Найдены биомаркеры для выявления гипервирулентной Klebsiella pneumoniae

Подготовила Елена Клещенко

Классическая Klebsiella pneumoniae (cKp) чаще встречается в западном полушарии, в первую очередь в больницах, тогда как гипервирулентная (hvKp) — в странах Азиатско-Тихоокеанского региона. Инфекция классической K. pneumoniae также может быть смертельной, однако она поражает в основном людей с ослабленной иммунной системой, а гипервирулентный патотип инфицирует практически здоровых людей. Инфекция может вызвать острые, угрожающие жизни осложнения: слепоту, которая развивается за считанные дни, абсцессы мозга и печени. Кроме того, поступает все больше сообщений о гипервирулентной K. pneumoniae, устойчивой к антимикробным препаратам, хотя для классических штаммов антимикробная устойчивость более характерна.

«Инфекция, одновременно гипервирулентная и плохо поддающаяся лечению, — скверная комбинация», — говорит Томас Руссо, профессор Школы медицины и биомедицинских наук и руководитель отделения инфекционных заболеваний Университета Буффапо. Руссо с коллегами предложили набор маркеров для точной идентификации гипервирулентной K. pneumoniae.

Сегодня на рынке нет тестов для дифференцировки классических и гипервирулентных штаммов. Так называемая проба тяжа (string test), согласно данным исследователей из Университета Буффало, не всегда точна. К тому же многие клиницисты, особенно в Северной Америке и Европе, не знают о данном возбудителе из-за его редкой встречаемости. Исследователи поставили себе задачу создать дорожную карту для разработки таких тестов. Они необходимы не только для оптимизации лечения, но и для нужд эпидемиологии, чтобы отслеживать, как часто гипервирулентная K. pneumoniae бывает причиной инфекции и приобретает антибиотикорезистентность, насколько она распространена в разных частях света, и для того, чтобы больше узнать о самом штамме и о путях передачи инфекции. Предполагается, что заразиться K. pneumoniae можно через пищу и воду, но точный способ передачи неизвестен. Также до сих пор неясно, почему гипервирулентная инфекция более распространена в азиатских странах, связано ли это с различной восприимчивостью человеческих популяций или с другими факторами.

Гипервирулентность K. pneumoniae обычно приобретается благодаря генам, находящемся в крупной плазмиде вирулентности, поэтому Руссо с коллегами предположили, что эти гены могут стать хорошими биомаркерами. Исследователи взяли изоляты крови — 85 обогащенных hvKp (от анонимных пациентов из Таиланда и США — практически здоровых людей с острыми симптомами инвазивной тканевой инфекции) и 90 обогащенных cKp (от пациентов из США, Великобритании, Канады — стран, где гипервирулентная инфекция встречается редко). При их сравнении были найдены кандидатные биомаркеры, позволяющие с высокой точностью различать эти когорты. В частности, гены peg-344, iroB, iucA (ген, вовлеченный в биосинтез железосодержащего белка сидерофора), _p rmpA и _p rmpA2 продемонстрировали диагностическую точность >0,95 для идентификации штаммов hvKp, а проба тяжа — всего 0,90. Штаммами, полученными из изолятов, инфицировали мышей и установили, что присутствие упомянутых генов ассоциировано с повышенным риском тяжелой болезни или смерти. Исследователи также показали, что высокие концентрации сидерофоров (более 30 мкг/мл) — хороший предиктор гипервирулентности. Эффективность найденных биомаркеров проверили на североамериканских и британских коллекциях: среди 110 монреальских изолятов обнаружили 1 hvKp, среди 69 оксфордских — 4, и эти штаммы тоже оказались высоколетальными в экспериментах на мышах.

Как объясняет Руссо, преимущество выбранных биомаркеров в том, что их легко выявить с помощью стандартных тестов на нуклеиновые кислоты, поэтому несложно будет создать тест для клинических применений.

Источники

Thomas A Russo et al. // Identification of biomarkers for the differentiation of hypervirulent Klebsiella pneumoniae from classical K. pneumoniae // Journal of Clinical Microbiology. Accepted manuscript posted  online 20 June 2018, DOI:10.1128/JCM.00776-18

Пресс-релиз: Biomarker is discovered for a flesh-eating pathogen that can blind or kill healthy young people