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什么是鏈球菌
編輯鏈球菌是一種革蘭氏陽性球菌屬(復數球菌)或球形細菌,屬于鏈球菌科,屬于乳桿菌目(乳酸菌),屬于芽孢桿菌門。鏈球菌的細胞分裂沿單軸進行,因此隨著它們的生長,它們往往會形成可能出現彎曲或扭曲的成對或鏈。這與葡萄球菌不同,葡萄球菌沿多個軸分裂,從而產生不規則的葡萄狀細胞簇。大多數鏈球菌是氧化酶陰性的和過氧化氫酶陰性,并且許多是兼性厭氧菌(能夠在需氧和厭氧條件下生長)。
發病機制和分類
編輯除了鏈球菌性咽炎(鏈球菌性咽喉炎)外,某些鏈球菌屬導致許多紅眼病、腦膜炎、細菌性肺炎、心內膜炎、丹毒和壞死性筋膜炎(“食肉”細菌感染)。然而,許多鏈球菌不是致病性的,它們是口腔、皮膚、腸道和上呼吸道共生人類微生物群的一部分。鏈球菌也是生產Emmentaler(“瑞士”)奶酪的必要成分。
鏈球菌的種類根據其溶血特性進行分類。α-溶血性物種導致紅細胞內血紅蛋白分子中的鐵氧化,使其在血瓊脂上呈綠色。β-溶血性物種導致紅細胞完全破裂。在血瓊脂上,這表現為細菌菌落周圍沒有血細胞的廣闊區域。γ-溶血物種不會引起溶血。
β-溶血性鏈球菌通過Lancefield分組進一步分類,血清型分類(即描述細菌細胞壁上存在的特定碳水化合物)。描述的21種血清型被命名為Lancefield組A至W(不包括I和J)。這個分類系統是由洛克菲勒大學的科學家麗貝卡·蘭斯菲爾德(RebeccaLancefield)開發的。
在醫療環境中,最重要的組是α-溶血性鏈球菌肺炎鏈球菌和草綠色鏈球菌組,以及LancefieldA組和B組的β-溶血性鏈球菌(也稱為“A組鏈球菌”和“B組鏈球菌”)。
分子分類學和系統發育學
編輯鏈球菌已根據其16SrDNA序列分為六組:心絞痛鏈球菌、溶膽鏈球菌、緩癥鏈球菌、變形鏈球菌、化膿鏈球菌和唾液鏈球菌。16S組已通過全基因組測序得到證實(見圖)。重要的病原體肺炎鏈球菌和化膿鏈球菌分別屬于S.mitis和S.pyogenes組,而齲齒的病原體變形鏈球菌是鏈球菌組的基礎。
基于系統發育樹和鏈球菌群特別共享的保守特征插入缺失(CSI)的鏈球菌亞支分類概念圖。顯示了為每組確定的CSI數量。
最近的技術進步導致鏈球菌物種可用基因組序列的增加,允許進行更穩健和可靠的系統發育和比較基因組分析。2018年,Patel和Gupta通過分析基于四個不同蛋白質數據集構建的綜合系統發育樹和鑒定134個高度特異性的分子特征(以保守特征的形式),重新審視了鏈球菌內部的進化關系indels)由整個屬或其不同的子分支獨家共享。
結果顯示,鏈球菌內最高水平存在兩個主要進化枝,稱為“Mitis-Suis”和“Pygogenes-Equinus-Mutans”進化枝。“Mitis-Suis”主要進化枝包括Suis亞進化枝和Mitis進化枝,后者包括Angiosus、Pneumoniae、Gordonii和Parasanguinis亞進化枝。第二個主要進化枝,“Pygogenes-Equinus-Mutans”,包括Pyogenes、Mutans、Salivarius、Equinus、Sobrinus、Halotolerans、Porci、Entericus和Orisratti亞進化枝。總共在鏈球菌屬中鑒定了14個不同的亞群,每個亞群都得到系統發育樹中可靠的分支模式和多個保守的特征插入缺失的支持。在不同的蛋白質中,這些蛋白質是這14個進化枝成員的獨特特征。
噬菌體
編輯已經描述了許多鏈球菌屬的噬菌體。已在肺炎鏈球菌中描述了18種前噬菌體,其大小范圍為38到41kb,每個編碼42到66個基因。最早發現的一些鏈球菌噬菌體是Dp-1和ω1(別名ω-1)。1981年發現了Cp(Complutensephage1,正式為鏈球菌病毒Cp1,Picovirinae)家族,其中Cp-1作為其xxx個成員。Dp-1和Cp-1感染兩者肺炎鏈球菌和緩癥鏈球菌。然而,尚未系統地研究大多數鏈球菌噬菌體的宿主范圍。
自然遺傳轉化
編輯自然遺傳轉化涉及通過周圍介質將DNA從一種細菌轉移到另一種細菌。轉化是一個復雜的過程,依賴于眾多基因的表達。為了能夠轉化,細菌必須進入一種稱為能力的特殊生理狀態。肺炎鏈球菌、緩癥鏈球菌和口腔鏈球菌可以變得有能力,因此通過掠奪性自相殘殺機制積極獲取同源DNA進行轉化這種自相殘殺機制主要利用存在于同一生態位中的無能力兄弟姐妹在高度勝任的肺炎鏈球菌分離物中,Li等人。表明鼻腔定植適應性和毒力(肺感染性)取決于完整的能力系統。能力可能允許鏈球菌病原體使用外部同源DNA重組修復由宿主氧化攻擊引起的DNA損傷。
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