендіктен қолданудан тоқтатылды. Ол бастапқыда жұқтыру қаупі жоғары адамдарға арналған еді. Қазір бірнеше жаңа вакцина әзірленуде.
There used to be a formalin treated toxoid vaccine against botulism (serotypes A E), but it was discontinued in 2011 due to declining potency in the toxoid stock. It was originally intended for people at risk of exposure. A few new vaccines are under development.