REDIGER UTSEENDE
cellene i Klebsiella pneumoniae vises i det lyse mikroskopiske bildet som korte stenger med en lengde på 1-2 µ og en bredde på 0,5–0,8 µ. De er til stede enkeltvis eller i par og er omgitt av en slimete kapsel (glykoksyx). I Gramfarging er de farget rosa til rødt, de er gram-negative. Som det er typisk for Slekten Klebsiella, er de ikke aktivt mobile (motile), så de har ikke flagella (flagella). Imidlertid er celleoverflaten okkupert av fimbriae. Bakteriekolonier dyrket på næringsmedium har ingen spesiell farge, de er konvekse hevet, runde i toppvisningen og ganske store med en diameter på 3-4 mm, deres slimete utseende er typisk. Dette skyldes akkumulering av ekstracellulære polysakkarider, som sammen med vannet til stede danner en biofilm.
Vekst og METABOLISME
som vanlig for representanter For Enterobacteriaceae er katalasetesten positiv og oksidasetesten er negativ. Klebsiella pneumoniae er fakultativt anaerob, dvs. det kan vokse med eller uten oksygen. Det er i stand til å utnytte disakkarid laktose. Ytterligere informasjon finner du i Avsnittet Biokjemisk bevis.
i tillegg er det en av nitrogenfikserende mikroorganismer, det kan redusere elementært molekylært nitrogen (N2) til ammoniakk (NH3) eller ammonium (NH4+) og dermed gjøre det biologisk tilgjengelig. Dette gjøres ved hjelp av enzymkomplekset nitrogenase i et anoksisk miljø, siden enzymkomplekset er inaktivert av oksygen. Klebsiella pneumoniae er diazotropisk, slik at Den kan vokse Med N2 som en nitrogenkilde for å bygge opp cellespesifikke stoffer som aminosyrer.
Enkle næringsmedier er egnet for dyrking, for eksempel kasein-soya-peptone agar (CASO agar), bakteriene kan også dyrkes På Columbia blood agar. Ofte brukes selektive næringsmedier som er egnet for å isolere og skille mellom representanter for enterobakterier, For Eksempel MacConkey agar og eosin-metylenblå agar (EMB), som begge inneholder laktose. For videre utvelgelse anbefales et næringsmedium, som som kilde til karbon (organisk forbindelse for energiproduksjon) inneholder bare citrat og inositol, den er basert På Simmons citratagar med tilsetning av 1% inositol. Klebsiella pneumoniae er mesofil, optimal vekst oppstår ved en temperatur på 30-37 °C, kolonier er synlige etter inkubasjon i en til to dager. Veksten skjer også ved 41 ° C, men ikke ved 5 ° C. Bakteriestammer isolert fra medisinsk undersøkelsesmateriale vokser vanligvis optimalt ved 37 ° C. imidlertid fortsetter ulike deteksjonsreaksjoner for identifikasjon bedre ved en inkubasjonstemperatur på 30 ° C.
Kjemotaksonomi
komponenter i bakteriecellen virker som antigener, I Klebsiella er disse 77 Forskjellige K-antigener (K refererer til kapselen), samt 9 somatiske O-antigener. Av diagnostisk betydning er k-antigenene, ved serologisk undersøkelse kan de forskjellige serotyper skille seg ut, som blant annet. brukes i avklaring av epidemiologiske forhold. Det er imidlertid OGSÅ EN ELISA-metode for påvisning Av O-antigenene. Bestemmelsen kan også utføres ved hjelp av genetiske studier.
GENETIKK
GC-innholdet, dvs. andelen av nukleobasene guanin og cytosin i bakterielt DNA, er 57,0 mol prosent FOR bakteriestammen DSM 30104 (fra stamme samlingen dsm tysk Samling Av Mikroorganismer og Cellekulturer). DSM 30104 er typen stamme Av Underartene Klebsiella pneumoniae subsp. pneumoniae og dermed også arten, ble han isolert fra menneskelig blod. Genomet ble fullstendig sekvensert i 2012.
Det er tilstede som et ringformet bakteriekromosom og har en størrelse på 5,512 kilobase par (kb), som er omtrent sammenlignbar med genomstørrelsen Til Escherichia coli. Det er 5.425 kodende gener tilstede, i tillegg har 77 trna blitt identifisert. Genene ble sammenlignet Med Antibiotikaresistens Gener Database (ARDB, antibiotikaresistens Gen Database), var det mulig å identifisere 15 gener som formidler resistens, u. a. for en klasse a beta-laktamase og en efflukspumpe. Ti andre gener koder for genprodukter som utvider bakteriens β-laktamase-egenskaper, inkludert genet kalt ampC, som koder for enzymet Kalt AmpC-beta-laktamase (i dette tilfellet en cefalosporinase) og genet kalt gloB, som koder for et enzym kalt metallo-β-laktamase (i dette tilfellet en karbapenemase). Siden da, over 4 har vært.200 genomer (basert på det sirkulære bakterielle kromosomet) av denne arten ble sekvensert, og 913 merknader av plasmider ble også utført (fra 2018).
Plasmider bærer ofte den genetiske informasjonen for antibiotikaresistens (se nedenfor) av bakterien, genproduktene er enzymer som forandrer en viss kjemisk struktur av et antibiotika og derved forhindrer virkningen av stoffet. I Klebsiella pneumoniae er disse plasmid-kodede beta-laktamaser, SOM SHV-1, TEM-1, TEM-2 eller ANDRE ESBL (extended Spectrum β-laktamaser).Siden begynnelsen av det 21. århundre har også resistens mot karbapenemer blitt observert, forårsaket av karbapenemaser (karbapenemhydrolyserende beta-laktamase), som refereres TIL SOM KPC (Klebsiella pneumoniae carbapenemases) etter den produserende bakterien kalles forskjellige varianter KPC-1, KPC-2 eller KPC-3. Egenskapen til plasmider er at de utveksles mellom forskjellige typer bakterier ved horisontal genoverføring, og dermed blir antibiotikaresistens «overført». En klinisk saksrapport om overføring av et plasmid med resistensgenet blaKPC-3 fra K. pneumoniae Til k. aerogenes er beskrevet der i artikkelen.
studien av nukleotidsekvensen av individuelle gener viste at Arten Klebsiella pneumoniae har et stort mangfold. Videre genetiske undersøkelser, for eksempel en modifikasjon AV PCR-metoden med tilfeldig duplisert polymorf DNA (RAPD), bekrefter forekomsten av tre forskjellige fylogenetiske grupper, som refereres Til Som KpI, KpII og KPIII. De er ikke identiske med de tre underartene. Videre genetiske undersøkelser de siste årene, som sekvensering AV 16s ribosomal RNA (rRNA) og multi-locus sekvensanalyse (MLSA) av visse gener har ført til klassifisering av representanter for gruppen KpII Som Klebsiella quasipneumoniae og stammene til den fylogenetiske gruppen KpIII som Klebsiella variicola.
Patogenitet Rediger
De tre underartene Av K. pneumoniae er tildelt risikogruppe 2 Av Biosoffverordnung i forbindelse MED TRBA (Tekniske Regler for Biologiske Midler) 466. I K. pneumoniae subsp. pneumoniae og k. pneumoniae subsp. rhinoscleromatis inneholder også bemerkningen ht, det indikerer at bakterien er patogen for mennesker og vertebrater, men som regel er det ingen overføring mellom begge vertsgrupper.
k. pneumoniae har flere virulensfaktorer. Kapselet (glykoksyx) beskytter mot fagocytose av fagocytter, celler i immunsystemet. Det forstyrrer komplementsystemet som er involvert i forsvaret mot mikroorganismer ved å forhindre aktivering eller absorpsjon av allerede frigjorte polypeptider, Som C3b. Adhesiner tillater det å feste seg til vertscellene. Noen adhesiner Av k. pneumoniae virker samtidig som hemagglutininer og er tildelt fimbriae (pili). Type 1 fimbriae fører til en synlig agglutinering i erytrocytter av marsvin, de fester seg til humane epitelceller i tarmen eller epitelceller i urinveiene. K. pneumoniae isolater fra medisinske prøver danner mer type 1 fimbriae enn isolater fra miljøprøver. Type 3 fimbriae forekommer også, de formidler bakteriens vedlegg til plantens rotsystem, så vel som hos mennesker til endotelceller, epitelceller i lungalveolene og urinveiene og til kollagen Type V. rollen av type 3 fimbriae i infeksjon av mennesker er fortsatt gjenstand for forskning. Det antas at de er ansvarlige for kolonisering av invasive medisinske enheter som forblir i kroppen i lang tid.
lipopolysakkaridene (lps) av ytre membran virker som antigener, de utadrettede polysakkaridkjedene kalles O-antigener (sammenlign Kauffmann-Hvite skjemaet som brukes til salmonella). K. pneumoniae besitter ni forskjellige o antigener, Med O1 som den mest tallrike. O-antigenene forstyrrer også reaksjonskaskaden til komplementsystemet. I tillegg er O1 involvert i nekrose av infisert vev. De bakterielle sideroforene er også viktige for patogenitet. De tjener til å forsyne cellene med jernioner som er essensielle for metabolisme ved å binde Fe3+ ioner. K. pneumoniae danner enterobactin (enterochelin), mens bare noen stammer i tillegg produserer aerobactin. I serotypene K1 Og K2 er det funnet et plasmid hvor den genetiske informasjonen for hydroksamatet aerobactin er kodet. Hvis disse genene overføres til en stamme uten plasmid ved hjelp av transformasjon, har de transformerte cellene en økt virulens med en faktor på 100. Også, yersiniabactin, en siderophore typisk For Yersinia arter, dannes av noen stammer.
Biokjemiske deteksjoner
k. pneumoniae er nært beslektet Med K. aerogenes (tidligere plassert i slekten Enterobacter) Og Enterobacter cloacae. Bakteriene viser en utpreget allsidighet når det gjelder utnyttelse av forskjellige karbohydrater, og har med noen få unntak de samme biokjemiske egenskapene, som enzymer tilstede og de resulterende metabolske egenskapene.
Representanter For Slekten Klebsiella utfører 2,3-butandiol-gjæring for energiproduksjon som en typisk gjæring, oppdages acetoin, et mellomprodukt av 2,3-butandiol-gjæring, i Voges-Proskauer-testen. Representanter for den relaterte slekten Enterobacter Og Klebsiella reagerer positivt her. I prinsippet gjelder Dette Også For k. pneumoniae, men underartene eller individuelle bakteriestammer viser forskjellige reaksjoner, dvs. også et negativt resultat i vp-testen. Typen stamme DSM 30104, i motsetning til beskrivelsen av arten, ER VP-negativ (det vil si at den ikke produserer acetoin fra pyruvat), men det viser et positivt resultat i metylrødtesten, som er typisk for representanter for blandet syrefermentering. Disse forskjellene i den fysiologiske fenotypen gjenspeiler det genetiske mangfoldet av bakterieartene. Andre biokjemiske egenskaper er heller ikke klart definert innenfor arten. Dermed er indolprøven i utgangspunktet egnet som et kjennetegn mellom K. pneumoniae (indol negativ) og Klebsiella oxytoca (indol positiv), men det er også noen indol-positive stammer Av k. pneumoniae.
Videre deteksjonsarbeid
I Stedet for å oppdage bakterien, er man ofte begrenset til bestemmelse av serotypen eller påvisning av individuelle virulensfaktorer eller resistensgener. K-og O-antigenene kan bestemmes både» konvensjonelt » serologisk (referert til som serotyping i engelskspråklig litteratur) og, siden spredningen av molekylærbiologiske metoder, også av disse, for eksempel ved hjelp av multi-locus sekvensanalyse (MLSA). Sammenlignet med de mange sekvenserte genomene av arten, var det mulig å vise at serotypen O1 nesten alltid forekommer i stammer Med kapselantigenene K1 eller K2. Serotypene K1 og K2 regnes som hypervirulente. Kapselantigenene kan også bestemmes av multiplex PCR (mer enn en genomseksjon oppdages) og pulserende feltgelelektroforese (PFGE).
Identifikasjon VED HJELP AV MALDI-TOF-metoden i kombinasjon med MASSESPEKTROMETRI (MS) er i utgangspunktet egnet for å oppdage Klebsiella, men er ikke alltid pålitelig når det gjelder å skille nært beslektede slekter, for Eksempel Til Raoultella. Spektrene til Mange Gram-negative arter som tilhører enterobakterier, viser en stor avtale (fra 2013), noe som gjør identifisering vanskelig. En annen systematisk studie av bakterier dyrket i en flytende, blodholdig næringsoppløsning viste at spesielt bakterier med en kapsel ikke er korrekt identifisert. PÅ DEN annen side, NÅR DET oppdages antibiotikaresistens, KAN MALDI-TOF brukes til å oppdage fravær eller redusert tilstedeværelse av proteiner i ytre membran (engelsk: ytre membranproteiner, OMP). Til K. pneumoniae, OmpK36 er viktig her, en viktig membranporin gjennom hvilken β-laktamantibiotika kommer inn i cellen. I resistente stammer er den fraværende eller dannet i små tall.
