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[转载]全面认识——肺炎克雷伯菌 (Klebsiella pneumoniae)

已有 573 次阅读 2021-6-3 09:33 |系统分类:科普集锦|文章来源:转载

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肺炎克雷伯菌(Klebsiella pneumoniae),也称弗里德兰氏杆菌,最早是由德国微生物学家和病理学家Edwin Klebs卡尔·弗里德兰德于1882年描述的。



01

肺炎克雷伯菌简介


肺炎克雷伯菌是一种革兰氏阴性不运动的,包囊的杆状芽孢杆菌,存在于人类和非人类灵长类动物的鼻咽和胃肠道中。属于克雷伯氏菌属和肠杆菌科。兼性厌氧的,氧化酶为阴性,并从乳糖产生酸和气体。它是一种肠内细菌,在5%的健康人的肠道中可见。也可以驻留在皮肤和口腔中。


肺炎克雷伯菌可以自然存在于健康个体的肠道和呼吸道中,具有健康免疫系统的人很少发生感染疾病。

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肺炎克雷伯菌的扫描电镜观察 

图源:Janice Carr/Centers for Disease Control and Prevention (CDC)


肺炎克雷伯氏菌在人宿主中有两个主要的定植渠道:上呼吸道和肠道。肺炎克雷伯菌建立定植必须与这两个位置的微生物群和免疫系统建立的防御系统抗衡


表达多种致病性因子,包括多种粘附素,荚膜多糖,铁载体和脂多糖,可逃避宿主防御。例如,荚膜多糖(K抗原)可防止吞噬作用;染色体上携带的多种抗生素抗性基因等。


科学分类

界: 细菌界 Bacteria    

门: 变形菌门 Proteobacteria    

纲:  γ-变形菌纲 Gammaproteobacteria    

目:  肠杆菌目 Enterobacterales    

科:  肠杆菌科 Enterobacteriaceae    

属:  克雷伯氏菌属 Klebsiella


Trevisan 1885 emend. Drancourt et al. 2001    




02

肺炎克雷伯菌的人群分布


首先我们先来看看,肺炎克雷伯菌这种菌在人群中的分布情况究竟是怎样的?


我们从谷禾健康2019年近期检测人群肠道菌群样本抽取1.3万例样本,人群共计13358人,涵盖0~103岁人群。


其中肺炎克雷伯氏菌丰度占比超过1%的人群有3765例,占比28.2%。


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谷禾健康肠道菌群数据库


肺炎克雷伯菌可以逃避人体的正常保护机制。除了攻击肺和膀胱等器官外,它还引发炎症反应,从而加剧发烧和发冷等症状。


接下来我们详细了解一下,克雷伯菌感染后会有哪些症状。




03

克雷伯菌感染的症状


在新的和旧的灵长类动物中,这种细菌都与脑膜炎,腹膜炎,败血病和肺炎有关。肺炎克雷伯菌是引起肺炎的人类呼吸系统的主要病原体之一。


当细菌直接进入人体内时,通常会发生克雷伯菌感染。一旦它们进入体内并在免疫系统的防御中幸存下来,它们就会影响各种器官。疾病的症状通常取决于感染开始的位置


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感染包括泌尿道、血液、脑部等。克雷伯菌的感染迹象和症状会随感染部位的不同而不同


肺部感染


这类肺炎的主要症状是发烧和发冷,由于咳嗽,可能还会感到胸部不适,呼吸急促,疲倦。如果疾病已经蔓延很多,那么可能还会遇到一些其他症状,例如咳嗽时痰液浓稠,带血,通常被称为“黑加仑果冻痰”


像肺炎球菌一样,克雷伯菌属感染肺部一般会产生大叶性肺炎有黏液状的“粘液样”外观,并且上叶的原因不明。感染会导致血性坏死,微脓肿和空腔形成。部分克雷伯菌属还会产生慢性坏死性肺炎,并伴有疤痕和肺部解剖结构扭曲。


鼻部感染


感染克雷伯氏菌会导致鼻粘膜的恶臭消散(萎缩)。


克雷伯氏菌鼻硬膜炎可引起鼻硬化症,是鼻子和喉咙的破坏性结节性炎症。 


眼部感染


如果肺炎克雷伯菌(K. Pneumonia)感染了血液,那么它有可能会传播到眼睛并引起严重的感染,称为眼内炎。它主要引起眼睛的白色部分发炎


在较早阶段,这种感染会导致眼睛发红和轻度至重度疼痛。除了不适,还可能会从眼睛排出白色或黄色粘液。


当感染处于晚期时,会导致视力模糊和畏光。如果不加以治疗,细菌还会扩散到大脑中,并引起其他健康并发症。


血液感染


当肺炎克雷伯菌进入血液并对其进行感染时,通常会发生细菌血症。症状可能包括发冷,发烧,发抖,肌肉酸痛,疲劳和嗜睡。可能还会出现意识变化。败血症可作为反应发生。


脑膜炎


在某些由肺炎克雷伯菌引起的眼内炎中,微生物从患者的眼睛传播到大脑,并引起细菌性脑膜炎。但是,已知这种肺炎克雷伯菌很罕见,通常发生在老年人中。


当一个人患有这种类型的感染时,他们会突然发高烧,脑膜(大脑周围的保护层)感染可引起头痛,脖子僵硬,背部疼痛,疲劳。由于急性疼痛,许多人也会感到恶心和畏光的感觉。在极少数情况下,脑膜炎会引起癫痫发作。


如果不及时治疗,在某些情况下也可能导致患者死亡。


尿路感染


当肺炎克雷伯氏菌细菌进入人的尿道(包括肾脏,尿道和膀胱)时,会引起严重的尿路感染(UTI)。


起初由克雷伯菌引起的泌尿道感染通常不显示任何明显的体征。但是,随着感染的增加,开始出现许多严重的症状。


这可能会导致尿频排尿灼热感,膀胱急迫和尿失禁。其中,尿频是最常见的一种。它还可能引起发烧、小腹和骨盆区域的疼痛或不适。


这种感染通常发生在使用导尿管一段时间的患者中。通常,它在老年妇女中更为常见。


伤口感染


如果肺炎克雷伯菌通过瘀伤进入,可导致伤口愈合延迟,发红,脓液和疼痛,发烧,疲劳。


那么它也可以感染体或皮肤的软组织。这种类型的感染发生在那些因手术和受伤导致开放性伤口的人中。


可能会感到非常恶心,但是医生不一定能马上知道感染这种菌,肺炎克雷伯菌的感染通常以与其他感染相似的症状为特征。要经过诊断测试才能确认。


化脓性肝脓肿


肺炎克雷伯菌还可以感染肝脏,并在其中引起脓性病变,它被称为化脓性肝脓肿。这种类型的感染更常见于患有糖尿病一段时间或已经服用抗生素多年的人。


患有化脓性肝脓肿的人可能出现

轻度至重度发烧、呕吐(有血或无血)、急性腹泻、经常感到恶心、右上腹部轻度疼痛。




04

克雷伯菌亚种及来源


K. pneumoniae (肺炎克雷伯菌);  K. granulomatis;  K. mobilis;  K. ornithinolytica;  

K. oxytoca;  K. ozaenae;  K. planticola;  K. rhinoscleromatis;  K. singaporensis;  

K. terrigena;  K. trevisanii;  K. variicola


克雷伯菌的其他种类包括产酸克雷伯氏菌植物肺炎克雷伯菌与肺炎克雷伯菌一起可引起人尿道和伤口感染。肺炎克雷伯菌的罕见亚种会引起特别严重的疾病。


K. ozaenae


是一种罕见的人类病原体,很少引起严重感染,被认为是萎缩性鼻炎的病因(萎缩性鼻炎:以粘液脓性分泌物、粘膜结痂和恶臭为特征)。K. ozaenae菌血症是一种罕见的临床问题。在文献中,只有十二病例报告。


K. rhinoscleromatis


可导致缓慢进展的疾病,称为鼻硬化症。在首次临床表现时,患者最初可能处于疾病的第一阶段(鼻炎),伴有鼻塞、结痂和恶臭。随着疾病进展到肉芽肿阶段,患者开始出现更明显的鼻塞、畸形、鼻衄、嗅觉障碍。


K.oxytoca


与新生儿菌血症有关,尤其是在早产儿和新生儿重症监护病房中。从新生儿菌血症患者中分离出来。


K. planticola


已从诸如小麦,水稻和玉米(玉米)等植物的根中分离出了K. planticola和某些肺炎克雷伯氏菌菌株,它们在其中起着固氮细菌的作用。


K. variicola


变栖克雷伯菌K. variicola于2004年被发现,它也存在于多种植物中,包括水稻,香蕉和甘蔗。这种细菌还已经从医院环境中分离出来,在医院中它可能像其他克雷伯菌一样,是一种条件致病菌。


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Alfred Pasieka/science Photo Library 




05

肺炎克雷伯菌的传播和易感因素


肺炎克雷伯菌通常通过触摸,唾液交换和其他接触方式从一个人传给另一个人。没有被这种细菌感染的人也可以将其传播给另一个人。


它们还可以通过其他一些医疗设备传播,例如输尿管和静脉导管,呼吸机等。但是,肺炎克雷伯菌不能通过空气传播。


克雷伯菌肺炎通常发生在由于年龄,酒精滥用或糖尿病等导致免疫功能低下人群。常出现在酒精中毒或慢性肺部疾病等患者中,并且通常以医院感染的形式出现。


此外,易感因素包括营养不良,接触程度,不卫生的环境和遗传易感性等


具体易感因素如下:


1.开放性伤口

克雷伯氏菌微生物可以通过开放性伤口从一个人传播到另一个人。因此,如果有开放性伤口,那么受到这些感染的风险增加近35%。


2.酒精

酒精除了会使人醉,还会影响人的免疫系统并降低其整体能力。如果一周中的每一天几乎都喝酒,那么免疫系统可能会弱,从而增加感染肺炎克雷伯菌的风险。


3.癌症药物

通常用来治疗癌症的药物会降低人体免疫力。因此,细菌更容易在体内生长并引起感染。


4.服用抗生素

抗生素药物会降低免疫力。如果长期服用抗生素,那么感染克雷伯菌的风险就会大大增加。


5.肾衰竭

如果患有肾脏方面的疾病,那么患克雷伯氏菌感染的风险也较高。肾脏衰竭是又一个可能增加感染克雷伯菌感染的机会的原因。


6.年龄

已知衰老是最主要的因素之一,它会降低我们的免疫系统的能力。因此,肺炎克雷伯菌引起的感染通常在65岁以上的人群中更为普遍。


7.慢性肝病

肝脏有助于清洁血液中的废物成分,从而使免疫系统保持健康有活力。但是,如果一个人患有慢性肝病,肝脏就不能很好地清除血液中的废物。会降低免疫力,更容易感染细菌。


以上原因是较为常见的,当然还有一些其他原因,比如:


  • 长时间使用皮质类固醇;

  • 器官移植;

  • 慢性阻塞性肺疾病;

  • 糖尿病;

  • 使用受感染的输尿管导管;

  • 进行重大的手术;

  • 使用被感染的呼吸机。

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06

肺炎克雷伯菌的诊断


医生可能进行病史检查,也会使用影像学检查来诊断感染(例如肺炎等),但肺炎克雷伯菌的诊断主要基于实验室检查


通常,由该菌引起的肺炎,脑膜炎,伤口感染和任何其他部位感染会感到恶心。医学评估通常着重于确定感染的原因并寻找并发症的征兆,例如脓肿。


 病 史   


医生会问是否发烧,恶心,咳嗽,呼吸困难,疼痛不适以及睡眠情况。可能还会问与患有类似疾病的人的接触情况。


 体 检   


检查将包括对体温,嗓子,呼吸音的评估,以及对腹部压痛的评估。将检查任何伤口或疼痛的皮肤区域是否发红,肿胀或发热。


影像学检查


这是最常见的检查之一,医生通常会要求患者进行这些检查以定位疾病的位置和传播。假如医生怀疑肝脏有病变,那么他会要求检查。


肺炎克雷伯菌通常会影响右上肺叶,并导致形成空腔以及引起脓液的组织死亡。这些会在胸部X射线上比较明显,这就是成像检查的原因。


根据症状可能还需要对腹部,膀胱,大脑或骨骼进行影像学检查。


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 诊断测试  


医生可能还需要取样,包括血液,粪便,尿液并进行微生物检测,具体取决于怀疑的感染。


甲痰样品可以检测细菌性肺炎。


检测是否有败血症可能需要血液样本


如果怀疑细菌性脑膜炎可能需要腰椎穿刺


如果伤口被感染,需要对感染区域的一小部分样本进行检测。


如果是腹泻,可能会送检粪便样本


以上样本会被送至实验室进行培养或测序,以便识别传染性细菌(及其对抗生素的敏感性)。




07

肺炎克雷伯菌的治疗及预防


抗生素治疗


如果患者感染了非耐药性肺炎克雷伯菌,通常会用抗生素治疗。可以口服或静脉注射。


治疗持续时间因抗生素而异,但大致范围可能是2-14天。


此外,一定要告诉医生是否对青霉素过敏,青霉素过敏者无法服用某些抗生素。


     # 抗生素耐药性 #       

肺炎克雷伯氏菌是革兰氏阴性杆菌,包裹在厚多糖胶囊中。


某些肺炎克雷伯菌已经进化,尽管可以通过单药治疗(包括青霉素或类似抗生素)有效地治疗某些克雷伯菌感染,但是对这些药物产生抗药性的生物的出现仍需要开发新的治疗方法。例如,肺炎克雷伯菌对β-内酰胺抗生素有抗性,β-内酰胺类抗生素包括碳青霉烯,青霉素和头孢菌素。


耐药性是由生物体合成称为碳青霉烯酶的酶的能力引起的,该酶会水解构成这些药物抗菌活性基础的β-内酰胺环。结果,耐药的肺炎克雷伯菌感染通常需要与结构多样的药物(例如β-内酰胺抗生素和氨基糖苷)联合治疗。


 手 术 


如果有脓肿,可能需要通过外科手术将其引流。根据脓肿的位置,这可能需要在诊所进行小手术,或者可能需要在医院进行外科手术。


通常,排脓后至少还需要几天的抗生素治疗。



其他治疗新方向——微生物群


肺炎克雷伯菌感染治疗有难度,因为大多数临床分离株均表现出对几种抗生素的抗性,从而导致治疗失败和全身性传播的可能性。


好消息是,国际顶级微生物学期刊《Nature microbiology》研究发现,成熟的微生物群推动了不同免疫防御程序的发展,从而在上呼吸道和肠道限制肺炎克雷伯氏菌在这些生态位内的定植。


肠道免疫保护取决于拟杆菌、白细胞介素IL-36信号和巨噬细胞的发育。拟杆菌的这种作用需要其保守的共生定植因子的多糖利用位点。相反,在上呼吸道,变形菌门通过IL-17A增强免疫力,但是肺炎克雷伯氏菌通过包囊IL-17A来克服这些防御进而有效定植


最终发现肺炎克雷伯氏菌的宿主间传播主要发生在其肠道贮存器中,而产生共生定植因子的拟杆菌足以通过IL-36阻止宿主之间的传播。

点此查看更多:

拟杆菌预防肺炎克雷伯菌定殖和传播


附录:预防感染肺炎克雷伯菌


有必要遵循所有预防措施,尤其是手部卫生。克雷伯氏菌主要通过人与人之间的接触传播,保持手部清洁是防止细菌传播的最佳方法


身体健康的人感染的几率较低,但是住院病人或免疫力低下者需要非常注意,勤洗手:


  • 在准备食物或食用食物之前洗手;

  • 使用浴室后洗手;

  • 咳嗽、打喷嚏或擤鼻涕后洗手;

  • 更换伤口敷料和绷带前后洗手;

  • 在医院接触床头柜、床栏、门把手、遥控器和电话等表面后洗手。


早期诊断/治疗有助于降低发病率。




 主要参考文献:

Sequeira, R.P., McDonald, J.A.K., Marchesi, J.R. et al. Commensal Bacteroidetes protect against Klebsiella pneumoniae colonization and transmission through IL-36 signalling. Nat Microbiol (2020) 

Bryan Corrin MD FRCPath, Andrew G. Nicholson DM FRCPath, Klebsiella Pneumoniae Infection: Symptoms and Diagnostic Procedures. Pathology of the Lungs (Third Edition), 2011

Thea Brabb,  Martha Hanes, in The Laboratory Rabbit, Guinea Pig, Hamster, and Other Rodents, 2012

Hanifa J. Abu Toamih Atamni, Fuad A. Iraqi, in Molecular-Genetic and Statistical Techniques for Behavioral and Neural Research, 2018

Nervous System Disorders of Nonhuman Primates and Research Models

MicheleA. Fahey, SusanV. Westmoreland, in Nonhuman Primates in Biomedical Research (Second Edition), Volume 2, 2012

Quereshi, Shahab. Klebsiella Infections. Medscape.    December, 2018

Bush, Larry and Perez, Maria. Klebsiella, Enterobacter,      and Serratia Infections. Merck Manual Professional Version. April, 2018

Clegg S, Murphy CN. Epidemiology and Virulence of Klebsiella pneumoniae. Microbiol Spectr. 2016 Feb;4(1). doi: 10.1128/microbiolspec.UTI-0005-2012. PMID: 26999397.


本文转自:谷禾健康



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