Klebsiella: patogen a patogenita, nemoci a symptomy, léčba

Klebsiella pneumoniae je oportunní bakteriální patogen známý pro svou vysokou frekvenci a rozmanitost genů antimikrobiální rezistence (AMR). K. pneumoniae nejen představuje hlavní klinickou výzvu, ale představuje také druh, u kterého bylo poprvé objeveno několik nových genů AMR, než se rozšířily na jiné patogeny (např. geny rezistence na karbapenem KPC, OXA-48 a NDM-1). Přestože příspěvek K. pneumoniae k celkové krizi AMR nelze kvantifikovat, dostupná data naznačují širší ekologickou distribuci, výrazně rozmanitější složení DNA, větší diverzitu genů AMR a vyšší plazmidovou zátěž než ostatní gramnegativní oportunisté. Proto předpokládáme, že hraje klíčovou roli. při šíření genů AMR z mikrobů z prostředí na klinicky významné patogeny.

lékař klinické laboratorní diagnostiky

Antimikrobiální rezistence u gramnegativních oportunních patogenů Krize antimikrobiální rezistence (AMR), kterým čelí nemocnice po celém světě, je způsobena patogeny ESKAPE (grampozitivní Enterococcus faecium, Staphylococcus aureus; a gramnegativní bakterie Klebsiella pneumoniae, Acinetobacter, což jsou původci střevních bakterií ) většina infekcí u hospitalizovaných pacientů, které je obtížné kontrolovat antimikrobiální terapií. Patogeny ESKAPE jsou zejména environmentální nebo komenzální bakterie, které způsobují oportunní infekce u hospitalizovaných nebo imunokompromitovaných pacientů, ale jinak jsou obvykle nepatogenní. Každý z těchto druhů má vlastní rezistenci k jednomu nebo více antibiotikům a jednotlivé kmeny mají nahromaděnou rezistenci. na mnoho dalších léků. Gramnegativní patogeny ESKAPE jsou považovány za největší hrozbu kvůli výskytu kmenů rezistentních vůči všem nebo většině dostupných antibiotik. K akumulaci AMR v těchto organismech dochází především prostřednictvím horizontálního přenosu genů (HGT), který je usnadněn plazmidy a mobilními genetickými prvky. Katalog známých mobilních AMR genů citlivých na HGT mezi gramnegativními patogeny se počítá na stovky. Původem samotných genů AMR jsou environmentální bakterie (zejména půdní bakterie), pravděpodobně ty, které se vyvinuly společně s odpovídajícími antimikrobiálními organismy produkujícími po tisíciletí; Mezi klinickým použitím léku a objevením se odpovídajících mobilních AMR genů v populacích lidských patogenů však obvykle existuje několik let zpoždění. Stovky mobilních AMR genů byly objeveny u K. pneumoniae, druhu spojeného s nejranějšími zprávami o mnoha AMR genech před jejich rozšířením do dalších klinicky důležitých gramnegativních buněk. Zde podrobně diskutujeme o tomto jevu a poté zkoumáme, co je v současné době známo o ekologii K. pneumoniae a plasticitě jeho genomu, a tvrdíme, že tyto vlastnosti činí tento druh klíčovým zesilovačem a šiřitelem genů AMR z environmentálních zdrojů do populací lidských patogenů. .

Rezistence na další léky někdy vzniká v důsledku chromozomálních mutací, ale většina AMR u K. pneumoniae vzniká akvizicí genů AMR prostřednictvím HGT, zejména prostřednictvím velkých konjugativních plasmidů. Akumulace determinant rezistence v jednom kmeni může vést ke vzniku panrezistentních kmenů, které jsou odolné vůči všem dostupným antibiotikům. Nejčasnějšími mobilními geny rezistence vůči ampicilinu identifikovanými v populacích gramnegativních bakterií byly TEM (přítomný na prvních popsaných plasmidech v 1960. letech 1. století) a chromozomální gen SHV-1973 K. pneumoniae, který byl poprvé nalezen na mobilních plasmidech. přenesenou formou do jiných Enterobacteriaceae v roce 1980. Po zavedení cefalosporinů třetí generace pro klinické použití na počátku 1980. let 1990. století. Začaly být objevovány a charakterizovány geny rozšířeného spektra beta-laktamáz (ESBL), které poskytují rezistenci vůči těmto lékům. Nejčasnější formy zahrnují ESBL varianty mobilního SHV, které byly poprvé identifikovány u K. pneumoniae a nyní jsou rozšířeny mezi enterobakteriemi. a v některých případech se také rozšířil na Acinetobacter a Pseudomonas. Nejrozšířenějším genem ESBL je CTX-M, jehož varianty byly objeveny u Escherichia coli a K. pneumoniae koncem 131. a začátkem XNUMX. let XNUMX. století, po mobilizaci z prostředí Enterobacteriaceae (Kluyvera). CTX-M je nyní blízce příbuzný pandemickému klonu E. coli STXNUMX a několika klonům K. pneumoniae a je přítomen v různých plasmidových pozadích, což vede k rozsáhlému šíření mezi nemocničními mikrobiálními populacemi u lidí a zvířat.

Zavedení karbapenemů a fluorochinolonů v 1990. letech 1990. století To se setkalo s rychlým vznikem souvisejících genů rezistence, přičemž klíčovou roli často hrála K. pneumoniae. Mobilní geny rezistence k chinolonům qnrA a qnrB byly poprvé identifikovány u K. pneumoniae po mobilizaci z mořské bakterie Shewanella a jsou nyní široce distribuovány mezi plazmidy Enterobacterceae. Karbapenemáza K. pneumoniae (KPC) se objevila v polovině 258. let ve Spojených státech a vedla k rozšíření klonu K. pneumoniae ST48 během vypuknutí pandemie, která se nyní šíří po celém světě. Gen KPC byl přenesen do mnoha různých plazmidů. V současné době je široce rozšířen mezi Enterobacter-cloacae a své místo našel také u Pseudomonas a Acinetobacter. Karbapenemáza OXA-2003 pochází z Shewanella a byla poprvé identifikována u K. pneumoniae v Turecku v roce 1. Původně byla spojována s nemocničními ohnisky v Evropě a nyní je hlášena po celém světě, i když ne tak široce jako KPC. NDM-2008 metalo-beta-laktamáza byla poprvé identifikována v roce 2010 u K. pneumoniae od pacienta, který nedávno cestoval do Indie. Gen byl přenesen z plazmidu a brzy poté byly hlášeny indiferentní kmeny K. pneumoniae od pacientů bez nedávné cestovní anamnézy; Do roku 1 se NDM-1 rozšířil do mnoha plazmidů a druhů Enterobacteriacea, byl nalezen v chromozomu E. coli a Providencia stuartii a byl distribuován mezi Acinetobacter a Pseudomonas. První mobilní gen rezistence na kolistin MCR-2015 byl hlášen v Číně v roce 2016 u E. coli a K. pneumoniae; Do roku 48 byl detekován na pěti kontinentech, mezi enterobakteriemi a mnoha dalšími druhy a ve spojení s více než tuctem různých plazmidů. Není možné přesně rekonstruovat přesný tok genů, plazmidů a bakterií podílejících se na příjmu genů AMR z mikrobů z prostředí a jejich šíření mezi populacemi bakteriálních patogenů asociovaných s člověkem, ačkoli qnrA a OXA-XNUMX jsou přesvědčivými příklady genu AMR. mobilizace z mořských bakterií na K. pneumoniae a dále na další patogeny ESKAPE. Bez ohledu na přesný tok HGT je převaha K. pneumoniae mezi ranými klinickými zprávami o nových genech AMR pozoruhodná a naznačuje, že K. pneumoniae je hlavním cílem sentinelového sledování nových genů AMR vstupujících do populací gramnegativních patogenů.

K. pneumoniae mají prostředky a schopnosti zachytit plazmidy z mikrobiálních populací v prostředí; přežít a pohybovat se mezi mnoha ekologickými a se zvířaty spojenými výklenky; udržovat AMR plazmidy po delší dobu; a přenést plazmidy do dalších klinicky důležitých gramnegativních bakterií (obr. 4). Ačkoli příspěvek K. pneumoniae ke krizi AMR nelze kvantifikovat, dostupné údaje naznačují, že je mezi gramnegativními patogeny SKAPE a E. coli jedinečný v několika klíčových ohledech, včetně vysoké diverzity získaných genů AMR, vysoké plazmidové zátěže , široká G+ variabilita, Obsah C odráží rozmanitost partnerů HGT a široký ekologický rozsah – ačkoliv chybí systematické srovnávací ekologické studie, dostupná data 16S naznačují, že K. pneumoniae se stejně pravděpodobně vyskytuje v lidských, zvířecích a environmentálních nikách . Kombinace těchto faktorů může umístit K. pneumoniae jako klíčový zesilovač a diseminátor klinicky důležitých genů AMR. Lepší pochopení a sledování této dráhy přenosu genu AMR by potenciálně mohlo pomoci omezit šíření AMR a prodloužit životnost nových antibiotik.

Ještě užitečnější informace na našem kanálu Telegram