Введение

Вид бактерии Klebsiella pneumoniae – это грамотрицательная, неподвижная, инкапсулированная, ферментирующая лактозу, факультативный анаэроб, палочковидная бактерия. На агаре МакКонки она проявляет себя как мукоидный ферментатор лактозы. Хотя она входит в состав нормальной микрофлоры ротовой полости, кожи и кишечника, при аспирации может вызывать деструктивные изменения в легких человека и животных, особенно в альвеолах, что приводит к образованию мокроты, имеющей вид желеобразного вещества кровяного, коричневатого или желтоватого цвета. В клинической практике это наиболее важный представитель рода Klebsiella семейства Enterobacteriaceae. K. oxytoca и K. rhinoscleromatis также были обнаружены в клинических образцах, полученных от людей. В последние годы виды Klebsiella стали значимыми патогенами при внутрибольничных инфекциях. Она естественным образом встречается в почве, и около 30% штаммов способны фиксировать азот в анаэробных условиях. Как свободноживущий диазотроф, её система фиксации азота широко изучалась и представляет интерес для сельского хозяйства, поскольку было показано, что K. pneumoniae повышает урожайность сельскохозяйственных культур. Она тесно связана с K. oxytoca, от которой отличается отрицательной реакцией на индол и способностью расти на мелезитозе, но не на 3-гидроксибутирате.

История

Род Klebsiella был назван в честь немецкого микробиолога Эдвина Клебса (1834–1913). Он также известен как палочка Фридландера в честь Карла Фридландера, немецкого патолога, который предположил, что эта бактерия является причиной пневмонии, особенно часто встречающейся у людей с ослабленным иммунитетом, таких как пациенты с хроническими заболеваниями или алкоголики. Пневмония, приобретенная в обществе и вызванная Klebsiella pneumoniae, иногда называется пневмонией Фридландера.

Эпидемиология

Болезнь чаще всего поражает мужчин среднего и пожилого возраста, чем женщин, страдающих тяжелыми заболеваниями. Считается, что у этой группы пациентов ослаблены защитные механизмы дыхательных путей, в том числе у людей с диабетом, алкоголизмом, злокачественными новообразованиями, заболеваниями печени, хроническими обструктивными заболеваниями легких, получающих терапию глюкокортикоидами, с почечной недостаточностью и подвергающихся определенным профессиональным воздействиям (например, работники бумажных фабрик). Многие из этих инфекций возникают, когда человек находится в больнице по другому поводу (нозокомиальная инфекция). Помимо пневмонии, Klebsiella может вызывать инфекции мочевыводящих путей, нижних желчных протоков и хирургических ран. Спектр клинических проявлений включает пневмонию, тромбофлебит, инфекцию мочевыводящих путей, холецистит, диарею, инфекции верхних дыхательных путей, инфекции ран, остеомиелит, менингит, бактериемию и сепсис. У пациентов с имплантированными медицинскими устройствами существует риск их контаминации; устройства в отделениях новорожденных, аппараты искусственной вентиляции легких и мочевые катетеры повышают риск для пациентов. Кроме того, использование антибиотиков может способствовать увеличению риска нозокомиальной инфекции, вызванной бактериями Klebsiella. Попадание бактерий в кровь может привести к сепсису и септическому шоку. Исследования, проведенные в Королевском колледже Лондона, указывают на молекулярную мимикрию между HLA B27 и двумя поверхностными молекулами Klebsiella как на причину анкилозирующего спондилита. Klebsiella занимает второе место после E. coli по частоте инфекций мочевыводящих путей у пожилых людей. Она также является оппортунистическим патогеном для пациентов с хроническими заболеваниями легких, энтерической патогенностью, атрофией слизистой оболочки носа и риносклеромой. Появляются новые штаммы K. pneumoniae, устойчивые к антибиотикам.

Клебсиелла пневмония

Наиболее распространенным заболеванием, вызываемым бактериями Klebsiella вне больницы, является пневмония, как правило, в форме бронхопневмонии, а также бронхит. У этих пациентов повышена предрасположенность к развитию абсцессов легких, кавитаций, эмпиемы плевры и плевральных сращений. Смертность составляет около 50%, даже при применении антимикробной терапии.

Патофизиология

Обычно это вызвано аспирацией, а алкоголизм может являться фактором риска, хотя также часто встречается при инфекциях мочевыводящих путей, возникающих в стационаре, и у пациентов с ХОБЛ (хронической обструктивной болезнью легких).

Признаки и симптомы

У людей с Klebsiella pneumoniae часто наблюдается характерная мокрота при кашле, а также лихорадка, тошнота, тахикардия и рвота. Klebsiella pneumoniae чаще всего поражает людей с сопутствующими заболеваниями, такими как алкоголизм.

Гипервирулентная пневмония Klebsiella

Гипервирулентный (hvKp) – относительно новый вариант K. pneumoniae, значительно более вирулентный, чем классический K. pneumoniae (cKp). Если cKp является оппортунистическим патогеном, вызывающим внутрибольничные инфекции, обычно поражающие пациентов с ослабленным иммунитетом, то hvKp представляет большую клиническую обеспокоенность, поскольку вызывает заболевание и у здоровых людей, и способен инфицировать практически любой орган и ткань. Генетические признаки, определяющие этот патотип, заключены в крупной плазмиде вирулентности и, возможно, в дополнительных конъюгативных элементах. Эти недавно идентифицированные штаммы характеризуются повышенной продукцией компонентов капсулы и сидерофоров для захвата железа, среди прочих факторов. Несмотря на то, что первоначальные исследования показали относительную чувствительность hvKp к антибиотикотерапии, в последнее время установлено, что эти штаммы способны приобретать плазмиды резистентности и становиться мультирезистентными к широкому спектру антибиотиков. Возникнув в Азии, hvKp характеризуется высокой смертностью. Он часто распространяется на центральную нервную систему и глаза, вызывая эндофтальмит, негепатичные абсцессы, пневмонию, некротизирующий фасциит и менингит. Визуальным признаком этих штаммов является гипермуковисциозный фенотип, для диагностики которого может использоваться "струнный тест". Дальнейшее обследование и лечение проводятся в каждом случае индивидуально, поскольку на данный момент не существует международных клинических рекомендаций.

Трансфер генов устойчивости к противомикробным препаратам

Klebsiella pneumoniae содержит большое количество генов устойчивости к антимикробным препаратам (гены AMR). Эти гены передаются посредством плазмид от и к другим патогенным микроорганизмам человека. Сальмонелла – один из патогенных микроорганизмов человека, который часто приобретает гены AMR от Klebsiella pneumoniae. Это может способствовать лечению инфекций сальмонелл благодаря информации о возможных данных об устойчивости к антибиотикам. Большинство генов AMR в Klebsiella pneumoniae переносятся плазмидами. Примером экологической ниши может служить почва, которая часто рассматривается как место активной передачи генов. +Всего генов AMR на видСреднее количество плазмидAcinetobacter baumannii2781.5Pseudomonas aeruginosa2630Klebsiella pneumoniae4102.5Enterobacter cloacae2772.2Escherichia coli2041

В таблице показано количество генов AMR и плазмид (на штамм или подвид) по сравнению с другими распространенными видами бактерий. Для профилактики распространения инфекции могут потребоваться строгие меры гигиены рук (предпочтительно с использованием спиртосодержащего антисептика (60–90%) или мыла и воды, если руки визуально загрязнены). Спиртосодержащие антисептики эффективны против этих грамотрицательных бактерий, а также необходимо носить халаты и перчатки при посещении палат с пациентами, инфицированными Klebsiella. Медицинские учреждения также должны соблюдать строгие процедуры дезинфекции для предотвращения распространения Klebsiella.

Исследования

В лабораторных исследованиях множественные штаммы K. pneumoniae, устойчивые к нескольким лекарственным препаратам, были уничтожены in vivo при внутрибрюшинном, внутривенном или интраназальном введении фагов. Развитие устойчивости к фагам, вероятно, не будет представлять такой же проблемы, как устойчивость к антибиотикам, поскольку новые инфекционные фаги, скорее всего, будут обнаруживаться в природных резервуарах. Фаготерапию можно использовать совместно с антибиотиками для усиления их действия, а не для полной замены.

Разработка вакцины

Ожидается, что новые источники данных, описывающие глобальное бремя K. pneumoniae и лекарственно-устойчивых штаммов, придадут импульс разработке профилактической вакцины. Недавнее исследование IHME 2022 года показало, что в 2019 году K. pneumoniae был причиной 790 000 смертей [571 000–1 060 000] во всех возрастных группах при 11 инфекционных синдромах. Важно отметить, что в странах Африки к югу от Сахары K. pneumoniae стал причиной 124 000 [89 000–167 000] случаев смерти новорожденных вследствие инфекций кровотока. Основываясь на этих и других данных, вновь разработанная профилактическая вакцина в идеале должна быть разработана для предотвращения инвазивных заболеваний, вызванных K. pneumoniae, как у восприимчивых к инфекциям людей, так и в качестве материнской вакцины для профилактики неонатального сепсиса, и были опубликованы оценки глобального спроса. По состоянию на июнь 2023 года единственная клиническая программа разработки вакцины против K. pneumoniae [Kleb4V/GSK4429016A] находилась на стадии исследования фазы 1/2 у здоровых взрослых в возрасте 18–70 лет (n=166) [Идентификатор клинических испытаний: NCT04959344]. Вакцина представляет собой конъюгированную вакцину на основе O-антигена, в которой конкретные O-антигены, входящие в состав вакцины, остаются нераскрытыми [Michael Kowarik, LimmaTech Biologics, World Vaccine Congress EU, 2022], хотя лишь ограниченное число O-серотипов может составлять значительную долю клинических изолятов. Недавнее обновление корпоративного научно-исследовательского портфеля GSK за первый квартал 2024 года показало, что Kleb4V/GSK4429016A была исключена из портфеля. Статус программы в настоящее время подлежит подтверждению.