Mikrobiologia

Bakterie z rodzaju Bacillus są dobrze przystosowane do swojego normalnego środowiska, jakim jest gleba. Obejmuje to Bacillus anthracis, omówiony w innym miejscu tego tekstu (patrz Rozdział 209). Te gram-dodatnie lub gram-zmienne, tlenowe lub fakultatywnie beztlenowe prętokształtne pałeczki mają zaokrąglone lub spłaszczone końce, tworzą endospory, tolerują skrajne temperatury i wilgotność, i są wszechobecne. Znajdują się w powierzchniowych osadach jeziornych i oceanicznych, nawet w głębokiej wodzie. Ich wytrzymałość na warunki suszy i ciepła została wykorzystana do określenia skuteczności sterylizacji termicznej (Bacillus stearothermophilus) i procedur fumigacji (Bacillus subtilis). Dla wielu członków rodzaju Bacillus, związek z zwierząt (albo saprofityczne lub patogeniczne) została również zauważyć. Zwierzęta te obejmują zakres od małych owadów do dużych ssaków, w tym ludzi.

Narzędzia genomiczne zmieniły taksonomię gatunków Bacillus. Wcześniejsze zmiany obejmowały przeniesienie Bacillus alvei do rodzaju Paenibacillus i umieszczenie zarówno Bacillus brevis jak i Bacillus laterosporus w rodzaju Brevibacillus.1 Nowsze zmiany wskazują na ponad 56 rodzajów i 545 gatunków całkowitych tlenowych, gram-dodatnich bakterii tworzących przetrwalniki, chociaż niewiele z nich może powodować choroby u ludzi.2 Niektóre z najbardziej znanych i ważnych gatunków, Bacillus cereus, B. anthracis, Bacillus thuringiensis, Bacillus pseudomycoides, Bacillus weihenstephanensis i Bacillus mycoides, są klasyfikowane wspólnie jako grupa B. cereus na podstawie ich bliskiego podobieństwa.3 Typowanie genomowe i odkrywanie nowych szczepów w różnych niszach środowiskowych i termicznych wykazało dużą rozbieżność typów szczepów w obrębie grupy B. cereus.4 Wiele z tego pokrewieństwa ma związek ze znaczną ilością genetycznej i enzymatycznej heterogenności w obrębie najbardziej zróżnicowanego gatunku w grupie, B. cereus. W rzeczywistości różne szczepy w obrębie jednego gatunku z grupy B. cereus mogą być bliżej spokrewnione z innymi gatunkami w grupie niż z innymi szczepami w obrębie własnego gatunku.5 Nie dotyczy to B. anthracis, którego izolaty zajmują ciasne pasmo w obrębie B. cereus, co sugeruje, że B. anthracis jest nowszym gatunkiem wywodzącym się z B. cereus. Szczegółowe sekwencjonowanie chromosomalnego DNA wykazuje subtelne różnice w obrębie grupy i wskazuje na znaczny boczny transfer genów, najprawdopodobniej poprzez nabycie stabilnych, zintegrowanych fagów.5 Mniej spokrewnione gatunki Bacillus, które mogą być rzadziej spotykane w laboratorium mikrobiologii klinicznej człowieka to B. subtilis, Bacillus licheniformis, Bacillus megaterium, Bacillus pumilus i Bacillus sphaericus. Gatunki Bacillus rosną szybko w temperaturze od 25° do 37° C na podłożach hodowlanych stosowanych w laboratorium klinicznym. Z definicji, wszystkie mają zdolność do tworzenia przetrwalników, ale różnią się znacznie pod względem ruchliwości, morfologii kolonii i wymagań odżywczych. Są to dość duże bakterie, o wymiarach od 3 na 0,4 do 9 na 2 µm. Chociaż we wczesnym okresie wzrostu są zwykle gram-dodatnie, stare kultury mogą być gram-zmienne lub nawet gram-ujemne.6 W większości laboratoriów klinicznych najpilniejszym zadaniem jest odróżnienie B. anthracis od innych gatunków Bacillus. B. anthracis jest niehemolityczny na agarze z krwią owczą lub końską i niemotylny, podczas gdy większość innych izolatów klinicznych jest ruchliwa i β-hemolityczna. Odnotowano szczepy B. anthracis, które są lekko hemolityczne, a niektóre z rzadziej izolowanych szczepów non-anthracis są niemotylne i niehemolityczne. W przypadku tych ostatnich szczepów może być wymagana szczegółowa analiza biochemiczna i badanie toksyn. Być może zaskakujące, ale szczęśliwe jest to, że komercyjne testy do odróżnienia B. anthracis od jego bliskich krewnych są na ogół łatwo przeprowadzane na powszechnie dostępnych zestawach komercyjnych. Niektóre gatunki, takie jak B. sphaericus i Bacillus badius są biochemicznie niereaktywne i trudne do zidentyfikowania przy użyciu komercyjnych zestawów biochemicznych. Identyfikacja i charakterystyka poszczególnych szczepów może być wykonana w laboratoriach referencyjnych przy użyciu różnych testów, w tym antygenów flagowych, typowania fagów, chromatografii gazowo-cieczowej i spektroskopii mas.6

.