该变形菌是细菌门较大,复杂多样的原核生物中。它包括约384属和1300种革兰氏阴性细菌,其细胞壁主要由脂多糖组成。
在人类中,除了肠和粪便之外,皮肤,口腔,舌头和阴道上还存在蛋白细菌。变形杆菌是人类肠道菌群中最丰富的菌群之一。
大肠杆菌群(丙种细菌)。美国农业部,美国退休人员协会和欧洲货币联盟的克里斯托弗·普尔利(Christopher Pooley)分别对数字彩色化进行了摄影。,通过Wikimedia Commons
与其他细菌(拟杆菌和硬毛菌)相比,该门细菌的正常比例增加与肠道和肠道外疾病有关,主要与炎性表型有关。
变形杆菌包括多种病原体,例如属于Alphaproteobacteria类的Brucella和Rickettsia属,来自Betaproteobacteria类的Bordetella和Neisseria,来自Gammaproteobacteria类的Escherichia,Shigella,沙门氏菌和耶尔森氏菌,最后是来自Epsilon变形杆菌属。
除病原体外,门菌还包括互生物种,例如专性昆虫共生菌,包括布氏杆菌属,Bl属,汉密尔顿菌属,里氏菌属,苏达利斯属和维格氏菌属。
最近的研究得出结论,在大多数情况下,共生蛋白细菌是从寄生祖先进化而来的,这与细菌共生者经常从病原体进化出来的范式是一致的。
特点
该门的细菌在形态,生理和生态上是多样的。它的名字来源于古希腊海神Proteus,他有能力采取多种不同的形式,这暗示了该分类单元中所收集细菌的多样性。
细胞可以是杆菌或球菌的形式,有或没有前鞭毛,有无鞭毛,只有一些物种可以形成子实体。它们可以是营养营养型,异养营养型和化学营养营养型的。
亚飞人
根据对16S rRNA基因的系统发育分析,门氏杆菌属细菌分为6类:α变形杆菌,β变形杆菌,γ变形杆菌,δ变形杆菌,Epsilon变形杆菌和Zeta变形细菌。
除γ-变形杆菌与β-变形杆菌共生外,所有类别均为一类。
丙酸杆菌
丙酸杆菌类包括13个细菌。它们可以采用各种形态,例如茎状,星状和螺旋形。它们还可以形成茎和芽,从而增加它们的表面积与体积之比,从而使它们能够在营养少的环境中生存。
变形杆菌具有多种多样的代谢策略,例如光合作用,固氮,氨氧化和甲基营养。最丰富的海洋细胞生物包括在这一组中。
这类细菌的许多物种倾向于采用细胞内的生活方式,作为植物或植物或动物病原体的共生者,例如根瘤菌,其与某些植物物种的根或Wolbachia(常见蚊子的寄生虫)形成。
变形杆菌也与导致线粒体的立克次体相关。其他属,例如立克次体是病原体。
β变形杆菌
Betaproteobacteria由14种细菌组成,这些细菌具有多种形式和新陈代谢。他们可以是严格的或兼职的有氧运动。
一些物种可能是化学自养的,例如亚硝化单胞菌属(Nitrosomonas),它是氨的氧化剂。其他的则是光养生物,例如Rhodocyclus和Rubrivivax,它们使用光作为能源。
Betaproteobacteria细菌通过铵的氧化作用来介入固氮,产生亚硝酸盐,这是植物生理学中非常重要的化合物。
该物种中的其他物种也可能是致病性的,例如奈瑟菌科(引起淋病和脑膜炎),茄属植物的致病菌罗氏菌(番茄,马铃薯)和灰熊伯克霍尔德氏菌(Burkholderia glumae),它们会破坏圆锥花序。水稻种植。
三角洲细菌
Deltaproteobacteria组7个革兰氏阴性细菌。它们是厌氧的,通常被隔离在湖泊,沼泽和海床的沉积物中。它们是硫酸盐还原剂,并参与自然硫循环。
此类细菌包括其他细菌之前的细菌,例如Bdellovibrio和Myxococcuscus属。粘菌在食物受限的环境中会在多细胞子实体中散发孢子和菌团。这些构成了最复杂的细菌群
厄氏杆菌
ε蛋白细菌仅包括一个革兰氏阴性细菌。它们的形状像细螺旋或弯曲的条。一些物种是动物消化道的共生体,其他物种是胃(幽门螺杆菌)或十二指肠(弯曲杆菌)的寄生虫。
这一组中的细菌居住在微需氧或厌氧环境中,例如深海热液喷口。它们是化学营养型的,因为它们从还原的硫或氢的氧化与硝酸盐或氧的还原相结合获得能量。其他的则是自养的,并使用反向克雷布斯循环固定生物质中的二氧化碳。
致病性
由于变形杆菌是种类最多,最复杂和最多样化的细菌的门类,因此它包含多种病原体。
大肠杆菌
这些细菌会在受感染动物的粪便中排泄,并且可以在环境中生存长达三天。
大肠杆菌通过粪便-口途径,通过摄入生食或污水,附着于肠细胞并导致腹泻而在新宿主中定殖。
粪便细菌可以在尿道中定居,并通过尿路传播到男性的膀胱,肾脏或前列腺,引起尿路感染。
当包含被称为K1的荚膜抗原的特定大肠杆菌菌株通过受污染的母亲的阴道在新生儿的肠道中定植时,就会发生菌血症,导致新生儿脑膜炎。
在极少数情况下,强毒株还引起溶血性尿毒症综合征,腹膜炎,乳腺炎,败血病和肺炎。
沙门氏菌
肠炎沙门氏菌一旦进入新的宿主,便开始通过淋巴组织感染。细菌粘附在回肠和M细胞的肠上皮细胞上,诱导它们的细胞骨架重排,从而触发表面上大波纹的形成,从而允许非选择性内吞,细菌设法进入细胞。
同样,沙门氏菌产生细胞毒性作用,破坏M细胞并诱导活化的巨噬细胞凋亡和非活化的巨噬细胞吞噬作用,沙门氏菌被运输到肝脏和脾脏,并在那里繁殖。
在人类中,肠炎链球菌可引起两种疾病:伤寒,由肠炎链球菌引起。肠型副伤寒血清型或其他血清型引起的沙门氏菌病。
弧菌
大多数弧菌感染与胃肠炎有关,但它们也可以感染开放性伤口并引起败血症。这些细菌可由海洋动物携带,其摄入会导致人类致命感染。
霍乱弧菌(霍乱的病原体)通常被污染的水传播。其他致病性物种,例如副溶血性弧菌和创伤弧菌,是通过受污染的食物传播的,通常与食用未煮熟的贝类有关。
V. vulnificus的暴发是致命的,通常发生在炎热的气候中。卡特里娜飓风过后,在新奥尔良爆发了该物种。
幽门螺杆菌
一些幽门螺杆菌物种生活在哺乳动物和某些鸟类的上消化道和肝脏中。这些细菌的某些菌株对人类具有致病性,并与消化性溃疡,慢性胃炎,十二指肠炎和胃癌密切相关。
幽门螺杆菌属的物种可以在哺乳动物的胃中壮成长,产生大量的尿素酶,使局部pH值从2升高到6或7,使其成为一种更具相容性的培养基。
幽门螺杆菌可感染多达50%的人口。它在粘液中,上皮的内表面上发现,偶尔在胃的上皮细胞内发现。
幽门螺杆菌在胃中的定植可导致慢性胃炎,即感染部位胃壁的炎症。
耶尔森氏菌
耶尔森氏菌属包括11种,其中仅鼠疫耶尔森氏菌,假结核耶尔森氏菌和肠球菌耶尔森菌的某些菌株对人类和一些温血动物具有致病性。
鼠疫耶尔森氏菌是肺炎,败血症和鼠疫的病原体。鼠疫的类型取决于感染的形式,既可以通过被叮咬的跳蚤叮咬(传染性鼠疫和败血性鼠疫),也可以在疾病发展为肺炎形式时通过咳嗽,呕吐和打喷嚏在人与人之间传播。 (肺或肺鼠疫)。
肺鼠疫是当细菌感染肺部时发生的,而鼠疫鼠则是当细菌通过跳蚤叮咬通过皮肤进入人体并穿过淋巴管到达淋巴结时发生的,从而引起炎症。最后,被感染的跳蚤叮咬后,由于血液感染而导致败血性瘟疫
假结核耶尔森氏菌是通过与感染动物接触或食用受污染的食物和水而获得的。它是类似于结核病的病因,称为猩红热,会影响淋巴结。它可引起局部组织坏死,脾脏,肝和淋巴结肉芽肿。
肠球菌耶尔森氏菌感染通常是由于食用未煮熟的猪肉或受污染的水,肉或牛奶引起的。急性感染通常会导致人类自限性肠结肠炎或终末回肠炎和腺炎。症状可能包括水样或血性腹泻和发烧,类似于阑尾炎或沙门氏菌病或志贺氏菌病。
参考文献
- Garrity,Gm,Bell,JA和Lilburn,TG(2004)。原核生物分类大纲。伯吉的系统细菌学手册,第二版。纽约,Springer-Verlag。
- Rizzatti,G.,Lopetuso,LR,Gibiino,G.,Binda,C.和Gasbarrini,A.(2017)变形杆菌:人类疾病的共同因素。国际生物医学研究,2017:9351507。
- Sachs,JL,Skophammer,RG,Nidhanjali Bansal和Stajich,JE(2013)。细菌共生主义者的进化起源和多样化。皇家学会学报,281:20132146。
- Euzéby,JP(1997)。具有命名法的细菌名称列表:Internet上可用的文件夹。国际系统细菌学杂志47,590-592; doi:10.1099 / 00207713-47-2-590。检索2018年10月7日。
- Kelly P. Williams,KP,Sobral,BW和Dickerman AW(2007)。鲁棒物种树,用于Alteproteobacteria。细菌学杂志,189(13):4578-4586。