Klebsiella pneumoniae - условно-патогенный бактериальный патоген, известный своей высокой частотой и разнообразием генов устойчивости к противомикробным препаратам (УПП). K. pneumoniae не только представляет собой серьезную клиническую проблему, но и представляет собой вид, в котором были впервые обнаружены несколько новых генов AMR, прежде чем они распространились на другие патогены (например, гены устойчивости к карбапенемам KPC, OXA-48 и NDM-1). Хотя вклад K.pneumoniae в общий кризис УПП невозможно оценить количественно, имеющиеся данные свидетельствуют о более широком экологическом распространении, значительно более разнообразном составе ДНК, большем разнообразии генов УПП и более высокой плазмидной , нагрузке, чем у других грамотрицательных оппортунистов. Следовательно, мы предполагаем, что он играет ключевую роль. в распространении генов AMR от микробов окружающей среды до клинически важных патогенов.

Устойчивость к противомикробным препаратам у грамотрицательных оппортунистических патогенов Кризис устойчивости к противомикробным препаратам (УПП), с которым сталкиваются госпитали во всем мире, вызван патогенами ESKAPE (грамположительными Enterococcus faecium, Staphylococcus aureus; и грамотрицательными бактериями Klebsiella pneumoniae, Acinetobacter, которые являются возбудителями кишечных бактерий) большинство инфекций у стационарных пациентов, с которыми трудно справиться с помощью антимикробной терапии. Примечательно, что патогены ESKAPE являются экологическими или комменсальными бактериями, которые вызывают оппортунистические инфекции у госпитализированных пациентов или пациентов с ослабленным иммунитетом, но в остальном обычно не являются патогенными. Каждый из этих видов обладает внутренней устойчивостью к одному или нескольким антибиотикам, а отдельные штаммы обладают накопленной устойчивостью. ко многим дополнительным препаратам. Грамнегативные возбудители ESKAPE считаются самой большой угрозой из-за появления штаммов, устойчивых ко всем или большинству доступных антибиотиков. Накопление AMR у этих организмов происходит в первую очередь за счет горизонтального переноса генов (HGT), которому способствуют плазмиды и мобильные генетические элементы. Каталог известных мобильных генов AMR, подверженных HGT, среди грамотрицательных патогенов исчисляется сотнями. Происхождение самих генов AMR - это экологические бактерии (в частности, почвенные бактерии), предположительно те, которые на протяжении тысячелетий эволюционировали совместно с соответствующими организмами-продуцентами противомикробных препаратов; однако обычно между клиническим применением препарата и появлением соответствующих мобильных генов AMR в популяциях патогенов человека проходит промежуток в несколько лет. Сотни мобильных генов AMR были обнаружены у K. pneumoniae, видов, связанных с самыми ранними сообщениями о многих генах AMR до их распространения среди других клинически значимых грамотрицательных клеток. Здесь мы подробно обсуждаем этот феномен, а затем исследуем, что в настоящее время известно об экологии K. pneumoniae и пластичности его генома, утверждая, что эти характеристики делают вид ключевым усилителем и распространителем генов AMR от источников окружающей среды до популяций патогенов человека.

Устойчивость к дополнительным лекарствам иногда возникает из-за хромосомных мутаций, однако большая часть AMR у K. pneumoniae возникает в результате приобретения генов AMR через HGT, в основном через большие конъюгативные плазмиды. Накопление детерминант устойчивости в одном штамме может привести к появлению пан-устойчивых штаммов, которые не поддаются лечению всеми доступными антибиотиками. Самыми ранними мобильными генами устойчивости к ампициллину, идентифицированными в популяциях грамотрицательных бактерий, были ТЕМ (присутствующий в первых описанных плазмидах в 1960-х годах) и хромосомный ген SHV-1 K. pneumoniae, который был впервые обнаружен в мобильных плазмидах. перенесенная форма у других Enterobacteriaceae в 1973 г.После внедрения цефалоспоринов третьего поколения для клинического использования в начале 1980-х гг. Начали обнаруживаться и характеризоваться гены бета-лактамаз расширенного спектра (БЛРС), обеспечивающие устойчивость к этим препаратам. К самым ранним формам относятся варианты БЛРС мобильного SHVкоторые впервые были идентифицированы у K. pneumoniae и в настоящее время широко распространены среди энтеробактерий. а в некоторых случаях также распространились на Acinetobacter  и Pseudomonas. Наиболее широко распространенным геном БЛРС является CTX-M, варианты которого были обнаружены у Escherichia coli и K. pneumoniae в конце 1980-х - начале 1990-х годов, будучи мобилизованными из окружающей среды Enterobacteriaceae (Kluyvera). CTX-M теперь тесно связан с E. coli ST131 пандемический клон и несколько клонов K. pneumoniae, и присутствует в различных плазмидных фонах, что приводит к широкому распространению среди популяций микробов, ассоциированных с больницами, людьми и животными.

Введение карбапенемов и фторхинолонов в 1990-е гг. Было встречено быстрым появлением ассоциированных генов резистентности, при этом K. pneumoniae часто играла ключевую роль. Мобильные гены устойчивости к хинолонам qnrA и qnrB были впервые идентифицированы у K. pneumoniae после мобилизации из морских бактерий Shewanella, и в настоящее время они широко распространены среди плазмид Enterobacterceae. Карбапенемаза K. pneumoniae (KPC) появилась в середине 1990-х годов в США и привела к распространению клона K. pneumoniae ST258 во время вспышки пандемии, который в настоящее время распространяется во всем мире. Ген KPC был перенесен во многие различные плазмиды. В настоящее время широко распространен среди Enterobacter-cloacae, а также нашел свое место в Pseudomonas и Acinetobacter. Карбапенемаза OXA-48 происходит от Shewanella  и впервые была обнаружена у K.pneumoniae в Турции в 2003 г. Первоначально он был связан со вспышками в больницах в Европе, а сейчас о нем сообщают во всем мире, хотя и не так широко, как KPC. Металло-бета-лактамаза NDM-1 была впервые обнаружена в 2008 г. у K. pneumoniae у пациента, который недавно побывал в Индии. Ген передавался из плазмиды, и вскоре после этого было сообщено о индифферентных штаммах K. pneumoniae, выделенных от пациентов без недавних поездок; к 2010 году NDM-1 распространился на множество плазмид и видов Enterobacteriacea, был обнаружен в хромосоме E. coli и Providencia stuartii, а также распространялся среди Acinetobacter и Pseudomonas. Первый ген устойчивости к мобильномуколистину MCR-1 был зарегистрирован в Китае в 2015 г. у E. coli и K. pneumoniae; к 2016 году он был обнаружен на пяти континентах, среди энтеробактерий и множества других видов и в ассоциации с более чем дюжиной различных плазмид. Невозможно точно реконструировать точный поток генов, плазмид и бактерий, участвующих в захвате генов AMR из микробы окружающей среды и их распространение среди популяций ассоциированных с человеком бактериальных патогенов, хотя qnrA и OXA-48 являются убедительными примерами мобилизации гена AMR от морских бактерий к K. pneumoniae и далее к другим патогенам ESKAPE. Независимо от точного потока HGT, преобладание K. pneumoniae среди ранних клинических сообщений о новых генах AMR является заметным и указывает на то, что K. pneumoniae является основной мишенью для дозорного эпиднадзора за новыми генами AMR, попадающими в популяции грамотрицательных патогенов.

Выводы.

 К. pneumoniae имеют средства и возможности для захвата плазмид из микробных популяций окружающей среды; выживать внутри и перемещаться между многочисленными экологическими нишами и нишами, связанными с животными; поддерживать плазмиды AMR в течение продолжительных периодов времени; и передавать плазмиды другим клинически важным грамотрицательным бактериям (рис. 4). Хотя вклад K. pneumoniae в кризис AMR невозможно количественно оценить, имеющиеся данные свидетельствуют о том, что он является уникальным среди грамотрицательных возбудителей SKAPE и E. coli в нескольких ключевых отношениях, включая большое разнообразие приобретенных генов AMR, высокую плазмидную нагрузку, широкую вариабельность G + Содержание C отражает разнообразие партнеров HGT и широкий экологический диапазон - хотя систематические исследования сравнительной экологии отсутствуют, имеющиеся данные 16S позволяют предположить, что K. pneumoniae с одинаковой вероятностью может быть обнаружена в нишах человека, животных и окружающей среды. Сочетание этих факторов может позиционировать K. pneumoniae как ключевой усилитель и распространитель клинически важных генов AMR. Лучшее понимание и мониторинг этого пути переноса генов УПП потенциально может помочь ограничить распространение УПП и продлить жизнь новых антибиотиков.

16 марта 2021 г.

Ещё больше полезной информации на нашем Телеграм-канале

Эта статья...
Читайте также
Ещё статьи из категории «Полезные статьи»
Доктор, болит колено
Доктор, болит колено
Это может вызывать боль в колене у каждого! Что же может болеть в коленном суставе?
Боль под "коленной чашечкой"
Боль под "коленной чашечкой"
Из-за этих причин, может болеть колено!