Edycja wyglądu
komórki Klebsiella pneumoniae na obrazie mikroskopowym światła wyglądają jak krótkie pręty o długości 1-2 µm i szerokości 0,5-0,8 µm. Występują pojedynczo lub w parach i są otoczone kapsułką śluzową (glikokaliksem). W Kolorze gramowym są zabarwione na różowo lub czerwono, są Gram-ujemne. Co jest charakterystyczne dla rodzaju Klebsiella, nie są one aktywnie ruchliwe (ruchliwe), dlatego nie mają wici (rzęs). Jednak powierzchnia komórki jest zajęta przez fimbria. Kolonie bakterii hodowane na glebie odżywczej nie mają specjalnego koloru, są wypukłe, w nadzorze okrągłe i dość duże o średnicy 3-4 mm, Typowy jest ich śluzowaty wygląd. Jest to spowodowane nagromadzeniem zewnątrzkomórkowych polisacharydów, które wraz z istniejącą wodą tworzą biofilm.
wzrost i metabolizm
jak zwykle u przedstawicieli Enterobacteriaceae, test katalazy jest pozytywny, a test oksydazy jest negatywny. Klebsiella pneumoniae niekoniecznie jest beztlenowa, co oznacza, że może rosnąć z tlenem lub bez niego. Jest w stanie używać disacharydu laktozy. Więcej informacji można znaleźć w sekcji Dane biochemiczne.
ponadto należy do mikroorganizmów wiążących azot, może przekształcić elementarny azot cząsteczkowy (N2) odpowiednio w amoniak (NH3) i amoniak (NH3). Zmniejszyć ilość amonu (NH4+), a tym samym uczynić go biologicznie dostępnym. Odbywa się to za pomocą kompleksu enzymatycznego nitrogenazy w środowisku beztlenowym, ponieważ kompleks enzymatyczny jest inaktywowany przez tlen. Klebsiella pneumoniae jest diazotropowa, więc może rosnąć przy użyciu N2 jako źródła azotu do tworzenia z niego własnych substancji, takich jak aminokwasy.
do uprawy odpowiednie są proste pożywki odżywcze, takie jak agar kazeinowo-sojowy pepton (kazo-agar), bakterie można również hodować na agarze krwi Kolumbii. Często stosuje się selektywne pożywki odżywcze odpowiednie do izolowania i różnicowania przedstawicieli enterobakterii, takich jak agar Mcconkey i agar eozynowo-metylenowo-niebieski (EMB), z których oba zawierają laktozę. Do dalszej selekcji zaleca się pożywkę zawierającą jako źródło węgla (związek organiczny do wytwarzania energii) tylko cytrynian i inozytol, opiera się na agarze cytrynianowym Simmonsa z dodatkiem 1% inozytolu. Klebsiella pneumoniae jest mezofilna, optymalny wzrost zachodzi w temperaturze 30-37°C, po inkubacji przez jeden do dwóch dni widoczne są kolonie. Wzrost nadal występuje również w 41 °C, ale nie w 5 °C. Szczepy bakterii wyizolowane z medycznego materiału badawczego zwykle rosną optymalnie w temperaturze 37 °C, jednak różne reakcje wykrywania w celu identyfikacji przebiegają lepiej w temperaturze inkubacji 30 °C.
zabiegi Chemotaksonomiczne
składniki komórki bakteryjnej działają jak antygeny, w Klebsiella jest to 77 różnych antygenów K (K wskazuje kapsułkę), a także 9 somatycznych antygenów O. Znaczenie diagnostyczne mają antygeny K, badanie serologiczne pozwala na rozróżnienie różnych serotypów, co w szczególności, jest stosowany w wyjaśnianiu powiązań epidemiologicznych. Istnieje jednak również metoda ELISA do wykrywania o-antygenów. Definicji można również dokonać za pomocą badań genetycznych.
przetwarzanie genetyczne
zawartość GC, czyli udział zasad nukleinowych guaniny i cytozyny w DNA bakterii, wynosi 57,0 procent molowy w szczepie bakteryjnym DSM 30104 (z kolekcji szczepów DSM niemiecka kolekcja mikroorganizmów i hodowli komórkowych). DSM 30104 jest typowym szczepem podgatunku Klebsiella pneumoniae subsp. pneumoniae, a więc i gatunek, został wyizolowany z ludzkiej krwi. Genom został w pełni zsekwencjonowany w 2012 roku.
jest reprezentowany jako pierścieniowy chromosom bakteryjny i ma rozmiar 5512 par kilobaz (KB), co jest w przybliżeniu porównywalne z rozmiarem genomu Escherichia coli. Istnieje 5425 genów kodujących, ponadto zidentyfikowano 77 Trna. Geny porównano z bazą danych genów oporności na antybiotyki (ARDB, baza danych genów oporności na antybiotyki), można było zidentyfikować 15 genów, które pośredniczą w oporności, i. a. dla beta-laktamazy klasy A i pompy wyciągowej. Dziesięć kolejnych genów koduje produkty genów, które wzmacniają bakteryjną β-laktamazę, w tym gen zwany AmpC, który koduje enzym zwany beta-laktamazą AmpC (w tym przypadku cefalosporynazą) oraz gen zwany gloB, który koduje enzym zwany metalo-β-laktamazą (w tym przypadku karbapenemazą). Od tego czasu było to ponad 4.Zsekwencjonowano 200 genomów (na podstawie okrągłego chromosomu bakteryjnego) tego gatunku, a także wykonano 913 adnotacji plazmidów (stan na 2018 r.).
plazmidy często zawierają informacje genetyczne dla oporności bakterii na antybiotyki (patrz poniżej), produkty genów są enzymami, które zmieniają określoną strukturę chemiczną antybiotyku, a tym samym zapobiegają działaniu leku. W przypadku Klebsiella pneumoniae są to beta-laktamazy kodowane w osoczu, takie jak SHV-1, TEM-1, TEM-2 lub inne β-laktamazy o rozszerzonym spektrum (ESBL).Od początku XXI wieku zaobserwowano również oporność na karbapenemy indukowaną przez karbapenemazy (beta-laktamazę hydrolizującą karbapenem), które nazywane są PDA (karbapenemazy Klebsiella pneumoniae) na cześć bakterii wytwarzającej bakterie, różne warianty nazywane są PDA-1, PDA-2 lub PDA-3. Osobliwością plazmidów jest to, że wymieniają poziomy transfer genów między różnymi gatunkami bakterii, a tym samym „przenoszą” oporność na antybiotyki. Przypadek kliniczny przenoszenia plazmidu z genem oporności blaKPC-3 z K. pneumoniae do K. aerogenes opisano tam w artykule.
badanie sekwencji nukleotydowej poszczególnych genów wykazało, że gatunek Klebsiella pneumoniae ma dużą różnorodność. Dalsze badania genetyczne, takie jak modyfikacja procedury PCR przy użyciu przypadkowo zduplikowanego polimorficznego DNA (RAPD), potwierdzają obecność trzech różnych grup filogenetycznych zwanych KpI, KpII i KpIII. Nie są identyczne z trzema podgatunkami. Dalsze badania genetyczne w ostatnich latach, takie jak sekwencjonowanie rybosomalnego RNA 16S (rRNA) i analiza sekwencji wielolokusowej (MLSA) niektórych genów, doprowadziły do klasyfikacji członków grupy KpII odpowiednio jako Klebsiella quasipneumoniae. szczepy grupy filogenetycznej KpIII nazywane są Klebsiella variicola.
patogenność
traktują trzy podgatunki K. zapalenie płuc przypisano grupie ryzyka 2 zgodnie z rozporządzeniem w sprawie substancji organicznych w połączeniu z TRBA (przepisy techniczne dotyczące biologicznych substancji roboczych) 466 . U K. pneumoniae subsp. pneumoniae i K. pneumoniae subsp. rhinoscleromatis występuje również w ht, wskazuje, że bakteria jest patogenna dla ludzi i kręgowców, ale zwykle nie zachodzi transmisja między obiema grupami gospodarzy.
K. zapalenie płuc ma kilka czynników wirulencji. Kapsułka (glikokaliks) chroni przed fagocytozą przez fagocyty, komórki układu odpornościowego. W ten sposób zakłóca system dopełniacza zaangażowany w obronę przed mikroorganizmami, zapobiegając jego aktywacji lub wchłanianiu już uwolnionych polipeptydów, takich jak C3b. adhezyny umożliwiają przyłączanie się do komórek gospodarza. Niektóre adhezyny K. pneumoniae działają jednocześnie jako hemaglutyniny i należą do fimbriów (Pili). Fimbrie typu 1 powodują widoczne gromadzenie się (aglutynację) w czerwonych krwinkach świnek morskich, przyczepiają się do ludzkich komórek nabłonkowych jelit lub komórek nabłonkowych pochodnych dróg moczowych. K. Izolaty zapalenia płuc z próbek medycznych tworzą więcej fimbrii typu 1 niż Izolaty z próbek środowiskowych. Występują również fimbrie typu 3, zapewniają one przywiązanie bakterii do systemu korzeniowego roślin, a także u ludzi do komórek śródbłonka, komórek nabłonkowych pęcherzyków płucnych i pochodnych dróg moczowych oraz kolagenu typu V. jaką rolę odgrywają fimbrie typu 3 w zakażaniu ludzi, nadal pozostaje przedmiotem badań. Uważa się, że są odpowiedzialni za kolonizację inwazyjnych urządzeń medycznych, które pozostają w ciele przez długi czas.
lipopolisacharydy (LPS) błony zewnętrznej działają jako antygeny, łańcuchy polisacharydowe skierowane na zewnątrz nazywane są antygenami O (można porównać Obwód Kaufmana-White ’ a stosowany w salmonellach). K. zapalenie płuc ma dziewięć różnych antygenów o, z których najczęstszym jest O1. O-antygeny również zakłócają kaskadę reakcji układu dopełniacza. Ponadto O1 bierze udział w martwicy zakażonych tkanek. Siderofory bakteryjne są również ważne dla patogenności. Służą one do dostarczania komórkom jonów żelaza niezbędnych do metabolizmu poprzez wiązanie jonów Fe3+. K. zapalenie płuc tworzy enterobaktynę (enterochelin), a tylko niektóre szczepy dodatkowo wytwarzają aerobaktynę. W serotypach K1 i K2 znaleziono plazmid, na którym kodowana jest informacja genetyczna dla hydroksaminianu aerobaktyny. Jeśli geny te zostaną przeniesione do szczepu bez plazmidu przez transformację, wówczas transformowane komórki wykazują 100-krotną zwiększoną zjadliwość. Również yersiniabaktyna, siderofor typowy dla gatunków Yersinia, jest tworzona przez niektóre szczepy.
badania biochemiczne
K. pneumoniae jest ściśle związany z K. aerogenes (wcześniej przypisany do rodzaju Enterobacter) i Enterobacter cloacae. Bakterie wykazują wyraźną wszechstronność w zakresie stosowania różnych węglowodanów i, z kilkoma wyjątkami, mają takie same właściwości biochemiczne, jak na przykład istniejące enzymy i wynikające z tego właściwości metaboliczne.
członkowie rodzaju Klebsiella przeprowadzają fermentację 2,3-butanodiolu w celu wytworzenia energii, jako typowa fermentacja, test Vogesa-Proskauera pokazuje, że acetoina, półprodukt fermentacji 2,3-butanodiolu, jest produktem pośrednim fermentacji 2,3-butanodiolu.
członkowie rodzaju Klebsiella przeprowadzają fermentację 2,3-butanodiolu w celu uzyskania energii.. Przedstawiciele pokrewnych rodzajów Enterobacter i Klebsiella reagują na to pozytywnie. Zasadniczo dotyczy to również K. pneumoniae, jednak podgatunki lub poszczególne szczepy bakterii wykazują różne reakcje, więc również wynik negatywny W teście VP. Szczep typu DSM 30104, w przeciwieństwie do opisu gatunku, jest VP-ujemny (dlatego nie wytwarza acetoiny z pirogronianu), w tym celu wykazuje pozytywny wynik w teście metylrotu, co jest charakterystyczne dla przedstawicieli mieszanej fermentacji kwasowej. Te różnice w fenotypie fizjologicznym odzwierciedlają różnorodność genetyczną gatunków bakterii. Ponadto inne cechy biochemiczne również nie mogą być jasno określone w obrębie gatunku. Tak więc test indolu jest głównie odpowiedni jako cecha wyróżniająca między K. pneumoniae (indol-ujemny) i Klebsiella oxytoca (indol-dodatni), jednak istnieją również pewne szczepy indol-dodatnie K. pneumoniae.
dalsze badania wykrywania
zamiast wykrywania bakterii są często ograniczone do określenia serotypu lub wykrycia poszczególnych czynników wirulencji lub genów oporności.
.
zamiast wykrywania, bakterie są często ograniczone do określenia serotypu lub wykrycia poszczególnych czynników wirulencji lub genów oporności. Antygeny K I O można zdefiniować zarówno przez „warunkowo” serologiczne (zwane serotypowaniem w literaturze anglojęzycznej), jak i przez nie od czasu rozpowszechnienia technik biologii molekularnej, na przykład za pomocą analizy sekwencji wielolokusowej (MLSA). Porównując z licznymi zsekwencjonowanymi genomami tego gatunku, można było wykazać, że serotyp O1 prawie zawsze występuje w szczepach z antygenami kapsułkowymi K1 lub K2. Serotypy K1 i K2 są uważane za hiperwirulentne. Oznaczanie antygenów kapsułkowych można również przeprowadzić za pomocą multipleksowej PCR (wykryto więcej niż jeden odcinek genomu) i elektroforezy pola pulsacyjnego (PFGE).
Identyfikacja metodą MALDI-TOF w połączeniu ze spektrometrią mas (MS) jest głównie odpowiednia do wykrywania klebsielli, ale nie zawsze jest wiarygodna w odniesieniu do różnic blisko spokrewnionych rodzajów, takich jak Raultella. Widma wielu gatunków Gram-ujemnych należących do Enterobacteria wykazują duże nakładanie się (od 2013 r.), co utrudnia identyfikację. W innym systematycznym badaniu bakterii hodowanych w płynnym roztworze odżywczym zawierającym krew stwierdzono, że bakterie w szczególności są nieprawidłowo identyfikowane za pomocą kapsułki. Z drugiej strony, po wykryciu oporności na antybiotyki, MALDI-TOF może być stosowany do wykrywania braku lub zmniejszenia obecności białek w błonie zewnętrznej (angielski: białka błony zewnętrznej, OMP). U K. ważne jest tutaj zapalenie płuc OmpK36, ważna porina błonowa, przez którą antybiotyki β-laktamowe dostają się do komórki. U opornych szczepów jest nieobecny lub trenowany w niewielkich ilościach.
