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Serratia Marcescens (Deutsch)

Definition

Serratia marcescens ist ein opportunistischer gramnegativer Erreger und einer der wichtigsten Enterobacteriaceae, die für im Krankenhaus erworbene Infektionen verantwortlich sind. Dies ist auf seine Resistenz gegen Antibiotika-Therapie und andere erfolgreiche Überlebensmechanismen zurückzuführen. Zuvor als nicht pathogen angesehen, wurde S. marcescens zu einem anerkannten Namen, als er in den 1940er und 1960er Jahren bewusst in US-Militärexperimenten verwendet wurde.,

Streak Plate Serratia marcescens

Wo Ist Serratia Marcescens Gefunden?

Serratia marcescens findet sich in frischem und stehendem Wasser oder Kochsalzlösung, im Boden sowie in Pflanzen, Insekten und Tieren, einschließlich der menschlichen Spezies. Es hat eine bekannte Pathogenität für nichtpflanzenliches Leben, die durch seine charakteristische Multiantibiotikaresistenz noch stärker wird.

S., marcescens kann in biologischen und nicht-biologischen Umgebungen überleben und hat unzählige Epidemien auf der ganzen Welt hervorgebracht. Von der kontaminierten Wasserversorgung bis zur Weitergabe eines einzelnen Bakteriums in Krisenstationen bedeutet die Fähigkeit dieses Bakteriums, sich unter weitem nicht idealen Bedingungen zu vermehren, und seine Resistenz gegen Behandlung, dass eine Serratieninfektion potenziell tödlich ist. Vom Boden über die Ernte bis zur Platte oder vom Gesundheitspersonal bis zur Wunde bis zum Bindegewebe des Zentralnervensystems sind hochbewegliche Serratia-Bakterien in der Lage, jede Gelegenheit zu nutzen und sich in einem lebenden Organismus zu kolonisieren.,

Ein einzelliger Organismus wurde im frühen 19. Jahrhundert entdeckt, nachdem festgestellt wurde, dass er die Ursache für Polenta war, die in einem italienischen Dorf rot wurde. Doch historische Beweise schon im 4. Jahrhundert n. Chr. beschreibt das Phänomen der „blutenden Brot“. Diese rote Färbung bei bestimmten Lebensmitteltypen war oft mit göttlichen oder satanischen Eingriffen verbunden. Im Jahr 1263 feierte ein böhmischer Priester die Messe in Bolsena. Als er sich über den sakramentalen Wafer beugte, schien es Blut zu sickern und den Altar zu beflecken., Die Messe von Bolsena wird seitdem gefeiert und lobt unwissentlich die Kraft einer Mikrobe. Während die italienischen Dorfbewohner, etwa 550 Jahre später, glaubten, dass diese Farbveränderung auf satanische Aktivitäten zurückzuführen war, erkannten Wissenschaftler zu der Zeit, dass der Täter weniger wundersam war und entschieden, dass der Grund für die blutige Polenta pilzlichen Ursprungs war. Sie nannten diesen vermeintlichen Pilz Serratia marcescens.,

Blutige Brot – eine mikrobielle Wunder

Serratia Marcescens Taxonomie

Serratia marcescens Taxonomie blieb ein Rätsel, bis in die späten 20th century. Die ersten wissenschaftlichen Arbeiten beschrieben es als stammlosen Pilz. Spätere Forscher glaubten, es sei Hefe oder Schimmel. Dies führte zu mehreren Namen für eine einzelne Bakterienart, die ihre Studie weiter verwirrte und eine endgültige Nomenklatur auf die 1960er Jahre verschob.

S., marcescens wird jetzt als Mitglied der Enterobacteriaceae-Ordnung und als Bakterium akzeptiert, das zusammen mit anderen innerhalb der Gattung Serratia oft ein rotes Pigment produziert, das als Prodigiosin bekannt ist. Es sollte erwähnt werden, dass nicht alle pathogenen Stämme von Serratia diese rote Färbung erzeugen. Serratia marcescens ist ein gramnegatives stäbchenförmiges fakultativ anaerobes Bakterium, das extrem beweglich ist. Ein S. marcescens gram Fleck zeigt kurze, rosa-farbige Punkte, wie unten zu sehen.

Gram – Färbung- S., marcescens

stäbchenförmige Bakterien, bacilliform Bakterien oder Bazillen beschreiben die typische Form von Serratia marcescens. Dies ist ein fakultativ anaerober Mikroorganismus, dh er kann in Gegenwart oder Abwesenheit von Sauerstoff wachsen und seine Überlebenschancen in verschiedenen physiologischen Systemen signifikant erhöhen. Darüber hinaus kann S. marcescens in einem breiten Spektrum von Temperaturen und pH-Werten wachsen, die von sehr sauer bis mittelalkalisch variieren.,

Serratia-Bakterien emittieren extrazelluläre Enzyme wie β-Lactamasen vom AmpC-Typ, Elastase, Gelatinase, Lecithinase, alkalische Protease und Caseinase, die alle die bakterielle Resistenz gegen antimikrobielle Therapien erhöhen. Kommunikation über Kanäle innerhalb des Biofilms – eine Art Zellsignalisierung, die als Quorum Sensing bekannt ist-alle Eigenschaften des S. marcescens Drug Resistance Factor (R-Factor) innerhalb eines einzelnen Bakteriums können an ganze Populationen weitergegeben werden; Es ist auch bekannt, dass die Arzneimittelresistenz bei S. marcescens signifikant häufiger ist als bei anderen Enterobacteriaceae., Darüber hinaus ist eine Übertragung von R-Faktoren zwischen verschiedenen Stämmen dieser Bakterien möglich.

Biofilm-Entwicklung und quorum sensing

Die Letzte Phase der Biofilmbildung – die Zerstreuung der Bühne – sendet unzählige bewegliche S. marcescens-Bakterien auf andere Bereiche des Körpers und kann gehustet, geniest oder ausgeschieden, um andere zu infizieren; jedoch die am häufigsten berichteten übertragungsweg ist der healthcare worker hands.

Einmal erstellt, eine S., marcescens Biofilm rutscht regelmäßig ab, wenn seine Dicke eine bestimmte Höhe erreicht hat. Dieser praktisch automatisierte Prozess ermöglicht die Bildung mehrerer Infektionsstellen innerhalb kurzer Zeit. In Kombination mit Resistenzfaktoren kann eine S. marcescens-Infektion bei kritisch kranken Patienten tödlich enden.

Serratia Marcescens als Tracerorganismus

Serratia marcescens wurde viele Jahre als Tracerorganismus verwendet, bis seine Pathogenität endlich aufgedeckt wurde., Im Ersten Weltkrieg, wo oft kontrollierte medizinische Experimente an Soldaten durchgeführt wurden, konnten dank der ausgeprägten roten Färbung von S. marcescens die Mechanismen einer bakteriellen Infektion über Mund und Magen-Darm-System untersucht werden. Medizinische Forscher würden S. marcescens vor einer Zahnoperation auf das Zahnfleisch legen, um zu sehen, ob Bakterien beispielsweise in den Blutkreislauf gelangen könnten. Most famously, the U. S., das Militär verwendete Serratia marcescens, um die Ergebnisse einer möglichen biologischen Kriegsführung zu zeigen, und veröffentlichte eine große Anzahl von Serratia in U-Bahn-Systeme, staatliche und militärische Einrichtungen und ganze städtische Bevölkerung. Dies führte zu Infektionen und einer geringen Anzahl von S. marcescens-infektionsbedingten Todesfällen. Die Pressewerbung der folgenden Gerichtsverfahren, die Ende der 1960er Jahre begannen, erreichte ein globales Publikum.

Wer Bekommt Serratia Marcescens Infektionen?,

Außerhalb von Krankenhauseinrichtungen kann man eine Serratia marcescens-Infektion auf unzählige Arten aufgreifen, vom Umgang mit Münzwährungen und nicht desinfizierten Arbeitsplatten bis hin zu infizierten Kulturen oder Fleisch. Augeninfektionen können durch infizierte Kontaktlinsen und Salzlösungen verursacht werden; Wundinfektionen durch unsachgemäß sterilisierte Geräte oder infizierte Betreuer. Von Hand zu Mund oder von Gabel zu Mund getragen, kann mindestens die Hälfte der Enterobacteriaceae-Populationen in der stark sauren Umgebung des Magens überleben., Nach dem Pylorussphinkter gelangen sie in den weniger sauren Gastrointestinaltrakt, wo sie sich am Darmepithel anhaften und vermehren können. Die rasche Entwicklung eines Biofilms schafft deutlich verbesserte S. marcescens-Lebensbedingungen und verursacht in Kombination mit antimikrobieller Arzneimittelresistenz leicht Infektionen in unterernährten, älteren, sehr jungen oder akut und chronisch kranken Populationen. Gesunde Menschen können sich auf natürliche Immunität verlassen, um Serratienpopulationen unter Kontrolle zu halten.

Als opportunistische Bakterien im klinischen Umfeld, S., marcescens-Infektionen treten in der Regel nur bei immunologisch beeinträchtigten Patienten auf, insbesondere bei intubierten und katheterisierten älteren oder sehr jungen Patienten. Die Gesamtmortalitätsrate von S. marcescens-infizierten Patienten in einem Krankenhausumfeld (und in Kombination mit Krankheit, fortgeschrittenem oder jungem Alter oder anderweitig beeinträchtigter Immunität) liegt zwischen 14% und 20%.

Warum ist Serratia Marcescens Schwer Auszurotten?

Serratia marcescens ist aufgrund des Vorhandenseins von antimikrobiellen Resistenzfaktoren schwer auszurotten; Dies wurde bereits diskutiert., Andere Faktoren spielen jedoch auch eine Rolle für das Überleben von Serratia sowohl innerhalb als auch außerhalb des menschlichen Körpers.

Wo Kohlenstoff – und Energiequellen begrenzt sind-eine Situation, die als Kohlenstoffmangel bezeichnet wird – nicht sporende Enterobacteriaceae verändern ihre Genexpression und damit ihre Physiologie, um in einem nahezu ruhenden Zustand für eine signifikante Zeit zu überleben. Dies wird als Hunger-Stress-Reaktion (SSR) bezeichnet. Es wurde gezeigt, dass S. marcescens eine noch größere Fähigkeit aufweist, hohen Temperaturen, sehr niedrigem pH-Wert und oxidativem Stress auch bei Kohlenstoffmangel standzuhalten., Dieses Phänomen ist als hungerinduzierte Kreuzresistenz bekannt und erhöht die Überlebensraten über diejenigen hinaus, die Enterobacteriaceae nur SSR aufweisen können.

Darüber hinaus hat S. marcescens eine Reihe von Unterarten, die sich in Stoffwechsel, Virulenz und antimikrobieller Resistenz unterscheiden. Durch Quorum Sensing können alle diese Eigenschaften zwischen verschiedenen Stämmen über die Biofilmkanäle und entsprechend der aktuellen Umgebung geteilt werden. Die folgenden Generationen sind in der Folge besser gerüstet, um mit Stress in dieser Umgebung umzugehen, und viel schwieriger zu beseitigen.

S., marcescens ist bekannt für seine Vorliebe für feuchte Oberflächen und nährstoffarme wässrige Umgebungen wie Kontaktlinsensalzlösung, unsachgemäß gelagerte und kontaminierte intravenöse Kochsalzlösung und Atemschläuche an Atemgeräten, die über einen bestimmten Zeitraum nicht verändert wurden. Auch ohne Nährstoffe können diese Bakterien überleben. Darüber hinaus ist S. marcescens extrem beweglich und kann schnell von den Händen einer Pflegekraft auf einen freiliegenden Katheter oder eine offene Wunde übertragen werden.

Außerhalb eines lebenden Organismus ist die durch Hunger verursachte Kreuzresistenz am effektivsten., Selbst starke Desinfektionsmittel können Serratia-Stämme nicht ausrotten. Tatsächlich wachsen die Populationen in desinfizierenden Fußbädern in Schwimmbädern glücklich. Möglicherweise haben Sie sogar eine leichte rosa Tönung von Fugenmörtel-oder Silikondichtstoffen in privaten oder öffentlichen Badezimmern bemerkt. Dieser Farbton weist auf die Besiedlung von S. marcescens hin.

Um S. marcescens von Arbeitsplatten, Badezimmern, medizinischen Geräten oder nicht lebenden Oberflächen auszurotten, sollte eine 0,5% ige Lösung von beschleunigtem Wasserstoffperoxid (AHP) für mindestens dreißig Sekunden und alles zwischen dreißig Sekunden und fünf Minuten angewendet werden, um sie auszurotten.,999% (5-log reduktion) bis 99.9999% (6-log Reduktion) von Serratia Bakterien. Nur sehr wenige Reinigungsteams haben die Zeit, jede Oberfläche eine halbe Minute lang abzuwischen, geschweige denn fünf.

Die Weitergabe von S. marcescens-Bakterien von Mensch zu Mensch oder von Mensch zu Objekt kann am besten durch gründliches und korrektes Händewaschen (siehe unten) mit oder ohne Antiseptikum verhindert werden. Das Spülen der Hände unter fließendem Wasser führt dazu, dass eine große Anzahl von Bakterien abgewaschen wird und ist oft effektiver als die falsche Verwendung von Händedesinfektionsmitteln.,

Effektive Entfernung von S. marcescens

Die Fähigkeit von Serratia, bei hohen Temperaturen zu überleben, ist ebenfalls von Bedeutung, da hohes Fieber – ein evolutionärer Mechanismus zur Abtötung pathogener Bakterien im Körper – wenig zum Vorhandensein von bestehende Serratia-Populationen im Vergleich zu anderen Arten von Enterobacteriaceae. In einem kohlenstoffhungrigen Zustand ist diese Überlebensfähigkeit bei hohen Temperaturen erhöht. Untersuchungen zeigen, dass der durch Hunger induzierte Kreuzwiderstand S erhöht., marcescens Beständigkeit gegen thermischen, sauren und oxidativen Stress. Es versteht sich auch, dass weitere Stressreaktionsnetzwerke diesen Bakterientyp zu einem der virulentesten und resistentesten gegen biotische und abiotische Faktoren machen, die möglicherweise weniger resistente Bakterientypen steuern.

Serratia Marcescens Symptome

Serratia marcescens Symptome sind bei der menschlichen Spezies vielfältig, aber am häufigsten mit der Rolle der Spezies bei nosokomialen Infektionen wie katheterassoziierter Bakteriämie und Atemwegserkrankungen, Harnwegen und Wundinfektionen verbunden., Bei Kindern sind Infektionen normalerweise auf den Magen-Darm-Trakt beschränkt.

S. marcescens Symptome hängen von der Lokalisation der Infektion und deren Verbreitung. Wenn eine infizierte Hand das Auge berührt und die natürliche Immunität die Besiedlung der Serratia nicht abwehren kann, kann dies beispielsweise zu Konjunktivitis, Keratitis oder Tränengangsinfektionen führen.

Sobald Serratia-Bakterien im Blutkreislauf sind, können sie Endokarditis, Bakteriämie, Meningitis, Osteomyelitis und Arthritis verursachen. Serratia marcescens Behandlung beschränkt sich auf Cefotaxim und Gentamicin-beide Antibiotika., Wenn Serratia-Stämme eine Resistenz gegen diese Medikamente entwickeln,bleiben nur sehr wenige therapeutische Optionen.

Serratia Marcescens als Krebstherapie?

Prodigiosin aus Stämmen von S. marcescens wurde gezeigt, dass es für Krebszellen toxisch ist, aber viel weniger für nicht Krebszellen. Aus diesem Grund wird Prodigiosin derzeit als natürliche Medizin für die Krebstherapie untersucht. Zelltoxizität-auch für gesunde Zellen-war schon immer ein Problem bei der Entwicklung von Krebsmedikamenten. Mikroorganismus Metaboliten wie Prodigiosin – das Pigment, das die rote Färbung in S produziert., marcescens-Kolonien-hemmen bestimmte Krebszellsignalwege, die den frühen Tod von Krebszellen verursachen; Die genaue Wirkung ist jedoch noch nicht verstanden. Aktuelle Studien haben eine antikanzeröse Aktivität von Prodigiosin bei Brustkrebs, Prostatakrebs und Choriokarzinom gezeigt, obwohl alle diese Studien im Labor durchgeführt wurden. Dieses Studiengebiet ist als bakterienvermittelte Krebstherapie oder BMCT bekannt und wird als Forschungsthema der Pharmaindustrie immer beliebter.

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1. Welche dieser Zahlen stellt eine 5-Log-Reduktion dar?
A. 9999%
B. 99%
C., 9999-log –
D. 999%

Antwort zu Frage #1
D ist richtig. Eine einzelne Protokollreduktion steht für eine 10-fache oder eine Dezimalpunktreduktion lebender Mikroben auf einer Oberfläche-das entspricht 90%. Eine 5-Log-Reduktion bezieht sich darauf, dass die Anzahl der Keime 100.000 Mal niedriger ist als die vorherige Zählung. Wenn eine Oberfläche 1.000.000 Serratia-Erreger aufweist und 5 Minuten lang mit AHP abgewischt wird, würde eine 5-Log-Reduktion die Anzahl der Mikroorganismen auf 10 reduzieren. Es würde 99,999% der Krankheitserreger entfernen.

2. SSR bezieht sich auf:
A. Verhungern-Stress Querverweisantwort
B., Verhungern-Überlebensreaktion
C. Verhungern-induzierte Kreuzwiderstandsreaktion
D. Verhungern-Stressreaktion

Antwort auf Frage #2
D ist korrekt. Eine durch Hunger induzierte Kreuzwiderstandsreaktion ist eine Untergruppe der Hungerstressreaktion oder SSR, die die Überlebensraten unter weniger idealen Bedingungen erhöht.

3. Was ist BMTC?
A. Eine Art bakterielle Resistenz gegen antimikrobielle Medikamente
B. Ein Pigment, das in S. marcescens-Bakterien vorkommt
C. Krebstherapie mit Produkten, die von einigen einzelligen Mikroorganismen produziert werden
D., Ein temperaturgebundener Mechanismus, der das bakterielle Überleben bei höheren Temperaturen erhöht

Antwort auf Frage # 3
C ist richtig. Bakterienvermittelte Krebstherapie ist ein relativ neues Diskussionsthema in der Pharmaindustrie. Die Eigenschaften des roten Pigments in S. marcescens zum Beispiel waren bisher mit der Krebszelltoxizität ohne unerwünschte Wirkung auf gesunde Zellen verbunden. Ein Paradebeispiel für BMTC.