Acinetobacter baumannii -Acinetobacter baumannii

Acinetobacter baumannii
Acinetobacter baumannii
Klasyfikacja naukowa
Domena:	Bakteria
Gromada:	Proteobakterie
Klasa:	Gammaproteobakterie
Zamówienie:	Pseudomonadale
Rodzina:	Moraxellaceae
Rodzaj:	Acinetobacter
Gatunek:	A. baumannii
Nazwa dwumianowa
Acinetobacter baumannii Bouveta i Grimonta 1986

Acinetobacter baumannii jest zazwyczaj krótkie, prawie okrągły, w kształcie pręta ( pałeczka ) bakterii Gram-ujemnych bakterii . Jego nazwa pochodzi od bakteriologa Paula Baumanna. Może być patogenem oportunistycznym u ludzi, dotykającym osoby z osłabionym układem odpornościowym i staje się coraz ważniejsza jakoinfekcja szpitalna ( szpitalna ). Podczas gdy inne gatunki z rodzaju Acinetobacter są często znajdowane wpróbkach gleby (co prowadzi do powszechnego błędnego przekonania, że A. baumannii również jest organizmem glebowym), są one prawie wyłącznie izolowane ze środowisk szpitalnych. Chociaż sporadycznie znajdowano go w próbkach gleby i wody środowiskowej, jego naturalne siedlisko wciąż nie jest znane.

Bakterie z tego rodzaju nie mają wici , struktur przypominających bicz, których wiele bakterii używa do poruszania się, ale wykazują ruchliwość drgającą lub rojową. Może to być spowodowane aktywnością pilusów typu IV , struktur przypominających słupy, które można wysuwać i chować. Ruchliwość u A. baumannii może być również spowodowana wydalaniem egzopolisacharydu , tworząc warstwę łańcuchów cukrowych o dużej masie cząsteczkowej za bakterią, aby poruszać się do przodu. Mikrobiolodzy kliniczni zazwyczaj różnicują przedstawicieli rodzaju Acinetobacter od innych Moraxellaceae , wykonując test na oksydazę , ponieważ Acinetobacter spp. są jedynymi członkami Moraxellaceae, którzy nie posiadają oksydaz cytochromu c .

A. baumannii jest częścią kompleksu ACB ( A. baumannii , A. calcoaceticus i Acinetobacter gatunek genomowy 13TU). Trudno jest określić konkretne gatunki członków kompleksu ACB, a należą do nich najistotniejsi klinicznie przedstawiciele rodzaju. A. baumannii został również zidentyfikowany jako patogen ESKAPE ( Enterococcus faecium , Staphylococcus aureus , Klebsiella pneumoniae , Acinetobacter baumannii , Pseudomonas aeruginosa i gatunki Enterobacter ), grupa patogenów o wysokim wskaźniku oporności na antybiotyki, które są odpowiedzialne za większość zakażenia szpitalne.

Potocznie A. baumannii jest określany jako " Iraqibacter " ze względu na jego pozornie nagłe pojawienie się w wojskowych zakładach leczniczych podczas wojny w Iraku . Nadal jest problemem dla weteranów i żołnierzy, którzy służyli w Iraku i Afganistanie. Odporny na wiele leków A. baumannii rozprzestrzenił się do szpitali cywilnych, częściowo z powodu transportu zarażonych żołnierzy przez wiele placówek medycznych. Podczas pandemii COVID-19 koinfekcja A. baumannii wtórna do infekcji SARS-CoV-2 była wielokrotnie opisywana w literaturze.

OmpA

Adhezja może być krytycznym wyznacznikiem zjadliwości bakterii. Zdolność do przyczepiania się do komórek gospodarza pozwala bakteriom na interakcję z nimi na różne sposoby, czy to poprzez system wydzielniczy typu III, czy po prostu poprzez trzymanie się przeciw przeważającym ruchom płynów. Wykazano, że białko A błony zewnętrznej (OmpA) bierze udział w przyleganiu A. baumannii do komórek nabłonka. Pozwala to bakteriom na inwazję komórek poprzez mechanizm zamka błyskawicznego. Wykazano również, że białko lokalizuje się w mitochondriach komórek nabłonka i powoduje martwicę poprzez stymulację produkcji reaktywnych form tlenu .

Odporność na antybiotyki

Mechanizmy oporności na antybiotyki można podzielić na trzy grupy. Po pierwsze, oporność można uzyskać przez zmniejszenie przepuszczalności błony lub zwiększenie wypływu antybiotyku, a tym samym uniemożliwienie dostępu do celu. Po drugie, bakterie mogą chronić cel antybiotyku poprzez mutację genetyczną lub modyfikację potranslacyjną, a wreszcie antybiotyki mogą być bezpośrednio inaktywowane przez hydrolizę lub modyfikację. Jedną z najważniejszych broni w arsenale Acinetobacter jest imponująca plastyczność genetyczna, ułatwiająca szybkie mutacje genetyczne i rearanżacje, a także integrację obcych determinantów przenoszonych przez ruchome elementy genetyczne. Spośród nich sekwencje insercyjne są uważane za jedną z kluczowych sił kształtujących genomy bakterii i ostatecznie ewolucję.

Wyspy oporowe AbaR

Wyspy patogeniczności , stosunkowo powszechne struktury genetyczne w patogenach bakteryjnych, składają się z dwóch lub więcej sąsiadujących genów, które zwiększają zjadliwość patogenu . Mogą zawierać geny, które kodują toksyny , koagulują krew lub, jak w tym przypadku, pozwalają bakteriom opierać się antybiotykom. Wyspy oporności typu AbaR są typowe dla lekoopornych A. baumannii i w danym szczepie mogą występować różne odmiany. Każdy składa się ze szkieletu transpozonowego o długości około 16,3 kb, który ułatwia horyzontalny transfer genów . To sprawia, że ​​poziomy transfer genów tej i podobnych wysp patogenności jest bardziej prawdopodobny, ponieważ gdy materiał genetyczny zostanie przejęty przez nową bakterię, transpozony umożliwiają wyspie patogeniczności zintegrowanie się z genomem nowego mikroorganizmu. W tym przypadku dałoby to nowemu mikroorganizmowi potencjał do oparcia się niektórym antybiotykom. Geny oporności na antybiotyki są powszechnie przenoszone między bakteriami Gram-ujemnymi przez plazmidy poprzez koniugację, co przyspiesza pojawianie się nowych szczepów opornych. AbaR zawierają kilka genów oporności na antybiotyki, wszystkie flankowane przez sekwencje insercyjne . Istnieje kilka genów oporności krążących wzdłuż A. baumannii, które mogą być grupowane w grupy replikonów i mogą być przenoszone z wysoce lekoopornego Acinetobacter baumannii (XDR-AB) i wytwarzającego metalo-beta-laktamazę-1 z New Delhi Acinetobacter baumannii ( NDM-AB) na środowiskowe izolaty Acinetobacter spp. Eksperymenty z koniugacją wykazały, że geny blaOXA-23, blaPER-1 i aphA6 mogą być z powodzeniem przenoszone między izolatami klinicznymi i środowiskowymi poprzez integrony grupy plazmidów GR6 lub klasy 1 poprzez koniugację in vitro. We współpracy z niektórymi innymi genami zapewniają odporność na aminoglikozydy , aminocyklitole , tetracyklinę i chloramfenikol .

Pompy odpływowe

Pompy efflux to maszyny białkowe , które wykorzystują energię do pompowania antybiotyków i innych małych cząsteczek, które przedostają się do cytoplazmy bakteryjnej i przestrzeni peryplazmatycznej poza komórkę. Poprzez ciągłe wypompowywanie antybiotyków z komórki bakterie mogą zwiększać stężenie danego antybiotyku wymagane do ich zabicia lub zahamowania ich wzrostu, gdy cel antybiotyku znajduje się wewnątrz bakterii. Wiadomo, że A. baumannii ma dwie główne pompy efluksowe, które zmniejszają jego podatność na środki przeciwdrobnoustrojowe. Wykazano, że pierwszy, AdeB, jest odpowiedzialny za oporność na aminoglikozydy. Drugi, AdeDE, odpowiada za wypływ szerokiej gamy substratów, w tym tetracykliny, chloramfenikolu i różnych karbapenemów. Wiele innych pomp efluksowych powiązano z szczepami opornymi na A. baumannii.

Małe RNA

Małe RNA bakterii to niekodujące RNA, które regulują różne procesy komórkowe. Trzy sRNA, AbsR11, AbsR25 i AbsR28, zostały eksperymentalnie zweryfikowane w szczepie MTCC 1425 (ATCC15308), który jest szczepem ( wieloopornym ) wykazującym oporność na 12 antybiotyków. sRNA AbsR25 może odgrywać rolę w regulacji pompy usuwającej substancje z komórki i lekooporności.

Beta-laktamaza

Wykazano , że A . baumannii wytwarza co najmniej jedną beta - laktamazę , która jest enzymem odpowiedzialnym za rozszczepienie czteroatomowego pierścienia laktamowego typowego dla antybiotyków beta- laktamowych . Antybiotyki beta-laktamowe są strukturalnie podobne do penicyliny , która hamuje syntezę ściany komórkowej bakterii . Rozerwanie pierścienia laktamowego czyni te antybiotyki nieszkodliwymi dla bakterii. Zaobserwowano, że A. baumannii eksprymuje beta-laktamazy znane jako cefalosporynazy pochodzące z Acinetobacter (ADC), które są beta-laktamazami klasy C. Dodatkowo, beta-laktamazę OXA-51, beta-laktamazę klasy D, zaobserwowano u A. baumannii , która jest oflankowana przez sekwencje insercyjne, co sugeruje, że została nabyta przez poziomy transfer genu .

Tworzenie biofilmu

A. baumannii został zauważony ze względu na jego widoczną zdolność do przetrwania na sztucznych powierzchniach przez dłuższy czas, co pozwala mu przetrwać w środowisku szpitalnym. Uważa się, że jest to spowodowane jego zdolnością do tworzenia biofilmów . W przypadku wielu bakterii tworzących biofilm w procesie tym pośredniczą wici. Jednak w przypadku A. baumannii wydaje się, że w tym procesie pośredniczą pilusy. Ponadto wykazano , że zakłócenie domniemanych genów opiekuńczych pilusów i wprowadzających csuC i csuE hamuje tworzenie biofilmu. Wykazano, że tworzenie biofilmów zmienia metabolizm drobnoustrojów w biofilmie, w konsekwencji zmniejszając ich wrażliwość na antybiotyki. Może to wynikać z tego, że mniej składników odżywczych jest dostępnych głębiej w biofilmie. Wolniejszy metabolizm może uniemożliwić bakteriom przyjmowanie antybiotyków lub wykonywanie funkcji życiowych wystarczająco szybko, aby określone antybiotyki miały wpływ. Stanowią również fizyczną barierę przed większymi cząsteczkami i mogą zapobiegać wysuszeniu bakterii. Generalnie tworzenie biofilmu wiązano dotychczas z BfmRS TCS (system dwuskładnikowy) regulującym Csu pili, ekspresją Csu regulowaną przez GacSA TCS, białkami BapAb związanymi z biofilmem, syntezą poli-β-1,6-N egzopolisacharydu -acetyloglukozamina PNAG, laktony acylo-homoseryny poprzez receptor AbaR i syntazę autoinduktora AbaI. Ponadto inaktywacja operonu adeRS negatywnie wpływa na tworzenie biofilmu i powoduje zmniejszoną ekspresję AdeABC. Zakłócenie abaF wykazało wzrost podatności na fosfomycynę oraz zmniejszenie tworzenia i zjadliwości biofilmu, co sugeruje główną rolę tej pompy.

Oznaki i objawy infekcji

A. baumannii jest patogenem oportunistycznym wywołującym szereg różnych chorób, z których każda ma swoje własne objawy. Niektóre możliwe typy infekcji A. baumannii obejmują:

• Zapalenie płuc
• Infekcje krwi
• Zapalenie opon mózgowych
• Zakażenia rany i miejsca operowanego, w tym martwicze zapalenie powięzi
• Infekcje dróg moczowych

Objawy infekcji A. baumannii są często nie do odróżnienia od innych infekcji oportunistycznych wywoływanych przez inne bakterie oportunistyczne, w tym Klebsiella pneumoniae i Streptococcus pneumoniae .

Objawy zakażenia A. baumannii obejmują z kolei gorączkę i dreszcze, wysypkę, splątanie i/lub zaburzenia psychiczne, ból lub pieczenie podczas oddawania moczu, silne parcie na częste oddawanie moczu, wrażliwość na jasne światło, nudności (z wymiotami lub bez), bóle mięśni i klatki piersiowej, problemy z oddychaniem i kaszel (z żółtym, zielonym lub krwawym śluzem lub bez niego). W niektórych przypadkach A. baumannii może nie wykazywać infekcji ani objawów, jak w przypadku kolonizacji otwartej rany lub miejsca tracheostomii.

Leczenie

Ponieważ większość infekcji jest obecnie oporna na wiele leków, określenie podatności danego szczepu jest konieczne, aby leczenie było skuteczne. Tradycyjnie zakażenia leczono imipenemem lub meropenemem , ale odnotowano stały wzrost oporności na karbapenemy A. baumannii . W konsekwencji metody leczenia często opierają się na polimyksynach , zwłaszcza kolistynie, chociaż tetracykliny okazały się obiecujące w przypadku MDR A. baumannii . Kolistyna jest uważana za lek ostatniej szansy, ponieważ często powoduje między innymi uszkodzenie nerek, między innymi skutki uboczne. Metody zapobiegania w szpitalach skupiają się na częstszym myciu rąk i bardziej starannych procedurach sterylizacji. A. baumannii infekcja została niedawno leczone za pomocą terapii fagowej . Fagi są wirusami atakującymi bakterie i wykazano również, że ponownie uczulają A. baumannii na antybiotyki, na które normalnie się opiera.

Urazy pourazowe, takie jak te z improwizowanych urządzeń wybuchowych, pozostawiają duże otwarte obszary skażone szczątkami, które są podatne na zakażenie A. baumannii .

Logistyka transportu rannych żołnierzy powoduje, że pacjenci odwiedzają kilka placówek, w których mogą zarazić się A. baumannii .

Naukowcy z MIT, Harvard's Broad Institute i CSAIL z MIT odkryli związek o nazwie halicyna przy użyciu głębokiego uczenia, który może skutecznie zabić A. baumannii . Związek jest lekiem o zmienionym przeznaczeniu.

Wystąpienie u weteranów rannych w Iraku i Afganistanie

Żołnierze w Iraku i Afganistanie są narażeni na urazy spowodowane ostrzałem i improwizowanymi urządzeniami wybuchowymi . Wcześniej sądzono, że zakażenie następuje z powodu zakażenia A. baumannii w momencie urazu. Późniejsze badania wykazały, że chociaż A. baumannii może być rzadko izolowana ze środowiska naturalnego, infekcja jest bardziej prawdopodobna nabyta szpitalnie, prawdopodobnie ze względu na zdolność A. baumannii do utrzymywania się na sztucznych powierzchniach przez dłuższy czas oraz kilka obiektów, do których ranni żołnierze są narażeni podczas procesu ewakuacji poszkodowanych. Ranni żołnierze są najpierw przewożeni do obiektów I poziomu, gdzie są ustabilizowani. W zależności od stopnia urazu, żołnierze mogą być następnie przeniesieni do placówki II poziomu, która składa się z wysuniętego zespołu chirurgicznego, w celu dodatkowej stabilizacji. W zależności od logistyki miejscowości ranni żołnierze mogą kilkukrotnie przemieszczać się pomiędzy tymi obiektami, zanim ostatecznie trafią do głównego szpitala w strefie walk (poziom III). Na ogół po 1–3 dniach, kiedy pacjenci są ustabilizowani, są przewożeni drogą powietrzną do placówki regionalnej (poziom IV) w celu dodatkowego leczenia. Dla żołnierzy służących w Iraku lub Afganistanie jest to zazwyczaj Regionalne Centrum Medyczne Landstuhl w Niemczech. Ostatecznie ranni żołnierze są przenoszeni do szpitali w swoim kraju na rehabilitację i dodatkowe leczenie. Ta powtarzająca się ekspozycja na wiele różnych środowisk medycznych wydaje się być przyczyną coraz częstszego występowania infekcji A. baumannii . Wielolekooporna A. baumannii jest głównym czynnikiem komplikującym leczenie i rehabilitację rannych żołnierzy i prowadzi do dodatkowych zgonów.

Incydenty w szpitalach

Nazywane infekcją oportunistyczną, infekcje A. baumanii są bardzo rozpowszechnione w warunkach szpitalnych. A. baumanii stanowi bardzo małe zagrożenie dla osób zdrowych; jednak czynniki zwiększające ryzyko infekcji obejmują:

• Posiadanie osłabionego układu odpornościowego
• Przewlekła choroba płuc
• Cukrzyca
• Przedłużone pobyty w szpitalu
• Choroba wymagająca użycia respiratora szpitalnego
• Leczenie otwartej rany w szpitalu
• Zabiegi wymagające inwazyjnych urządzeń, takich jak cewniki moczowe

A. baumanii może się rozprzestrzeniać poprzez bezpośredni kontakt z powierzchniami, przedmiotami i skórą osób skażonych.

Dobrze udokumentowano import A. baumannii i późniejszą obecność w szpitalach. A. baumannii jest zwykle wprowadzany do szpitala przez skolonizowanego pacjenta. Ze względu na swoją zdolność do przetrwania na sztucznych powierzchniach i odporności na wysychanie może przez pewien czas pozostawać i być może zarażać nowych pacjentów. Podejrzewa się, że wzrost baumannii jest faworyzowany w warunkach szpitalnych ze względu na ciągłe stosowanie antybiotyków przez pacjentów w szpitalu. Acinetobacter może się rozprzestrzeniać poprzez kontakt osobisty lub kontakt z skażonymi powierzchniami. Acinetobacter może dostać się przez otwarte rany, cewniki i rurki oddechowe. W badaniu przeprowadzonym na europejskich oddziałach intensywnej terapii w 2009 r. stwierdzono, że A. baumannii jest odpowiedzialny za 19,1% przypadków zapalenia płuc związanego z respiratorem.

Bibliografia