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[转载]Pantoea(泛菌属)——肠道内善恶兼备的神秘细菌

已有 1003 次阅读 2022-10-19 17:27 |系统分类:科普集锦|文章来源:转载

肠道内善恶兼备的神秘细菌.png

Pantoea(泛菌属):是肠杆菌科内一个高度多样化和多变的菌属,也是肠道内神秘的“善恶兼备” 的细菌。

▸直到最近,人们对Pantoea还是一个模棱两可的认知。用研究人员的话来说:

“这些物种既是植物,动物,人类的机会病原体,又能生产在除草剂,重金属螯合剂,抗生素等方面发挥着非常关键的作用。”

▸该菌无论命名还是功能都很有的“故事性”

它最初被命名为:

Bacillus agglomerans

后来被称为:

Enterobacter agglomerans

1989 年将所有归类为类似的物种创建了一个名为Pantoea属(泛菌属)

▸泛菌属物种在自然界中无处不在

已从污染物质、土壤、水、植物(作为附生植物或内生植物)、种子、水果(例如菠萝、橘子)以及人和动物的胃肠道、乳制品、血液和尿液等分离出来。

▸与皮肤、软组织、骨骼、关节感染有关

通常是在被污染的物体造成穿透性创伤,或摄入受污染的动植物后导致人类机会性感染尤其是当免疫系统受损时。

泛菌属有 20 多个物种,其中90%以上的感染与2个物种有关:

  • Pantoea agglomerans

  • Pantoea dispersa

▸成团泛菌(Pantoea agglomeransP. agglomerans)是一种罕见的机会性人类病原菌

植物材料的伤口感染或医院获得性感染引起,主要发生在免疫功能低下的个体中。 患者年龄从早产儿到老年人与复杂产科等人群。

P. agglomerans自发性菌血症还与胃食管反流病、活动性恶性肿瘤和终末期肾病患者有关。而另一方面P. agglomerans被用于生产“Andrimid”,一种新型的、有前途的乙酰辅酶A羧化酶抑制剂,一种强效的广谱抗生素

Pantoea dispersa参与机会性感染

同样,关于Pantoea dispersaP. dispersa)也一样,越来越多证据显示该菌参与机会性感染,特别是在受损的老年患者以及婴儿中。印度中部首次报告了涉及该物种的新生儿败血症病例。相继的, 2014 年,有报告病例P. dispersa引起菌血症,再次被认为是机会主义入侵者。

▸其它的还有Pantoea ananatis (P. ananatis菠萝多源菌)和Pantoea calida (P. calida

这些是机会主义的多重耐药菌微生物,通常会导致医院感染。尼泊尔的一份最新报告表明,上面两种菌可能是两个儿科病例的感染原因,尤其是在术后期间

Pantoea brenneri P. brenneri)和Pantoea dispersa (P. dispersa )最近被鉴定为人类临床样本中的一种新物种,也被报道对人类具有致病性

应该注意的是,根据报告只有大约 20% 的病例能够在培养中分离出泛菌属物种。虽然泛菌属菌血症可能是短暂的,但其引起的临床恶化不容忽视

▸早期诊断和正确使用抗生素可以预防潜在的并发症

值得注意的是,大多数报道的泛菌属(Pantoea感染对广谱抗生素敏感。除了偶尔的严重临床过程外,大多数关于Pantoea 物种可以通过适当的抗生素和支持性管理进行治疗。

目前全世界范围报告了越来越多的泛菌属导致的感染。而且在我们肠道菌群检测实践中也发现许多健康状况不良的人群,尤其幼儿和老年患者中检出高丰度的Pantoea,这也是本次调查和讨论该菌的原因之一。

1.png

<来源:谷禾健康数据库>

该例报告是一个4个月幼儿做完直肠和乙状结肠切除手术一个月后的菌群检测,菌群结果显示有害菌较高,其中包括Pantoea丰度高达20%显示超标,该检测结果在临床上有重要的用药管理价值。






泛菌属 Pantoea:
分类,物种多样性和系统发育


泛菌属是在 1989年 提出的,泛菌属以前包括在肠杆菌属中。肠杆菌属经历了重大的分类修订。

随着该属的划定,新泛菌属物种的鉴定在过去几年中大大扩展。 Pantoea 与 Tatumella 和Erwinia 密切相关,这三者形成一个单系群嵌套在其他肠杆菌属中,即埃希氏菌属、沙门氏菌属、柠檬酸杆菌属、肠杆菌属、克雷伯氏菌属。

这个单系群的基础谱系包含第二群,其中包含许多植物致病群,包括 Dickeya、Pectobacterium  Brenneria,以及内共生菌 Sodalis .

2.pngdoi.org/10.1093/femsre/fuv027

泛菌属有 20 个物种,由 13 个不同的 DNA 杂交组组成。 其中P. agglomeransP. dispersa是该属中最先发现的两个物种,这两个物种是与新生儿感染有关的最常见物种。

  • Pantoea agglomerans (成团泛菌)

  • Pantoea ananatis (菠萝多源菌)

  • Pantoea citrea (柠檬泛菌)

  • Pantoea dispersa (分散泛菌)

  • Pantoea punctata

  • Pantoea stewartii

  • Pantoea terrea

  • Pantoea deleyi

  • Pantoea anthophila

  • Pantoea brenneri

  • Pantoea allii

  • Pantoea cypripedii

  • Pantoea calida

  • Pantoea gavinae

  • Pantoea septica

  • Pantoea wallisii

  • Pantoea eucrina

  • Pantoea rodasii

  • Pantoea rwandensis

  • Pantoea vagans

下图 Pantoea 菌株的邻接系统发育,基于由部分 rpoB、gyrB、atpD 和 16S rRNA 基因组成的连接数据集。

3.png

doi.org/10.1093/femsre/fuv027

与每个代表性类型菌株相邻的符号表示该物种组内的菌株从临床环境(红色圆圈)、作为附生植物或病原体的植物宿主(绿色正方形)或从自然环境(紫色三角形)中分离出来。

仅来自植物:

P. deleyi、P. anthophila、P. allii、

P. cypripedii、P. wallisi、

P. rodasii 、P. rwandensis

仅来自临床:

P. conspicua、P. brenneri、

P. septica 、 P. eucrina

仅来自室外环境:

P. gavinae

从自然环境或加工产品中鉴定出 P. calida、P. dispersa  P. gavinae 的分离株。此前,已经提出了其他几个物种,包括 P. citrea、P. punctata  P. terrea;然而,这些后来使用多位点序列分析 (MLSA) 方法重新分类为 Tatumella 

菌株分型和群体遗传学研究对于流行病学目的和识别具有重要表型的菌株(如对植物或人类的毒力)是必要的。例如,重要的是确定P. agglomerans菌株感染人类或引起植物特定疾病的能力是否不同。已有研究使用荧光扩增片段长度多态性 (fAFLP) 或脉冲场凝胶电泳对成团泛菌菌株进行了区分。

使用d-酒石酸盐可以将P. agglomerans与其他Pantoea物种区分开来,而myo-肌醇和内消旋酒石酸盐仅用于P. agglomerans和密切相关Pantoea物种。

目前,泛菌属内仍然存在相当大的分类多样性,其中一些欧文氏菌的分离株仍未分组。仍有许多工作要做,用以澄清该属的系统发育分类。



遗传学和基因组学


泛菌属基因组的测序有助于人们探索分离株在不同环境中茁壮成长的遗传因素。几种泛菌属分离株的基因组,如P. agglomerans、P. stewartii、P. vagans、P. ananatis,揭示了从 4.5 到 6.3 MB 的基因组大小和 52-55% 的 G+C 含量。

尽管迄今为止还没有对泛菌属的广泛系统比较或进化基因组分析,但在更具体的分析中发现的一些常见基因组特征包括酰基高丝氨酸内酯和其他群体感应基因植物生长促进基因DNA 修复基因、致病因素以及 IV 型和 VI 型分泌系统

最近使用测序的泛菌属和欧文氏菌基因组对 VI 型分泌系统 (T6SS) 进行了比较基因组分析,结果表明一种 T6SS 变体在来自不同环境的泛菌属分离物中普遍存在。特别是一个基因座,T6SS-1 基因座,包含两个高度保守的核心区域,它们与包含hcp和vgrG的可变区域交替,这些区域编码分泌的效应蛋白。

hcp和vgrG岛包含在Pantoea菌株的保守区域,并在抗菌、真菌细胞壁降解和动植物发病机制中与已知作用的基因同源。然而,这些结构域在来自不同环境的分离物中的存在表明可能存在遗传多样性和适应性的先天能力,这种适应性也反映在泛菌属的质粒中。这也是该物种在自然界中广泛存在的原因。

对至少 20 个分离株的比较基因组研究导致鉴定了大泛菌属质粒家族 (LPP-1),其范围从 280 到 789 kb,发现分布在代表 7 个不同物种的 20 个泛菌属分离株中,包括:

P. agglomerans, P. vagans, P. eucalyptii,

P. anthophila, P.stewartii, P . ananatis,

P. cypripedii

质粒编码位点与各种糖、碳水化合物、氨基酸和有机酸的代谢和运输,以及铁和氮的同化、抗生素和重金属抗性、宿主定植、发病机制和抗菌作用有关。这说明了该质粒家族的可塑性,这可能有助于不同物种群的成员之间保持能力多样性。

基因组比较虽然主要限于一小群分离株,但已经对赋予关键生存和宿主关联能力的毒力、抗性和代谢决定因素的性质产生了重要的见解。额外基因组的可用性将使更大的比较基因组分析成为可能,从而可以确定导致物种水平多样化的特定进化过程。此类研究还将允许评估个体泛菌属的致病潜力鉴于目前使用一些分离物作为生物防治、生物修复和治疗剂。



致命的病原体、无害的共生动物
还是多才多艺的机会主义者?


泛菌属物种在自然界中无处不在。已从污染物质、土壤、水、植物(作为附生植物或内生植物)、种子、水果(例如菠萝、橘子)以及人和动物的胃肠道、乳制品、血液和尿液等分离出来。

已从各种土壤和水环境中分离出泛菌属的分离株,并与不同的宿主相关联:

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Alyssa M. W. et al,EMS Microbiology Reviews,2015

泛菌属( Pantoea )是肠杆菌科中一组呈黄色、杆状的革兰氏阴性菌。它们是兼性厌氧菌氧化酶阴性。非包膜、非孢子形成的活动杆菌,具有周毛鞭毛,在营养琼脂中形成光滑、半透明和凸面的菌落。

Pantoea 可以利用 D-木糖、D-核糖、麦芽糖、D-半乳糖、D-甘露糖、D-果糖、海藻糖和 D-甘露醇作为能量代谢的碳源。

革兰氏染色上的成团泛菌(一种革兰氏阴性杆菌)

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来源:doi.org/10.1155/2020/7890305

第一批的一些成员被认为是植物病原体,导致多种农业相关植物出现瘿、萎蔫、软腐和坏死,但从那时起,泛菌属菌株经常从许多水生和陆地环境中分离出来,以及与昆虫、动物和人类。

▸ 泛菌属会感染人类吗?可能带来什么样的后果?

人类通过摄入受感染的植物或刺突而接触。它也可能导致人类机会性感染,尤其是当免疫系统受损时,可能导致伤口、血液、肠道和尿路感染。

据报道,这种革兰氏阴性杆菌会导致新生儿 ICU 中的机会性血流感染Pantoea 可作为社区获得性感染(包括职业接触)或医院获得性感染引起人类感染。

临床案例中报告了广泛的疾病已被归咎于泛菌属,包括脓毒性关节炎、骨髓炎、菌血症和败血症以及腹膜炎等,尽管其中大多数疾病的直接原因尚未得到证实。然而,几次新生儿暴发导致多起因败血症性休克和呼吸衰竭而死亡

它们还可能引起过敏和过敏性肺炎。在儿童,尤其是新生儿中,感染好发于呼吸道,导致呼吸衰竭导致高死亡率。

脓毒性关节炎滑膜炎外源性成团 P. agglomerans感染的常见临床结果。

▸ 可能感染哪些部位和器官?

各种部位和器官都会受到泛菌的影响,导致:

伤口感染、滑膜炎、脓毒性关节炎、骨髓炎、血流感染、腹膜炎、胆石症、眼内炎、心内膜炎、泪囊炎、尿路感染、脑膜炎、脑脓肿、呼吸道感染。

值得注意的是,已从免疫功能正常和免疫功能低下的患者中鉴定出泛菌菌株,患者年龄从早产儿到老年人不等。P. septica、P. calida、P. dispersa、P. ananatis、P. agglomerans、P. eucalyptii菌株已常规从人体伤口、骨折、血液和其他液体、皮肤和表面拭子、粪便、囊肿和脓肿中分离出来,以及来自尿道、气管和口咽部的拭子。

▸ 泛菌属临床分离株实际上可能属于其他属/种

一些工作表明,这些和许多其他已被标记为泛菌属菌株的临床分离株实际上是被错误识别的。一项研究表明,临床和动物分离株报告为泛菌属的成员(最常见的是P.agglomerans)实际上属于其他泛菌属物种组,甚至其他属,如肠杆菌属。在临床分离株被证实为泛菌属的情况下,它们属于多个物种群,包括P. septica、P. calida、P. brenneri、P. eucalyptii、P.agglomerans.

为了试图了解泛菌属分离株的致病潜力,以及是否有证据表明谱系间宿主关联和/或宿主特化的演变,已经使用经过验证的临床和环境泛菌属分离株的集合进行了几项 MLSA 研究,以评估哪些临床和环境分离物聚集在一起。

▸ 临床分离株 & 环境分离株

临床和环境分离株的独立系统发育聚类(分为致病组和非致病组)被认为强烈支持谱系特异性宿主适应,正如其他肠道菌如大肠杆菌所见。在对泛菌进行的所有系统发育研究中,许多物种群的环境和临床分离株,包括P.agglomerans、P. ananatis、P. eucalyptii不会在每个物种群内形成独特的集群,而是混合在一起。

这种系统发育结构通常表明分离株具有未知的宿主关联能力,临床分离株可能具有定殖植物宿主的潜力,环境分离株可能具有定殖人类宿主潜力。

此外,P. agglomerans的分裂分解分析揭示了分离株之间的实质性重组,展示了在具有不同能力的个体分离株之间转移遗传决定因素的能力

▸ 对植物和临床泛菌属分离株的毒力潜力评估

还使用功能宿主测定法对植物和临床泛菌属分离株的毒力潜力进行了评估。一项研究使用玉米、洋葱和果蝇的定量生长试验检测了来自环境和临床来源的多种泛菌的毒力潜力,结果表明临床分离株能够在两种植物宿主中生长,与环境分离株相当。临床分离株没有明显的生长或宿主定植模式,并且无法通过系统发育或分离来源预测宿主生长。

一项单独的研究评估了五种临床和五种植物相关的P. agglomerans在大豆和含胚鸡蛋中的菌株定量。临床菌株和植物菌株都能够在大豆植物上附生建立,并且在胚蛋中临床菌株和植物分离株之间的毒力没有差异,这表明所有P. agglomerans分离株可能具有相同的毒力潜力

这两项研究表明,泛菌属分离株的宿主定植能力仍然不可预测,大多数分离株的植物或动物宿主范围/宿主关联能力未知。值得注意的是,Pantoea还被发现菌株与陆生和水生动物有关,包括鸟类、鱼类、无脊椎动物、熊和反刍动物,这可能暗示了涉及动物宿主的生活史



流行病学


在 1994 年 1 月 1 日至 2005 年 6 月 1 日期间在荷兰对 6,383 名患者进行的一项研究中,125 名患者 (2%) 报告了泛菌属定植,但没有聚集。

常见的定植部位包括气管、泌尿道和肠道。另一个病例系列指出,在 2005 年 1 月至 2006 年 12 月期间,科威特在 2005 年 1 月至 2006 年 12 月期间, 入住两个不同ICU 的 1,665 名新生儿中,有 5 名因泛菌属菌株导致院内血流感染

在来自土耳其的一项单中心研究中,该研究评估了泛菌属的临床和微生物学特征从 2000 年到 2015 年,在儿科患者中,新生儿感染占 34.7%(23 个泛菌属分离株中有 8 个) 。

此外,临床医生更加关注从患者体内分离出的P .dispersa,目前,由它引起的人类感染临床报道的病例逐渐增多。

2003年报道一例71岁德国女性急性髓细胞白血病、多发性骨髓瘤并发呼吸道感染病例。该患者支气管肺泡灌洗液培养出P. dispersa

2006年报道一例,两名成年患者出现关节感染,关节液培养显示P. dispersa生长。

2013年报道一例P. dispersa从 2 名患有早发性败血症的印度新生儿中发现。

2014年,日本报道一例中线相关性血流感染是由P. dispersa 引起的。

2019年报道一例从一名急性胆管炎患者身上分离出P. dispersa的病例。在这项研究中,它是第一个从中国肝细胞癌患者身上发现的P. dispersa

谷禾菌群检测案例:一例发育迟缓儿童的菌群检测中发现,其肠道菌群构成中泛菌属病理性滋生。

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详见:真实案例 | 儿童发育迟缓肠道菌群检测的应用

目前从我们的检测实践中发现,在部分幼儿中老年人的肠道菌群中发现泛菌属的高丰度水平,而且有的高丰度伴有菌群紊乱的迹象,希望有更深入临床研究关注人群肠道中泛菌属的健康特性。



风险因素,感染原因,潜在症状


儿 童

早产和相关的未成熟免疫系统导致相对免疫功能低下状态是新生儿泛菌属引起的医院获得性感染的主要危险因素。

截至 2020 年 7 月,在英国文献中报告的所有新生儿泛菌感染中,75%(40 人中的 30 人)发生在早产儿。这些婴儿中的大多数至少有一种合并症。迄今为止,文献中确定的合并症包括:

  • 早产

  • 呼吸窘迫综合征

  • 动脉导管未闭

  • 坏死性小肠结肠炎

  • 先天性心脏病

  • 宫内生长受限

  • 围产期窒息

  • 胎膜延长

  • 绒毛膜羊膜炎

新生儿重症监护病房感染风险因素

新生儿重症监护病房中泛菌相关血流感染的暴发与肠外营养、静脉输液、婴儿配方奶粉、血液制品和麻醉剂的污染有关。追踪在新生儿重症监护病房中没有聚集的感染的起源是具有挑战性的。这些被定义为“散发”感染。尚无关于泛菌属垂直传播的确凿证据的记录。

儿童感染部位

在新生儿中,血液脓液是最常见的分离泛菌属的样本。泛菌属菌血症的常见来源包括中心静脉导管和呼吸道。泛菌属菌血症的其他原因包括尿路感染、腹膜炎和皮肤感染

在一项 6 年以上在儿童医院就诊的患者从正常无菌部位培养的 53 例成团泛菌感染的儿科病例。分离物包括来自血流的 23 个、来自脓肿的 14 个、来自关节/骨骼的 10 个、来自泌尿道的 4 个、来自腹膜胸部的各 1 个。P. agglomerans 与植物材料的穿透性创伤和导管相关菌血症最相关。

在 2000 年至 2015 年在土耳其一家三级保健儿科医院进行的一项单中心回顾性研究中,从总共 15 个分离株中抽吸,最常见的Pantoea标本包括脓液(6 个标本,42.8%)、尿液(3 个标本,21.4%)、气管(3个样本,21.4%)和血液(3个样本,21.4%)。


成 人

感染进展:皮肤感染->深入骨骼->腹膜炎和脓毒症

皮肤感染作为伤口重复感染发生,或者当皮肤发生穿透性创伤导致慢性炎症反应时,有害物可能进入皮肤。感染可能深入骨骼导致化脓性关节炎、脊椎间盘炎或胫骨骨炎,并可能进展为腹膜炎和脓毒症。

风险因素:植物材料伤口感染

P. agglomerans 的伤口感染通常是在用植物刺、木片或其他植物材料刺穿或撕裂皮肤,随后接种植物驻留细菌,主要是在从事农业和园艺工作或儿童玩耍时。在许多感染病例中,由于大多数菌血症感染具有多种微生物性质,因此很难辨别出这种细菌。

风险因素:接触被细菌污染的医疗设备或液体

除了导致上述结果的植物材料伤口感染外,接触被细菌污染的医疗设备或液体特别是在免疫受损个体中,是导致菌血症爆发的主要感染原因

工厂污染的带有静脉输液瓶的螺旋盖是 1970 年至 1971 年在美国婴儿和儿童流行的一个已证明的例子。在一项研究中,已发现该生物体作为粉状婴儿温和配方传播的机会性病原体的潜在候选者

此外,成团泛菌菌血症与静脉输液污染、全胃肠外营养、麻醉剂和血液制品有关。在巴西的一家医院中,发现用于静脉水合的 0.9% NaCl 溶液连接的转移管是医院内 P.agglomerans 暴发的源头。

在成人中,医院获得性P. agglomerans感染已确定污染源的例子包括接受血液透析或血浆置换术的患者,这是由抗凝剂柠檬酸葡萄糖 46% 溶液的污染引起的输血后的败血症。

泛菌属还可以通过职业接触有机粉尘而发生。Pantoea agglomerans以大量定植棉花和棉花植物而闻名,它与棉花热有关,棉花热是一种在静脉内吸毒者中常见的良性发热综合征。

自发性或散发性菌血症:与胃食管反流病和抗酸剂有关,可能通过摄入蔬菜或水果引入

尽管血流感染通常与受污染的血管内产品和医疗设备相关,从而导致爆发,但P. agglomerans也可引起自发性或散发性菌血症。自发性菌血症与胃食管反流病 (GERD) 和服用抗酸剂密切相关。由于泛菌属物种普遍存在于植物上,因此有可能通过摄入蔬菜或水果引入,在胃食管黏膜病变(如 GERD)和/或没有保护性的情况下,导致疾病发生。




症状表现和判别管理


症状

Pantoea引起的感染的临床结果包括感染骨骼、关节、滑膜引起化脓性关节炎、骨髓炎或滑膜炎,包括但不限于心内膜炎、眼内炎和皮肤感染。

新生儿泛菌感染最常见的表现是迟发性败血症。 除Habsah 等人报告的受污染的肠外营养导致新生儿重症监护室爆发之外,2005 年迄今仅有 2 例早发性脓毒症在新生儿人群中被报道,与绒毛膜羊膜炎和胎膜延长破裂有关。

患有泛菌属菌血症的新生儿最常出现肺部症状。迄今为止,文献中报道的泛菌感染的系统性临床特征包括在下表中。

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Pantoea是新生儿重症监护室遇到的一种相对罕见但具有潜在危险的医院获得性感染,尤其是在有合并症的早产儿中。

▸ P. agglomerans 和 P. dispersa 是新生儿最常见的致病菌种

定植往往发生在呼吸道、泌尿生殖道和胃肠道易位到血液中会产生侵袭性感染。对常规一线抗生素的敏感性因多药耐药率高而变化。

▸ P. dispersa具有引起不同系统感染的能力

例如呼吸系统、关节系统、血液系统和消化系统。患者通常会出现由相应感染病变引起的高烧等症状。此外,已知P .dispersa不仅会在免疫功能低下的患者中引起感染,还会在免疫功能正常的患者中引起感染

▸ 自发性菌血症还与潜在疾病有关

自发性菌血症还与恶性肿瘤、糖尿病、慢性病毒性肝炎、脑血管意外、充血性心力衰竭、自身免疫或结缔组织疾病、慢性肺阻塞性疾病和终末期肾病等潜在疾病有关。

注:细菌内毒素导致细胞因子的产生,是感染的罪魁祸首。菌血症的体征和症状包括但不限于非特异性病理生理反应,例如胃肠道症状、发热、白细胞计数变化、贫血、血小板减少、弥散性血管内凝血、低血压和休克。

其他记录在案的儿科患者发生医源性暴发的例子包括但不限于由肠外营养液引起的呼吸衰竭败血症和用于静脉补液的受污染转移管引起的具有胃肠道症状的败血症


判别

▸泛菌属的血培养和分离是诊断血流感染的金标准

通过分子诊断测试,如基质相关激光解吸/电离飞行时间质谱 (MALDI-TOF MS)、16s RNA 基因测序、多位点序列分析 (MLSA),可以实现快速的物种水平鉴定和抗生素敏感性。

Pantoea感染是新生儿重症监护病房中相对罕见但具有潜在危险的机会性病原体,特别是在早产儿中,因此准确的物种水平鉴定和适当的定向治疗至关重要。

▸注意比较Pantoea菌的植物来源和临床菌株

使用多位点系统发育分析和荧光扩增片段长度多态性指纹识别来寻找区分基因型/表型标记。研究发现,大量来自培养物保藏中心的临床分离株在序列分析后被错误地命名为P. agglomerans

在日常工作中,用常规方法难以准确识别Pantoea。采用传统方法,Pantoea的培养特性与肠杆菌科相似。菌落是兼性厌氧的。

▸通过部分16SrRNA或宏基因组测序鉴定Pantoea是一种有用的诊断工具

这些方法具有比传统表型方法更高的性能特征。16S rRNA 基因在细菌中普遍存在,这主要是由于它在细菌中的保守性,并且由于大约 1500 个碱基对 (bp) 基因座提供的系统发育信号。此外,16S rRNA 基因序列不限于一组已知细菌,新分离物可以与一组相关细菌建立连接。


抗生素耐药性

成团泛菌已表现出对多种抗生素的耐药性,包括早代青霉素、早代头孢菌素、广谱头孢菌素和抗假单胞菌青霉素、氟喹诺酮类、氨基糖苷类、TMP-SMX和四环素。

关于有效的抗菌治疗,在成人患者自发性菌血症的队列研究中研究了抗菌药物敏感性

100%的分离株对头孢噻肟、头孢他啶、哌拉西林-他唑巴坦、亚胺培南、环丙沙星、庆大霉素和阿米卡星敏感。61%对头孢唑林敏感,56%对氨苄青霉素敏感,33%对磷霉素敏感。

菌血症患者接受有效经验性抗生素治疗的临床治疗成功率高达100%

据报道,使用多粘菌素 B 固定化纤维柱直接血液灌流 (PMH-DHP) 疗法从革兰氏阴性菌中去除脂多糖以及抗生素,可成功治疗由P. agglomerans感染引起的肺小细胞癌患者的败血症。

在包括儿科和新生儿在内的病例系列中,所有成团聚球菌分离株均显示出对阿米卡星、庆大霉素、美罗培南和甲氧苄啶-磺胺甲恶唑的抗菌敏感性,92.5% 的分离株对广谱头孢菌素和半合成青霉素敏感,62.3% 对超广谱头孢菌素,只有47.2%为氨苄青霉素。

众所周知,广谱抗生素的使用会增加医院环境中定植的风险,并增加出现抗生素耐药性的风险。胃肠道定植和后来的易位可能成为该生物体的储存库。


治疗

管理新生儿泛菌属血流感染的成功取决于及时识别和早期给予适当的抗生素治疗以及常规支持性护理。由于大多数报道的泛菌属。新生儿血流感染与中心静脉导管有关,应注意识别这种关联。

▸ 抗菌药物选择

根据临床案例治疗和研究报告建议新生儿科医生在选择抗菌药物治疗时应注意感染部位、婴儿胎龄及其合并症。对于发生感染而无中心静脉导管或其他合并症的足月或晚期早产儿,氨基糖苷类药物(庆大霉素或阿米卡星)联合氨苄青霉素是合适的一线治疗方法。

根据文献调查,这种微生物是导致极早产儿合并症(呼吸机依赖型支气管肺发育不良和中心静脉导管)迟发性败血症的病原体,有临床研究推荐碳青霉烯类作为肺炎或菌血症的一线治疗。对于局限于泌尿生殖道的单纯性感染氨基糖苷类药物可作为一线治疗。

▸ 替代疗法

对于对碳青霉烯类耐药的泛菌属菌株,甲氧苄氨嘧啶/磺胺甲恶唑是一个不错的选择。新生儿的这种药物需要在整个治疗过程中定期监测血清胆红素水平和肝酶。




生物技术中的 Pantoea


许多泛菌菌株显示出惊人的环境多功能性和适应性,并具有多种生物合成和生物降解能力,可用于农业、环境和临床环境中的潜在有用应用。


益 处

Pantoea agglomerans 是一种植物来源的 γ‐变形菌纲的菌,具有许多有益的特性,可用于预防和/或治疗人类和动物疾病、对抗植物病原体、促进植物生长和环境的生物修复。它生产多种抗生素(herbicolin、pantocins、microcin、agglomerins、andrimid 等),可用于对抗植物、动物和人类病原体或用于食品保存。

▸ 来自成团泛菌的 IP-PA1:愈合、镇痛、防止感染、过敏、癌症等

日本研究人员已经证明,由他们分离并描述为“来自成团泛菌的免疫增强剂1(IP-PA1)”的P. agglomerans 的低分子量脂多糖具有极广谱的愈合特性,主要是由于它能够通过巨噬细胞活化维持体内平衡。

最近,由P. agglomerans IG1 产生的免疫增强剂 IP-PA1 被证明可以增强小鼠和鸡的免疫相关功能,以对抗细菌和寄生虫感染,并增强免疫抑制的恢复。将 IP-PA1 施用于患有 B16 黑色素瘤(一种皮肤癌)的小鼠,存活期显着延长

IP-PA1被证明可有效预防和治疗广泛的人类和动物疾病,如肿瘤、高脂血症、糖尿病、溃疡、各种传染病、特应性过敏和压力引起的免疫抑制;它还显示出很强的镇痛作用。重要的是,大多数这些效果可以通过安全口服 IP-PA1 来实现。

IP-PA1 也被研究用于巨噬细胞活化,以防止感染、过敏和癌症,以及逆转化疗引起的免疫抑制,这反映了Pantoea-衍生天然产物作为治疗剂

 P.agglomerans——替代化学肥料的环保生物接种剂的理想候选者

据记载,Pantoea 菌株对土壤和水的各种化学污染物(包括石油烃和有毒金属)具有生物降解活性P. agglomerans 通过生物膜的形成防止有害工业污染物渗透到土壤的更深处,并具有从废物中产生氢气的能力。因此,这种细菌似乎是一种有价值的生物修复剂,在某些情况下,它可以作为一种廉价的能源形式获得。

▸ P. ananatis 应用于食品冷冻,控制害虫,改良水稻

P. ananatis 的细胞外冰成核剂已经过测试并应用于食品的冷冻以获得所需的质地,以及食品的冷冻干燥。

P. ananatis 的冰成核菌株也显着降低桑葚幼虫的耐寒性,因此这些菌株具有作为害虫生物控制剂的潜力。

此外,瑞士研究人员对水稻进行基因改造以生产“黄米”的成就归功于P. ananatis。在这种情况下,来自P. ananatis(一种被鉴定为Erwinia uredovora的菌株)的八氢番茄红素去饱和酶被用于将 β-胡萝卜素生物合成途径引入水稻。

▸ 泛菌属——开发成生物防治产品,生物修复

一些泛菌属分离株产生抗微生物剂,并已开发成商业生物防治产品。例如 BlightBan C9-1 帮助控制苹果和梨树的火疫病,而其他具有生物修复潜力,能够在不产生有毒副产品的情况下降解除草剂

Pantoea通过分解有毒物质来增强昆虫的适应性,甚至在限氮条件下促进植物根系的固氮。此外,这种细菌群在不同环境中竞争和生存的能力使其许多成员对生物防治和生物修复都特别有吸引力。

Pantoea具有独特的生物降解能力,包括降解除草剂和其他有毒化合物的代谢途径,为有用产品的开发和商业化提供了机会。



结 语


Pantoea 是肠杆菌科中一个高度多样化的群体,其成员分布在水生和陆地环境中,并与植物、昆虫、人类和动物有关。

Pantoea 目前被认为在临床环境中存在问题,然而,围绕单个菌株的宿主关联和致病能力仍然存在很多不确定性

鉴于没有已知的病原体生物标志物可用,而且仍然需要确定那些能够实现特定生态位定殖的遗传决定因素,包括可能决定宿主定殖能力和宿主特异性的任何因素。确定这些遗传因素的性质仍然是一个有前途的研究方向,无疑将有助于揭示这种多用途、广泛利基细菌群的全部能力。

此外,一些分离株已被用作免疫增强剂IP-PA1被证明可有效预防和治疗广泛的人类和动物疾病,用于开发治疗黑色素瘤、感染、过敏和逆转免疫抑制的支持药物。

因此,无论是环境还是临床都应保持对泛菌属的高度敏感和关注,有效的检测技术将帮助我们拓宽认知,推进对该菌内不同菌种与宿主的致病或共生关联以及感染生态位的确定。此外,不应拒绝对使用这些生物及其相关产品,但是应该注意在使用泛菌生物制剂时提供安全预防措施


主要参考文献:

Dutkiewicz J, Mackiewicz B, Lemieszek MK, Golec M, Skórska C, Góra-Florek A, Milanowski J. Pantoea agglomerans: a mysterious bacterium of evil and good. Part II--Deleterious effects: Dust-borne endotoxins and allergens--focus on grain dust, other agricultural dusts and wood dust. Ann Agric Environ Med. 2016;23(1):6-29. doi: 10.5604/12321966.1196848. PMID: 27007514.

Dutkiewicz J, Mackiewicz B, Lemieszek MK, Golec M, Milanowski J. Pantoea agglomerans: a mysterious bacterium of evil and good. Part IV. Beneficial effects. Ann Agric Environ Med. 2016 Jun 2;23(2):206-22. doi: 10.5604/12321966.1203879. PMID: 27294621.

Dutkiewicz J, Mackiewicz B, Kinga Lemieszek M, Golec M, Milanowski J. Pantoea agglomerans: a mysterious bacterium of evil and good. Part III. Deleterious effects: infections of humans, animals and plants. Ann Agric Environ Med. 2016 Jun 2;23(2):197-205. doi: 10.5604/12321966.1203878. PMID: 27294620.

Cruz AT, Cazacu AC, Allen CH. Pantoea agglomerans, a plant pathogen causing human disease. J Clin Microbiol. 2007 Jun;45(6):1989-92. doi: 10.1128/JCM.00632-07. Epub 2007 Apr 18. PMID: 17442803; PMCID: PMC1933083.

Dutkiewicz J, Mackiewicz B, Lemieszek MK, Golec M, Skórska C, Góra-Florek A, Milanowski J. Pantoea agglomerans: a mysterious bacterium of evil and good. Part II--Deleterious effects: Dust-borne endotoxins and allergens--focus on grain dust, other agricultural dusts and wood dust. Ann Agric Environ Med. 2016;23(1):6-29. doi: 10.5604/12321966.1196848. PMID: 27007514.

Dutkiewicz J, Mackiewicz B, Lemieszek MK, Golec M, Milanowski J. Pantoea agglomerans: a mysterious bacterium of evil and good. Part IV. Beneficial effects. Ann Agric Environ Med. 2016 Jun 2;23(2):206-22. doi: 10.5604/12321966.1203879. PMID: 27294621.

Dutkiewicz J, Mackiewicz B, Kinga Lemieszek M, Golec M, Milanowski J. Pantoea agglomerans: a mysterious bacterium of evil and good. Part III. Deleterious effects: infections of humans, animals and plants. Ann Agric Environ Med. 2016 Jun 2;23(2):197-205. doi: 10.5604/12321966.1203878. PMID: 27294620.

Cruz AT, Cazacu AC, Allen CH. Pantoea agglomerans, a plant pathogen causing human disease. J Clin Microbiol. 2007 Jun;45(6):1989-92. doi: 10.1128/JCM.00632-07. Epub 2007 Apr 18. PMID: 17442803; PMCID: PMC1933083.

Mani S, Nair J. Pantoea Infections in the Neonatal Intensive Care Unit. Cureus. 2021 Feb 3;13(2):e13103. doi: 10.7759/cureus.13103. PMID: 33643749; PMCID: PMC7886163.

M, Golec M, Milanowski J. Pantoea agglomerans: a mysterious bacterium of evil and good. Part III. Deleterious effects: infections of humans, animals and plants. Ann Agric Environ Med. 2016 Jun 2;23(2):197-205. doi: 10.5604/12321966.1203878. PMID: 27294620.

Cruz AT, Cazacu AC, Allen CH. Pantoea agglomerans, a plant pathogen causing human disease. J Clin Microbiol. 2007 Jun;45(6):1989-92. doi: 10.1128/JCM.00632-07. Epub 2007 Apr 18. PMID: 17442803; PMCID: PMC1933083.

Coutinho TA, Venter SN. Pantoea ananatis: an unconventional plant pathogen. Mol Plant Pathol. 2009 May;10(3):325-35. doi: 10.1111/j.1364-3703.2009.00542.x. PMID: 19400836; PMCID: PMC6640510.

Walterson AM, Stavrinides J. Pantoea: insights into a highly versatile and diverse genus within the Enterobacteriaceae. FEMS Microbiol Rev. 2015 Nov;39(6):968-84. doi: 10.1093/femsre/fuv027. Epub 2015 Jun 24. PMID: 26109597.

Brady C, Cleenwerck I, Venter S, Vancanneyt M, Swings J, Coutinho T. Phylogeny and identification of Pantoea species associated with plants, humans and the natural environment based on multilocus sequence analysis (MLSA). Syst Appl Microbiol. 2008 Dec;31(6-8):447-60. doi: 10.1016/j.syapm.2008.09.004. Epub 2008 Nov 12. PMID: 19008066.

Tsubouchi H, Matsumoto N, Yanagi S, Arimura Y, Nakazato M. Successful treatment of sepsis due to Pantoea agglomerans by polymyxin B-immobilized fiber column direct hemoperfusion therapy in a small cell lung carcinoma patient. Respir Med Case Rep. 2016 Oct 6;19:155-158. doi: 10.1016/j.rmcr.2016.10.004. PMID: 27752466; PMCID: PMC5061076.

Luziatelli F, Ficca AG, Bonini P, Muleo R, Gatti L, Meneghini M, Tronati M, Melini F, Ruzzi M. A Genetic and Metabolomic Perspective on the Production of Indole-3-Acetic Acid by Pantoea agglomerans and Use of Their Metabolites as Biostimulants in Plant Nurseries. Front Microbiol. 2020 Jul 14;11:1475. doi: 10.3389/fmicb.2020.01475. PMID: 32765438; PMCID: PMC7381177.


本文转自:谷禾健康



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