Klebsiella pneumoniae es una bacteria gramnegativa , inmóvil, encapsulada , fermentadora de lactosa , anaerobia facultativa y con forma de bastón. Aparece como un fermentador de lactosa mucoide en agar MacConkey .
Aunque se encuentra en la flora normal de la boca, la piel y los intestinos, [1] puede causar cambios destructivos en los pulmones humanos y animales si se aspira, específicamente en los alvéolos, lo que da como resultado un esputo gelatinoso de color marrón o amarillo con sangre . En el ámbito clínico, es el miembro más importante del género Klebsiella de Enterobacteriaceae . También se ha demostrado la presencia de K. oxytoca y K. rhinoscleromatis en muestras clínicas humanas. En los últimos años, las especies de Klebsiella se han convertido en patógenos importantes en infecciones nosocomiales .
Se encuentra de forma natural en el suelo y aproximadamente el 30% de las cepas pueden fijar nitrógeno en condiciones anaeróbicas. [2] Como diazótrofo de vida libre , su sistema de fijación de nitrógeno ha sido muy estudiado y es de interés agrícola, ya que se ha demostrado que K. pneumoniae aumenta el rendimiento de los cultivos en condiciones agrícolas. [3]
Está estrechamente relacionado con K. oxytoca, de la que se distingue por ser indol -negativo y por su capacidad de crecer en melezitosa pero no en 3-hidroxibutirato .
El género Klebsiella debe su nombre al microbiólogo alemán Edwin Klebs (1834-1913). [ cita requerida ] También se le conoce como bacilo de Friedlander en honor a Carl Friedländer , un patólogo alemán, quien propuso que esta bacteria era el factor etiológico de la neumonía observada especialmente en individuos inmunodeprimidos, como personas con enfermedades crónicas o alcohólicos.
La neumonía adquirida en la comunidad causada por Klebsiella pneumoniae a veces puede denominarse neumonía de Friedländer . [4]
La enfermedad afecta más comúnmente a hombres de mediana edad y mayores con más frecuencia que a mujeres con enfermedades debilitantes. Se cree que esta población de pacientes tiene defensas respiratorias deterioradas, incluidas las personas con diabetes , alcoholismo , neoplasias malignas , enfermedades hepáticas, enfermedades pulmonares obstructivas crónicas , terapia con glucocorticoides , insuficiencia renal y ciertas exposiciones ocupacionales (como los trabajadores de las fábricas de papel). Muchas de estas infecciones se contraen cuando una persona está en el hospital por alguna otra razón (una infección nosocomial ).
Además de la neumonía, Klebsiella también puede causar infecciones en el tracto urinario , el tracto biliar inferior y en los sitios de heridas quirúrgicas. La gama de enfermedades clínicas incluye neumonía, tromboflebitis , infección del tracto urinario , colecistitis , diarrea , infección del tracto respiratorio superior , infección de la herida, osteomielitis , meningitis y bacteriemia , y sepsis . Para los pacientes con un dispositivo invasivo en sus cuerpos, la contaminación del dispositivo se convierte en un riesgo; los dispositivos de la sala neonatal, el equipo de soporte respiratorio y los catéteres urinarios ponen a los pacientes en mayor riesgo. Además, el uso de antibióticos puede ser un factor que aumenta el riesgo de infección nosocomial con bacterias Klebsiella . La sepsis y el choque séptico pueden seguir la entrada de la bacteria en la sangre.
Una investigación realizada en el King's College de Londres ha implicado el mimetismo molecular entre HLA-B27 y dos moléculas de superficie de Klebsiella como la causa de la espondilitis anquilosante . [5]
Klebsiella ocupa el segundo lugar, después de E. coli , en las infecciones del tracto urinario en personas mayores. [6] También es un patógeno oportunista para pacientes con enfermedad pulmonar crónica, patogenicidad entérica, atrofia de la mucosa nasal y rinoescleroma . [ cita requerida ] Están apareciendo nuevas cepas de K. pneumoniae resistentes a los antibióticos . [7]
La afección más común causada por la bacteria Klebsiella fuera del hospital es la neumonía , típicamente en forma de bronconeumonía y también bronquitis . Estos pacientes tienen una mayor tendencia a desarrollar abscesos pulmonares , cavitación, empiema y adherencias pleurales . Tiene una tasa de mortalidad de alrededor del 50%, incluso con terapia antimicrobiana . [8]
Por lo general, se debe a la aspiración y el alcoholismo puede ser un factor de riesgo, aunque también está implicado comúnmente en infecciones del tracto urinario adquiridas en el hospital y en individuos con EPOC (enfermedad pulmonar obstructiva crónica). [9] [10] En términos de la fisiopatología de la neumonía por Klebsiella , a menudo se observa la defensa de la mieloperoxidasa de los neutrófilos contra K. pneumoniae . La inactivación oxidativa de la elastasa está involucrada, mientras que el LBP ayuda a transferir elementos de la pared celular de las bacterias a las células. [11] [12]
Las personas infectadas por Klebsiella pneumoniae tienden a expectorar un esputo característico , además de tener fiebre, náuseas , taquicardia y vómitos . La Klebsiella pneumoniae tiende a afectar a personas con enfermedades subyacentes, como el alcoholismo . [9]
En términos del diagnóstico de Klebsiella pneumoniae se puede hacer lo siguiente para determinar si el individuo tiene esta infección, además de pruebas de susceptibilidad para identificar organismos resistentes a los medicamentos: [11] [9]
El tratamiento para Klebsiella pneumoniae se realiza con antibióticos como aminoglucósidos , piperacilina/tazobactam y cefalosporinas ; la elección depende de las pruebas de susceptibilidad a los antibióticos , el estado de salud de la persona, su historial médico y la gravedad de la enfermedad. [10] [13]
Klebsiella posee beta-lactamasa que le da resistencia a la ampicilina . Muchas cepas han adquirido una beta-lactamasa de espectro extendido con resistencia adicional a carbenicilina , amoxicilina y ceftazidima. Las bacterias siguen siendo susceptibles a los aminoglucósidos y algunas cefalosporinas , y se han informado diversos grados de inhibición de la beta-lactamasa con ácido clavulánico . Las infecciones debidas a patógenos gramnegativos resistentes a múltiples fármacos en la UCI han provocado el resurgimiento de la colistina . Sin embargo, se han informado cepas de K. pneumoniae resistentes a la colistina en las UCI. [11] [14] [15] [16] En 2009, cepas de K. pneumoniae con un gen llamado metalo-beta-lactamasa de Nueva Delhi ( NDM-1 ) que incluso da resistencia contra el antibiótico intravenoso carbapenémico , se descubrieron en India y Pakistán . Los casos de Klebsiella en Taiwán han mostrado una toxicidad anormal, causando abscesos hepáticos en personas con diabetes mellitus (DM); el tratamiento consiste en cefalosporinas de tercera generación . [ cita médica requerida ]
La variante hipervirulenta (hvKp) es una variante relativamente reciente de K. pneumoniae que es significativamente más virulenta que la variante clásica de K. pneumoniae (cKp). Si bien la cKp es un patógeno oportunista responsable de infecciones nosocomiales que suelen afectar a pacientes inmunodeprimidos, la hvKp es clínicamente más preocupante, ya que también causa enfermedades en individuos sanos y puede infectar prácticamente cualquier parte del cuerpo. Los rasgos genéticos que conducen a este patotipo están incluidos en un gran plásmido de virulencia y, potencialmente, en elementos conjugativos adicionales. [17]
Se describió que estas cepas recientemente identificadas sobreproducen componentes de cápsula y sideróforos para la adquisición de hierro, entre otros factores. [18] Aunque los estudios iniciales mostraron que hvKp es bastante susceptible al tratamiento con antibióticos, recientemente se ha demostrado que dichas cepas pueden adquirir plásmidos de resistencia y volverse multirresistentes a una variedad de antibióticos. [18] [19] [20]
Se originó en Asia y tiene una alta tasa de mortalidad entre la población. A menudo se propaga al sistema nervioso central y al ojo causando endoftalmitis , abscesos no hepáticos, neumonía , fascitis necrotizante y meningitis . Un rasgo visual de estas cepas es el fenotipo hipermucoviscoso y se puede utilizar una prueba de cuerda para ayudar al diagnóstico. [21] Los exámenes y tratamientos adicionales se realizan caso por caso, ya que actualmente no existen pautas internacionales. [22]
Para contraer una infección por K. pneumoniae , una persona debe estar expuesta a la bacteria . En otras palabras, K. pneumoniae debe ingresar al tracto respiratorio para causar neumonía, o a la sangre para causar una infección del torrente sanguíneo. En entornos de atención médica, la bacteria K. pneumoniae se puede transmitir a través del contacto de persona a persona (por ejemplo, manos contaminadas del personal de atención médica u otras personas de paciente a paciente) o, con menor frecuencia, por contaminación del medio ambiente; el papel de la transmisión directa del medio ambiente a los pacientes es controvertido y requiere más investigación. [23] Sin embargo, las bacterias no se transmiten a través del aire. Los pacientes en entornos de atención médica también pueden estar expuestos a K. pneumoniae cuando están conectados a respiradores o tienen catéteres intravenosos o heridas. Estas herramientas y condiciones médicas pueden permitir que K. pneumoniae ingrese al cuerpo y cause una infección. [24]
Los organismos de Klebsiella suelen ser resistentes a múltiples antibióticos. La evidencia actual implica a los plásmidos como la fuente principal de los genes de resistencia. [25] Las especies de Klebsiella con la capacidad de producir betalactamasas de espectro extendido ( ESBL ) son resistentes a prácticamente todos los antibióticos betalactámicos, excepto los carbapenémicos. Otros objetivos de resistencia frecuentes incluyen aminoglucósidos , fluoroquinolonas , tetraciclinas , cloranfenicol y trimetoprima/sulfametoxazol . [26]
La infección por enterobacterias resistentes a carbapenémicos (CRE) o enterobacterias productoras de carbapenemasas está surgiendo como un desafío importante en los entornos de atención médica. [28] [29] Una de las muchas CRE es Klebsiella pneumoniae resistente a carbapenémicos (CRKP). Durante los últimos 10 años, se ha observado un aumento progresivo de CRKP en todo el mundo; sin embargo, este nuevo patógeno nosocomial emergente es probablemente más conocido por un brote en Israel que comenzó alrededor de 2006 dentro del sistema de atención médica allí. [30] En los EE. UU., se describió por primera vez en Carolina del Norte en 1996; [31] desde entonces, CRKP se ha identificado en 41 estados; [32] y se detecta rutinariamente en ciertos hospitales de Nueva York y Nueva Jersey. Ahora es la especie de CRE más común encontrada en los Estados Unidos.
La CRKP es resistente a casi todos los agentes antimicrobianos disponibles, y las infecciones con CRKP han causado altas tasas de morbilidad y mortalidad, en particular entre personas con hospitalizaciones prolongadas y aquellas gravemente enfermas y expuestas a dispositivos invasivos (por ejemplo, respiradores o catéteres venosos centrales). La preocupación es que el carbapenem se utiliza a menudo como un fármaco de último recurso cuando se lucha contra cepas bacterianas resistentes. Nuevas mutaciones leves podrían dar lugar a infecciones para las cuales los profesionales de la salud pueden hacer muy poco, o nada, para tratar a los pacientes con organismos resistentes.
Varios mecanismos causan resistencia a los carbapenémicos en las enterobacterias. Estos incluyen la hiperproducción de la beta-lactamasa ampC con una mutación de porina de la membrana externa, la beta-lactamasa de espectro extendido CTX-M con una mutación de porina o eflujo de fármaco y la producción de carbapenemasas. El mecanismo más importante de resistencia por CRKP es la producción de una enzima carbapenemasa, blak pc. El gen que codifica la enzima blak pc se transporta en una pieza móvil de material genético (un transposón ; el transposón específico involucrado se llama Tn4401), lo que aumenta el riesgo de diseminación. La CRE puede ser difícil de detectar porque algunas cepas que albergan blak pc tienen concentraciones inhibitorias mínimas que son elevadas, pero aún dentro del rango susceptible para los carbapenémicos. Debido a que estas cepas son susceptibles a los carbapenémicos, no se las identifica como posibles riesgos clínicos o de control de infecciones utilizando las pautas estándar de pruebas de susceptibilidad. Los pacientes con colonización por CRKP no reconocida han sido reservorios de transmisión durante brotes nosocomiales. [33]
Actualmente se desconoce la extensión y prevalencia de CRKP en el medio ambiente. La tasa de mortalidad también se desconoce, pero se ha observado que puede llegar al 44 %. [34] Los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades publicaron una guía para el control agresivo de infecciones para combatir CRKP:
En 2019, hubo 192.530 muertes a nivel mundial atribuidas a cepas resistentes de Klebsiella pneumoniae . [36]
Israel 2007-2008 . Un brote nacional de CRE en Israel alcanzó su pico en marzo de 2007 con 55,5 casos por 100.000 días-paciente y requirió un plan de tratamiento a nivel nacional. La intervención implicó la separación física de todos los portadores de CRE y el nombramiento de un grupo de trabajo para supervisar la eficacia del aislamiento mediante un seguimiento cercano de los hospitales e intervenir cuando fuera necesario. Después del plan de tratamiento (medido en mayo de 2008), el número de casos por 100.000 días-paciente disminuyó a 11,7. El plan fue eficaz debido al estricto cumplimiento de los hospitales, en el que se exigió a cada uno de ellos mantener una documentación detallada de todos los portadores de CRE. De hecho, por cada aumento del 10% en el cumplimiento, la incidencia de casos por 100.000 días-paciente disminuyó en 0,6. Por lo tanto, la contención a escala nacional requiere una intervención a nivel nacional. [37]
Nevada 2016. A mediados de agosto de 2016, una residente del condado de Washoe fue hospitalizada en Reno debido a una infección por CRE (específicamente Klebsiella pneumoniae ). A principios de septiembre del mismo año, desarrolló un choque séptico y murió. En las pruebas realizadas por los CDC, se descubrió que un aislado de la paciente era resistente a los 26 antibióticos disponibles en los EE. UU., incluido el fármaco de último recurso colistina . [38] Se cree que pudo haber contraído el microbio mientras estuvo hospitalizada en la India durante dos años debido a una fractura de fémur derecho y posteriores infecciones de fémur y cadera. [39] [40] [41]
La Klebsiella pneumoniae es portadora de una gran cantidad de genes de resistencia a los antimicrobianos (genes AMR). Estos genes se transfieren a través de plásmidos desde y hacia otros patógenos humanos. Un patógeno humano que comúnmente adquiere genes AMR de la Klebsiella pneumoniae es la Salmonella . [ cita requerida ] Esto podría ayudar con el tratamiento de las infecciones por salmonela debido al conocimiento de posibles datos de resistencia a los antibióticos. [ cita requerida ]
La mayoría de los genes AMR en Klebsiella pneumoniae se transmiten por plásmidos. Un ejemplo de nicho sería el suelo, que a menudo se considera un punto clave para la transferencia de genes. [ cita requerida ]
La tabla muestra el número de genes y plásmidos AMR (por cepa o subespecie) en comparación con otras especies de bacterias comunes. [42]
Para evitar la propagación de infecciones por Klebsiella entre pacientes, el personal sanitario debe seguir precauciones específicas de control de infecciones, [24] que pueden incluir una estricta adherencia a la higiene de manos (preferiblemente usando un desinfectante para manos a base de alcohol (60-90%) o agua y jabón si las manos están visiblemente sucias. Los desinfectantes para manos a base de alcohol son eficaces contra estos bacilos gramnegativos) [43] y el uso de batas y guantes cuando ingresan a las habitaciones donde se alojan pacientes con enfermedades relacionadas con Klebsiella . Los centros de atención médica también deben seguir estrictos procedimientos de limpieza para prevenir la propagación de Klebsiella . [24]
Para prevenir la propagación de infecciones, los pacientes también deben lavarse las manos con mucha frecuencia, lo que incluye:
La K. pneumoniae puede tratarse con antibióticos si las infecciones no son resistentes a los fármacos . Las infecciones por K. pneumoniae pueden ser difíciles de tratar porque hay menos antibióticos eficaces contra ellas. En estos casos, un laboratorio de microbiología debe realizar pruebas para determinar qué antibióticos tratarán la infección. [24] En la sección anterior se ofrecen tratamientos más específicos para la neumonía por Klebsiella . Para las infecciones del tracto urinario con especies de Klebsiella resistentes a múltiples fármacos , se ha sugerido una terapia combinada con amikacina y meropenem . [44]
Se han eliminado in vivo múltiples cepas de K. pneumoniae resistentes a fármacos mediante la administración intraperitoneal, intravenosa o intranasal de fagos en pruebas de laboratorio. [45] Es poco probable que la resistencia a los fagos sea tan problemática como la de los antibióticos, ya que es probable que haya nuevos fagos infecciosos disponibles en reservorios ambientales. La terapia con fagos se puede utilizar junto con los antibióticos para complementar su actividad en lugar de reemplazarla por completo. [46]
Se espera que las nuevas fuentes de datos que describen la carga mundial de K. pneumoniae y las formas resistentes a los medicamentos impulsen el desarrollo de vacunas profilácticas. [47] El reciente estudio IHME de 2022 mostró que en 2019 K. pneumoniae fue responsable de 790 000 muertes [571 000–1 060 000] en todos los grupos de edad en 11 síndromes infecciosos. Es importante destacar que en África subsahariana K. pneumoniae fue responsable de 124 000 [89 000–167 000] muertes neonatales debido a infecciones del torrente sanguíneo. Con base en estos y otros datos, una vacuna profiláctica recientemente desarrollada idealmente estaría diseñada para prevenir la enfermedad invasiva por K. pneumoniae tanto en personas vulnerables como también como vacuna materna para prevenir la sepsis neonatal y se han publicado evaluaciones de la demanda global. [48] En junio de 2023, un único programa de desarrollo clínico para una vacuna contra K. pneumoniae [Kleb4V/GSK4429016A] se encontraba en un estudio de fase 1/2 en adultos sanos de entre 18 y 70 años (n=166) [Identificador de ensayos clínicos: NCT04959344]. La vacuna es un conjugado basado en antígeno O en el que los antígenos O específicos de la vacuna permanecen sin revelar [Michael Kowarik, LimmaTech Biologics, Congreso Mundial de Vacunas de la UE, 2022], aunque solo un número limitado de serotipos O puede representar una alta proporción de aislamientos clínicos. [49] Una reciente actualización de la línea de I+D corporativa de GSK del primer trimestre de 2024 mostró que se había eliminado Kleb4V/GSK4429016A. El estado del programa ahora está sujeto a verificación.
nueva generación de infecciones resistentes es casi imposible de tratar.
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