Биологические свойства и антибиотикорезистентность Klebsiella pneumoniae и её роль в этиологической структуре возбудителей внебольничных пневмоний

Актуальность. В условиях пандемии новой коронавирусной инфекции наиболее частыми осложнениями вирусных пневмоний являются вторичные инфекции бактериальной и грибковой этиологии. При этом глобальной угрозой для здравоохранения остаётся широкое распространение бактерий с множественной лекарственной устойчивостью. Одним из таких микроорганизмов семейства Enterobacteriaceae является Klebsiella pneumoniae, относящаяся к опасным резистентным патогенам группы ESKAPE.

Цель. Сравнительный анализ биологических свойств классических и гипермукоидных штаммов K.рneumoniaе, выделенных от пациентов с внебольничной пневмонией (ВП): характеристика их чувствительности к антибактериальным препаратам, клебсиеллёзному бактериофагу, дезинфектанту (полигексаметиленгуанидин гидрохлорид) и оценка вирулентности штаммов на модели экспериментальной инфекции белых мышей.

Материал и методы. Проведено изучение 56 штаммов клебсиелл, изолированных в диагностических количествах из образцов мокроты от пациентов. Видовую идентификацию культур проводили с помощью бактериологического и масс-спектрометрического методов. Чувствительность бактерий к антибиотикам, бактериофагу и дезинфектанту определяли в соответствии с регламентирующими документами.

Результаты. При выполнении работы было выделено 243 грамотрицательных культуры, из которых 30% составляли бактерии рода Klebsiella spp. Анализ их видового состава показал, что доминирующее место в структуре занимала K.pneumoniae. По морфологии колоний, окраске мазков по Бурри–Гинсу и положительному «стринг-тесту» были определены 14 штаммов с гипермукоидным фенотипом. Эти штаммы отличались от классических наличием более толстой капсулы в мазках, вирулентностью для белых мышей (DCL ≤ 103 м. кл.) и повышенной устойчивостью к коммерческому клебсиеллёзному бактериофагу. В то же время они характеризовались более широким спектром чувствительности к антибиотикам. Достоверных различий в чувствительности к дезинфектанту у штаммов обоих морфотипов не обнаружено.

Заключение. Полученные результаты продемонстрировали важную роль K.pneumoniae в этиологической структуре возбудителей ВП.

1. Giacobbe D.R., Battaglini D., Ball L., Brunetti I., Bruzzone B., Codda G. et al. Bloodstream infections in critically ill patients with COVID-19. Eur J Clin Invest. 2020; 50 (10): e13319. doi: 10.1111/eci.13319.

2. Filippo O., D’Ascenzo F., Angelini F., Bocchino P.P., Conrotto F., Saglietto A. et al. Reduced rate of hospital admissions for ACS during Covid-19 outbreak in Northern Italy. N Engl J Med. 2020; 383 (1): 88–89. doi: 10.1056/NEJMc2009166.

3. Комисарова Е.В., Воложанцев Н.В. Гипервирулентная Klebsiella pneumoniae — новая инфекционная угроза. Инфекционные болезни. 2019; 17 (3): 81–89. doi: https://doi.org/10.20953/1729-92252019-3-81-89.

4. World Health Organization. WHO publishes list of bacteria for which new antibiotics are urgently needed. 2017 Feb 27. Available at: http://www.who.int/en/news-room/detail/27-02-2017-who-publisheslist-of-bacteria-for-whichnew-antibiotics-are-urgently-needed Accessed 2019 Aug 14.

5. Фесенко О.В., Швайко С.Н. Пневмонии, вызванные Klebsiella pneumoniae (фридлендеровские пневмонии). Практическая пульмонология. 2019; 1: 22–31.

6. Podschun R., Ullmann U. Klebsiella spp. as nosocomial pathogens: epidemiology, taxonomy, typing methods, and pathogenicity factors. Clin Microbiol Rev. 1998; 11 (4): 589–603. doi: 10.1128/CMR.11.4.589.

7. Lev A.I., Astashkin E.I., Kislichkina A.A., Solovieva E.V., Kombarova T.I., Korobova O.V. et al. Comparative analysis of Klebsiella pneumoniae strains isolated in 2012–2016 that differ by antibiotic resistance genes and virulence genes profiles. Pathog Glob Health. 2018; 112 (3): 142–151. doi: 10.1080/20477724.2018. 1460949.

8. Wyres K.L., Holt K.E. Klebsiella pneumoniae as a key trafficker of drug resistance genes from environmental to clinically important bacteria. Curr Opin Microbiol. 2018; 45: 131–139. doi: 10.1016/j.mib.2018.04.004.

9. Catalan-Najera J.C., Garza-Ramos U., Barrios-Camacho H. Hypervirulence and hypermucovscosity: two different but complementary Klebsiella spp. Phenotypes ? Virulence. 2017; 8 (7): 1111–1123. doi: 10.1080/21505594.2017.1317412.

10. Khaertynov K.S., Anokhin V.A., Davidyuk Y.N., Nicolaeva I.V., Khalioullina S.V., Semyenova D.R. et al. Case of meningitis in a neonate caused by an extendedspectrum-beta-lactamase-producing strain of hypervirulent Klebsiella pneumonia. Front Microbiol. 2017; 8: 1576. doi: 10.3389/fmicb.2017.01576.

11. Шамина О.В., Самойлова Е.А., Новикова И.Е., Лазарева А.В. Klebsiella pneumoniae: микробиологическая характеристика, антибиотикорезистентность и вирулентность. Российский педиатрический журнал. 2020; 23 (3): 191–197. doi: http://dx.doi.org/10.18821/15609561-2020-23-3-191-197.

12. Малыгин А.С., Андреев С.С., Царенко С.В., Петрушин М.А. Антибиотикорезистентность изолятов Klebsiella pneumoniae, выделенных из крови больных COVID-19. Медицина. 2021; 2: 63–74. doi: https://doi.org/10.29234/2308-9113-2021-9-2-63-74.

13. Максимова Е.А., Козлов А.В., Лямин А.В., Жестков А.В., Гусякова О.А., Золотов М.О. Микрофлора мокроты и аутопсийного материала пациентов с COVID-19. Клиническая лабораторная диагностика. 2022; 67 (6): 380–384. doi: https://doi.org/10.51620/0869-2084-202267-6-380-384.

14. Лабораторная диагностика внебольничных пневмоний: Методические указания МУК 4.2.3115-13. М.: 2013.

15. Лабораторная диагностика внебольничной пневмонии пневмококковой этиологии: Методические рекомендации МР 4.2.0114-16. М.: 2016.

16. Использование метода времяпролетной масс-спектрометрии с матрично-активированной лазерной десорбцией/ионизацией (MALDI-ToF MS) для индикации и идентификации возбудителей I–II групп патогенности: Методические рекомендации МР 4.2.0089-14. М.: 2015.

17. Прямое белковое профилирование: Методические указания МУ для работы на приборах серии flex компании Bruker Daltonics. 2010.

18. Guo Y., Wang S., Zhan L., Jin Y., Duan J., Hao Z. et al. Microbiological and clinical characteristics of hypermucoviscous Klebsiella pneumoniae isolates associated with invasive infections in China. Front Cell Infect Microbiol. 2017; 7: 24. doi: 10.3389/fcimb.2017.00024.

19. European Committee on Antimicrobial Susceptibility testing (EUCAST). Breakpoint tables for interpretation of MICs and zone diameters. Version 12.0, 2022. https://www.eucast.org/clinical_breakpoints/

20. Рациональное применение бактериофагов в лечебной и противоэпидемической практике: Федеральные клинические рекомендаци. М.: 2014.

21. Методы лабораторных исследований и испытаний дезинфекционных средств для оценки их эффективности и безопасности: Руководство P 4.2.3676-20. М.: 2020.

22. Гланц C. Медико-биологическая статистика. Пер. с англ. М.: Практика, 1998; 459.

23. Чеботарь И.В., Бочарова Ю.А., Подопригора И.В., Шагин Д.А. Почему Klebsiella pneumoniae становится лидирующим оппортунистическим патогеном. Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. 2020; 22 (1): 4–19. doi: https://doi.org/10.36488/cmac.2020.1.4-19.

24. Choby J.E., Howard-Anderson J., Weiss D.S. Hypervirulent Klebsiella pneumoniae — clinical and molecular perspectives. J Intern Med. 2020; 287 (3): 283–300. doi: 10.1111/joim.13007.

25. Zhu J., Wang T., Chen L., Du H. Virulence Factors in Hypervirulent Klebsiella pneumonia. Front. Microbiol. 2021; 12:642484. doi: 10.3389/fmicb.2021.642484.

26. Козлова А.И., Тапальский Д.В. Чувствительность к антибиотикам и бактериофагам клинических изолятов Klebsiella pneumoniae с классическим и гипермукоидным фенотипами. Военная медицина. 2019; 1: 44–48.

27. Ясковая О.А. Практическое применение результатов исследования устойчивости микроорганизмов к дезинфицирующим средствам при проведении микробиологического мониторинга в хирургическом стационаре. МедиАль. 2018; 2: 21–24.