Klebsiella pneumoniae Génotype K: Un agent pathogène émergent qui provoque des complications du système oculaire ou du système nerveux central septique à partir d’un abcès pyogénique du foie

Depuis, les chercheurs ont noté un syndrome de Klebsiella pneumoniae abcès hépatique pyogène compliqué d’endophtalmie ou d’infections du système nerveux central. Les données sur le rôle du génotype bactérien dans la pathogenèse de ce syndrome sont limitées. Méthodes Nous avons mené une étude de cohorte rétrospective sur des cas de K Nous avons réalisé un génotypage cps bactérien par détection de la réaction en chaîne par polymérase d’allèles spécifiques du sérotype chez des loci wzy et wzx et utilisé un test sérique in vitro pour évaluer la virulence de souches bactériennes. Résultats oculaire septique ou des complications du système nerveux central développées chez les patients% L’analyse de régression logistique a montré que le génotype K était le seul odds ratio corrigé du facteur de risque significatif; % d’intervalle de confiance, -, P = Le test de résistance au sérum a indiqué que, en moyenne, les souches K étaient significativement plus virulentes que les souches de K n =, K / K / K n =, ou d’autres génotypes n = P & lt; t; pour chaque comparaison En plus de la région cps spécifique au sérotype, le fond génomique des souches K différait également significativement de celui des souches non-K – kb kfu / région PTS, / vs /; P & lt; t; des cas où les souches du génotype K ont causé des complications, les patients n’avaient pas de maladie sous-jacente identifiable. Conclusions Le pneumotype K pneumoniae est un pathogène émergent capable de provoquer des complications septiques oculaires ou du système nerveux central catastrophiques à partir d’un abcès hépatique pyogène indépendant des maladies sous-jacentes.

Klebsiella pneumoniae provoque généralement des infections urinaires, pneumonie et autres infections chez les personnes hospitalisées dont l’immunité est compromise par des maladies sous-jacentes, telles que le diabète sucré Depuis, des chercheurs de Taiwan et plusieurs autres régions ont noté un syndrome distinctif de foie pyogène abcès qui est compliquée par une endophtalmie métastatique ou des infections du SNC [,,,,, -] Malgré une thérapie agressive, les résultats impliquent souvent une incapacité catastrophique [,,,,,, -] Il existe des controverses sur la pathogenèse de ce syndrome [« , ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, et pour le sous-groupe ayant eu une endophtalmie septique, il y avait une forte prévalence du diabète sucré [%] des patients et [%] des patients, respectivement et des souches capsulaires de sérotype K / K / [% /%] des patients et / [% /% ] des patients, respectivement Le même groupe d que les isolats K / K étaient plus résistants à la phagocytose que les isolats non K / K et qu’un mauvais contrôle glycémique altère sélectivement la phagocytose neutrophile des souches K / K chez les patients diabétiques Ils ont donc proposé que le sérotype capsulaire bactérien K / K K est un déterminant majeur de la virulence et un mauvais contrôle de la glycémie est un facteur de risque de susceptibilité aux abcès hépatiques K / KK pneumoniae et à l’endophtalmie compliquée [,, -] Cependant, d’autres études taiwanaises signalent systématiquement une prévalence plus faible du diabète sucré cas d’abcès hépatique pyogénique% -% [,, -] ou chez ceux avec complications oculaires septiques [%] des patients et [%] de patients La prévalence du diabète sucré dans les cas d’abcès hépatique K pneumoniae est encore plus faible En Corée, [%] De plus, d’autres chercheurs ont trouvé que certaines souches encapsulées du sérotype K étaient avirulentes [, -] Des expériences utilisant des recombinants à capsule-switch ont également montré que la capsule K ne confère que marginalement vir Cependant, les rôles du diabète sucré et de la capsule K dans la pathogénie de ce syndrome restent incertains. Un autre facteur pathogène potentiel est la capsule du serotype K. certaines souches capsulaires de K pneumoniae sérotype K sont très virulentes [,,], mais on en savait peu sur les aspects cliniques de ce pathogène . Des études séro-épidémiologiques suggèrent que le sérotype K est peu fréquent parmi les isolats de K pneumoniae d’Amérique du Nord, d’Europe et d’Australie. ,, -], mais est le sérotype% le plus commun dans le nord de Taiwan Il convient de noter que K pneumoniae abcès hépatique pyogène est un groupe hétérogène de maladies, pas une seule entité facteurs intra-abdominaux locaux hôte, par exemple, les voies biliaires Maladies et malignité peuvent également être impliqués dans l’apparition d’abcès hépatiques pyogènes K pneumoniae [,,,, -] Pour minimiser la confusion de tels facteurs locaux, nous avons concentré o En utilisant la mutagenèse par transposon, nous avons identifié un gène de virulence jusqu’alors inconnu, magA, et la région génomique -kb environnante , que nous avons ensuite prouvé être le gène génétique. déterminants du sérotype K capsulaire De plus, de grandes régions chromosomiques abritant des gènes de virulence supplémentaires sont sélectivement présentes sur le génome du sérotype K à quelques exceptions près. Les souches génotypiques portant toutes les régions génomiques sont fortement associées aux abcès hépatiques primitifs et aux infections métastatiques. Les contributions relatives des facteurs susmentionnés dans la pathogenèse de ce syndrome distinctif restent floues Une limitation importante des études antérieures est que la signification clinique d’une caractéristique bactérienne ou hôte a été soit extrapolée à partir de données in vitro soit supposée de sa prévalence parmi les cas, au lieu d’être déterminé par son effet sur l’incidence des cas chez un coho De plus, la plupart des études ne distinguent pas les facteurs de risque oculaires septiques ou les complications du SNC de celles des abcès hépatiques pyogènes. Il s’agit d’une étude de cohorte rétrospective portant sur les prédicteurs du développement de complications oculaires septiques ou du SNC chez des patients atteints d’abcès hépatique pyogène K pneumoniae. Nous avons comparé les groupes de génotype K et non K pour le risque de complications septiques oculaires ou du SNC, de maladies sous-jacentes de l’hôte, de résistance bactérienne au sérum humain et de génome bactérien.

Patients, matériaux et méthodes

Lieu et échantillon de l’étude Cette étude a été réalisée à l’hôpital universitaire national de Taiwan Taipei, un centre médical affilié à une université offrant des soins de référence primaires et tertiaires. Les cultures, l’identification et les tests de sensibilité des isolats ont été réalisés selon des méthodes microbiologiques standard. ,] Nous avons collecté des souches cliniques de K pneumoniae à partir d’isolats obtenus par culture de sang et / ou d’abcès hépatique de patients hospitalisés et stocké toutes les souches à-° C avant utilisation Nous avons examiné les dossiers médicaux des patients chez qui les souches collectées ont été isolées d’abcès hépatique pyogénique répondant aux critères suivants: présence d’abcès hépatique pyogène confirmé par aspiration percutanée ou drainage chirurgical et K pneumoniae isolé à partir d’un abcès hépatique ou d’une hémoculture prélevée lors du diagnostic initial d’abcès pyogénique du foie Informations sur les caractéristiques du patient et les résultats étaient systématiquement c Les procédures d’étude ont été examinées et approuvées par le comité d’examen institutionnel. Les maladies sous-jacentes les plus profondes Nous avons examiné systématiquement les dossiers médicaux pour l’existence de maladies sous-jacentes, y compris les maladies des voies biliaires, la pathologie colorectale, le traumatisme antérieur ou la chirurgie intra-abdominale. malignité, traitement immunosuppresseur, alcoolisme et diabète sucré Un diagnostic de diabète sucré a été posé si des mesures indépendantes de la glycémie étaient effectuées pendant que le patient était à jeun ⩾ mg / dL ou si une mesure aléatoire du glucose plasmatique était ⩾ mg / dL Nous avons réalisé un génotypage cps par PCR de K des allèles spécifiques du sérotype chez les loci wzy et wzx Les amorces sont listées dans le tableau Le groupe de gènes K pneumoniae cps a une organisation conservée similaire à la biosynthèse des capsules du groupe Escherichia coli g La région est spécifique au sérotype et code les enzymes pour un système de biosynthèse Wzy-dépendant, y compris les enzymes pour la production de précurseurs de nucléotides glucidiques, les glycosyltransférases et le système intestinal interne. protéines membranaires-Wzy et Wzx La polymérase Wzy assemble des polymères liés à l’undécaprényl diphosphate en utilisant des unités répétées liées aux lipides exportées par la lipase Wzx magA est l’allèle wzy du serotype K wzy_K; c’est-à-dire le gène de la sérotype K polymérase chez K pneumoniae Les groupes de gènes cps des sérotypes K, K, K, K, K et K ont des allèles différents aux locus wzy et wzx

Vue de la table grandDownload slidePrimers utilisés pour le génotypage cps et pour la détection de différentes copies de la rmpA geneTable View largeDownload slidePrimers utilisés pour le génotypage cps et pour la détection de différentes copies du gène rmpAPour la procédure de génotypage, nous avons extrait l’ADN génomique ng / μL des souches testées Une dénaturation initiale à ° C pour min a été suivie d’une dénaturation à ° C pendant s, d’un recuit à ° C pour s, et d’une extension à ° C pour min pour les cycles Il y avait un arrêt final min à ° C. souches Statens Serum Institut; Copenhague, Danemark a servi de contrôles positifs et négatifsDétection de la région génomique -kbkfu / PTS andrmpA En plus de la région cps, la région -kb kfu / PTS hébergeant des gènes de virulence pour un système d’absorption du fer et un régulateur de synthèse des exopolysaccharides sont également essentiels Nous avons déterminé la présence de la région kfu-PTS-kb comme décrit à l’origine , en utilisant les amorces kfuB-F / kfuC-R, CT / DT, et PVAR- pour la virulence complète du prototype NTUH-K. F / PVAR-R Les amorces utilisées pour déterminer la présence de rmpA sont énumérées dans le tableau. Les conditions de PCR étaient les mêmes que celles utilisées dans le génotypage cps.Résistance au sérum et dosage de la mucoviscosité des colonies Nous avons dosé la résistance des souches cliniques de K pneumoniae au sérum humain sain Nous avons classé la résistance par le rapport moyen de survie -h du taux de colonies après traitement sérique pour h par rapport à la souche de référence NTUH-K hautement résistante au sérum et la souche NTUH-K hautement sérique-sensibles étaient témoins W Nous avons dosé les séquences de la région cps des souches de référence danoises K, K, K et K et des souches cliniques taïwanaises K pneumoniae NTUH-K K, NTUH-KP K, et NTUH-KP K dans la base de données GenBank sous les numéros d’accès AB-AB Nous avons effectué l’annotation et l’analyse de wzy et wzx en utilisant la version NCBI protein-BLAST; publié en mai, base de données de motifs de protéines Pfam http: // wwwsangeracuk / Software / Pfam /, et SMART http: // smartembl-heidelbergde / Analyse statistique Nous avons réalisé tous les tests statistiques en utilisant le logiciel S-PLUS MathSoft et SAS, version SAS

Résultats

Caractéristiques du patient Nous avons identifié des patients atteints d’abcès hépatique pyogène K pneumoniae Le taux de mortalité était faible [%] des patients parce que les médecins prescrivaient un traitement antimicrobien approprié pour tous les patients de troisième génération céphalosporine dans les cas [%] tableau montre la susceptibilité discale des oculaires septiques ou Des complications du SNC ont été observées chez des patients dont le taux de déficience invalidante irréversible, y compris la perte de vision dans les yeux touchés, la quadriplégie, la paraparésie ou l’altération de la fonction corticale

Tableau View largeTélécharger la susceptibilité des souches de Klebsiella pneumoniae à la tableTable Voir grandDownload susceptibilité des souches de Klebsiella pneumoniae

Vue de la table largeTélécharger diapo Vingt-trois cas d’abcès hépatique pyogénique avec complications oculaires septiques ou du SNCTable View largeTélécharger slideTous les trois cas d’abcès hépatique pyogénique avec oculaire septique ou CNS complicationscpsgenotyping table et figure montrent la distribution du génotype des souches Les résultats de typage wzx ont été cohérents avec typage wzy dans toutes les souches testées Il n’y avait pas de réaction croisée avec les autres souches de référence de sérotype Globalement, le génotype K était le plus commun n =; %, suivi par le génotype K n =; La distribution des génotypes différait considérablement entre les abcès hépatiques primaires et secondaires. La plupart des abcès primaires étaient causés par des souches K et la plupart des abcès secondaires étaient causés par des souches non K. P & lt; Six génotypes K, K, K, K, K et K représentaient% des souches

Tableau View largeTéléchargerGénotype distribution de souches associées à un abcès hépatique pyogèneTable Voir en grandGraphiqueDispositionsGénotype de souches associées à un abcès hépatique pyogène

Figure Vue largeTélécharger la distributionGénotype distribution des souches de Klebsiella pneumoniae, par type d’abcès hépatique pyogèneFigure View largeTéléchargementGénotype Répartition des souches de Klebsiella pneumoniae, par type d’abcès hépatique pyogène Comparaison des groupes K versus non-K Les abcès hépatiques pyogènes causés par les souches K différaient significativement de ceux attribués à des souches non-K dans divers tableaux de caractéristiques cliniques Les patients infectés par des souches K étaient plus susceptibles d’être des hommes% vs%; P & lt; t; mais étaient moins susceptibles d’avoir des maladies des voies biliaires% vs%; P & lt; t; , une histoire de chirurgie intra-abdominale% vs%; P =, diabète sucré% vs%; P =; niveau médian d’hémoglobine Ac%, vs; P =, malignité% vs%; P =, ou agents pathogènes concomitants% vs%; P = Il y avait plus de patients sans maladie sous-jacente identifiable dans le groupe K que dans le groupe non-K% vs%; P & lt; t;

Tableau View largeTélécharger une lameComparaison d’abcès hépatique pyogène chez des patients infectés par Klebsiella pneumoniae de génotype K et non KTableTable AgrandirDisque de téléchargementComparaison d’abcès hépatique pyogénique chez des patients infectés par Klebsiella pneumoniae de génotype K et de souches non-KDans les cas de complications causées par des souches K, En revanche, les patients qui avaient des complications causées par des souches non-K avaient tous un diabète sucré et d’autres conditions prédisposantes telles que la leucémie aiguë, la tête traumatisme ou otite moyenne chronique Facteurs de risque pour les complications oculaires / du SNC septiques Les patients infectés par des souches K présentaient un risque significativement plus élevé que ceux infectés par des souches non-K pour le développement de complications oculaires septiques ou du SNC% vs%; P = Les analyses de régression logistique ont montré que le génotype K était le seul prédicteur significatif du tableau des complications oculaires ou du système nerveux central. Son effet est demeuré significatif. % CI, -; P =, même après que le diabète sucré et le traitement immunosuppresseur ont été contrôlés pour le tableau L’effet n’était pas significatif pour le génotype K ajusté OR; % CI, -; P = ou diabète sucré ajusté OU,; % CI, -; P =

Table View largeTableau de téléchargementAnalyse de régression logistique univariée des facteurs de risque de complications septiques ou oculaires septiquesTable View largeTélécharger DiapositiveAnalyse de régression logistique univariée des facteurs de risque de complications septiques oculaires ou du système nerveux central

Analyse de régression logistique multiple des facteurs de risque de développer des complications septiques ou oculaires septiquesTable View largeTélécharger la diapositive Analyse de régression logistique multiple des facteurs de risque de développer des complications septiques ou oculaires septiquesDifférence dans la virulence parmi les pneumoniaestrainsK Le test de résistance sérique a indiqué que la virulence était très variable chez les pneumonies. souches qui ont le même génotype cps Les souches des génotypes K, K, K et K pourraient être très résistantes ou très sensibles au sérum En moyenne, les souches K n = étaient significativement plus résistantes au sérum d’humains sains que les souches de K n =, K / K / K n =, ou K / autres génotypes n = médiane du groupe de -h taux de survie, vs, ou, respectivement; P & lt; t; , par le test de Mann-Whitney, pour chaque comparaison Il n’y avait pas de différence significative de résistance au sérum entre les souches K et K / K / K P = Néanmoins, les souches K et K / K / K étaient significativement plus résistantes au sérum que étaient K / autres souches P & lt; t; et P =, respectivement

Table View largeDownload slideDistribution de -kb kfu / région PTS, nombre de copies rmpA, et indicateurs de virulence parmi les souches de différents génotypesTable View largeDownload slideDistribution de -kb kfu / région PTS, nombre de copies rMPA, et indicateurs de virulence entre souches de différents génotypesGenomic background andrmpNombre d’empreintes L’origine génomique des souches K différait significativement des souches non-K. Le génotype K était fortement associé à la présence de la région -kb kfu / PTS dans le génome bactérien de vs de; P & lt; t; Aucune des souches K, K et K n’avait cette région rmpA de table était présente dans presque toutes les souches testées, et la plupart des% avaient & gt; copie Le nombre moyen de copies rmpA par souche de copies de souches K était significativement plus élevé que celui des copies de souches K, des copies de souches K / K / K, ou des souches de copies K / autres génotypes; pour chaque comparaison, P & lt; t; , par test t de Student; P & lt; t; , analyse de variance par route Le nombre moyen de copies de rmpA n’était pas significativement différent parmi ces derniers groupes P =, analyse de variance par route

Discussion

Nous avons utilisé un formulaire informatisé de collecte de données pour obtenir systématiquement des informations sur des conditions médicales prédéfinies. De plus, parmi les patients non diabétiques, tous ceux qui avaient un taux normal d’hémoglobine Ac de% et un résultat négatif de test de sucre dans l’urine ont subi un test sanguin. Ceci met en évidence la nécessité d’une prise de conscience clinique sur la possibilité de complications septiques oculaires ou du SNC causées par un abcès hépatique pyogène chez des personnes auparavant en bonne santé. La résistance élevée au sérum des souches K est peut-être liée à K polysaccharides capsulaires , bien que le mécanisme nécessite un examen plus approfondi En plus de la capsule bactérienne, le génome des souches de génotype K diffère aussi significativement de celui des souches non K en ce qui concerne la présence de grands fragments chromosomiques associés à la pathogénicité. Région kfu / PTS Ces résultats suggèrent que K pne Le génotype K de l’umonium devrait être considéré comme un pathogène distinctif bien que K pneumoniae ait été le pathogène le plus commun [,,] ou le deuxième le plus commun isolé des abcès hépatiques pyogènes aux Etats-Unis depuis les complications septiques, oculaires ou du SNC ont semblé rares, avec seulement quelques cas Cette rareté pourrait être due à une faible prévalence de souches de génotype K, bien que nous ne puissions exclure la possibilité que des facteurs de susceptibilité de l’hôte tels que le type HLA ou l’origine ethnique soient également impliqués. La prévalence du diabète sucré était de% de patients chez nos patients atteints d’abcès hépatique pyogénique et de% de patients chez ceux ayant des complications oculaires ou du SNC, similaire à celle rapportée dans d’autres études à Taiwan [,, ,, -] sauf par Fung et al Nos données ne montrent pas que le diabète sucré est un facteur de risque significatif de complications septiques ou oculaires septiques Ceci indique probablement que la virulence bactérienne de K stra Les effets du génotype K sur le risque de complications oculaires ou du SNC étaient également non significatifs, bien que le manque de signification statistique puisse être dû à une petite taille d’échantillon pour ce sous-groupe. Néanmoins, le sérum in vitro a montré une résistance sérique significativement plus élevée pour les souches K que K, indiquant que les souches K et K ont une virulence inégale. Nos résultats soulèvent des doutes quant à l’idée que le sérotype K ou K pourrait être considéré comme une virulence majeure Dans l’étude précédente, les souches K et K étaient «plus résistantes à la phagocytose et plus virulentes» que les souches non K / K, les données montraient en fait que les souches K étaient plus résistantes à la phagocytose que les souches K, bien que le différence était statistiquement insignifiante P = Il convient de noter qu’un manque de signification statistique n’établit pas l’équivalence , car l’étude aurait pu été sous-alimenté en raison d’une petite taille de l’échantillon K vs K souches dans le test de phagocytose; Souches K vs K dans le test de létalité des souris Dans la présente étude, nous avons utilisé une plus grande taille de l’échantillon K vs K souches et démontré un P & lt; t significatif; et différence significative Nos données suggèrent que les souches K et K devraient être traitées séparément dans les futures études. Il y a ⩾ ans, nous avons rapporté% -% de mortalité chez les patients atteints d’un abcès hépatique pyogène K pneumoniae traités par drainage du pus et administration de céfazoline plus gentamicine Dans la présente étude, les médecins ont administré un drainage pus et des céphalosporines de troisième génération plus puissantes à presque tous les patients et ont atteint un taux de mortalité de%% chez les patients non diabétiques. Cette faible mortalité est similaire à celle des rapports récents des États-Unis. La progression de la méthode de génotypage cps, basée sur la détection par PCR de magA wzy_K, fournit un diagnostic moléculaire précis, rapide et pratique pour les K hautement pathogènes. souches Cette procédure est simple et peu coûteuse et peut facilement être reproduite dans le travail de microbiologie clinique générale Bien que les souches K puissent également être identifiées par sérotypage K capsulaire en utilisant l’immunoélectrophorèse à contre-courant, cette procédure est relativement complexe, nécessite des antisérums coûteux de haute qualité, et n’est disponible que dans quelques laboratoires de référence dans le monde entier. augmentation de la fréquence de K pneumoniae isolé des abcès hépatiques pyogènes au cours des dernières décennies à Taïwan et dans d’autres régions géographiques. La présente étude montre que K pneumoniae de génotype K est un pathogène émergent capable de provoquer des complications septiques ou oculaires catastrophiques du foie pyogénique. abcès indépendant des maladies sous-jacentes de l’hôte Nos résultats soulignent la nécessité d’approfondir l’épidémiologie de cet organisme virulent

Remerciements

Soutien financier Hôpital universitaire national de Taiwan NTUH–, NTUH – S, NTUH – A, NTUH – A et NTUH – A; Conseil national des sciences NSC — B–, NSC — B–, NSC — B–, et NSC — B — MYPotentiel conflits d’intérêts Tous les auteurs: aucun conflit