Klebsiella pneumoniae es una bacteria Gram negativa , inmóvil, encapsulada , fermentadora de lactosa , anaeróbica 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 produce un esputo gelatinoso con sangre, color marrón o amarillo . En el ámbito clínico, es el miembro más importante del género Klebsiella de las Enterobacteriaceae . K. oxytoca y K. rhinoscleromatis también se han demostrado en muestras clínicas humanas. En los últimos años, las especies de Klebsiella se han convertido en patógenos importantes en las infecciones nosocomiales .
Ocurre naturalmente en el suelo y alrededor del 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 del que se distingue por ser indol negativo y por su capacidad de crecer en melecitosa pero no en 3-hidroxibutirato .
El género Klebsiella lleva el nombre del microbiólogo alemán Edwin Klebs (1834-1913). [ cita necesaria ] 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 que se observa especialmente en personas inmunocomprometidas, como personas con enfermedades crónicas o alcohólicos.
La neumonía adquirida en la comunidad causada por Klebsiella pneumoniae en ocasiones puede denominarse neumonía de Friedländer . [4]
Las enfermedades afectan más comúnmente a hombres de mediana edad y mayores que a mujeres con enfermedades debilitantes. Se cree que esta población de pacientes tiene deterioro de las defensas respiratorias del huésped, incluidas personas con diabetes , alcoholismo , enfermedades 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 algún otro motivo (una infección nosocomial ).
Además de la neumonía, Klebsiella también puede causar infecciones en el tracto urinario , el tracto biliar inferior y las zonas de heridas quirúrgicas. La gama de enfermedades clínicas incluye neumonía, tromboflebitis , infección del tracto urinario , colecistitis , diarrea , infección del tracto respiratorio superior , infección de heridas, osteomielitis , meningitis , bacteriemia y sepsis . Para los pacientes con un dispositivo invasivo en su cuerpo, la contaminación del dispositivo se convierte en un riesgo; Los dispositivos de las salas neonatales, los equipos de asistencia respiratoria 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 por la bacteria Klebsiella . La sepsis y el shock séptico pueden seguir a 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 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 necesaria ] 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 , generalmente 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 comúnmente implicado en infecciones del tracto urinario adquiridas en el hospital y en personas con EPOC (enfermedad pulmonar obstructiva crónica). [9] [10] En términos de la fisiopatología de la neumonía por Klebsiella , a menudo se observa la defensa mieloperoxidasa de los neutrófilos contra K. pneumoniae . Está implicada la inactivación oxidativa de la elastasa , mientras que la LBP ayuda a transferir elementos de la pared celular de las bacterias a las células. [11] [12]
Los individuos con Klebsiella pneumoniae tienden a toser un esputo característico , además de presentar fiebre, náuseas , taquicardia y vómitos . 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 consiste en antibióticos como aminoglucósidos , pipercilina, tazobactam y cefalosporinas ; la elección depende de las pruebas de susceptibilidad a los antibióticos , el estado de salud de la persona, el historial médico y la gravedad de la enfermedad. [10] [13]
Klebsiella posee beta-lactamasa que le otorga resistencia a la ampicilina , muchas cepas han adquirido una beta-lactamasa de espectro extendido con resistencia adicional a la 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, se descubrieron en India y Pakistán cepas de K. pneumoniae con un gen llamado metalo-betalactamasa de Nueva Delhi ( NDM-1 ) que incluso otorga resistencia contra el antibiótico intravenoso carbapenem . . 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 necesaria ]
Hipervirulenta (hvKp) es una variante bastante reciente de K. pneumoniae que es significativamente más virulenta que la clásica K. pneumoniae (cKp). Si bien cKp es un patógeno oportunista responsable de infecciones nosocomiales que generalmente afectan a pacientes inmunocomprometidos, hvKp es clínicamente más preocupante ya que también causa enfermedades en individuos sanos y puede infectar prácticamente todas las partes del cuerpo. Los rasgos genéticos que conducen a este patotipo están incluidos en un plásmido de gran virulencia y potencialmente en elementos conjugativos adicionales. [17]
Se describió que estas cepas recientemente identificadas producen en exceso componentes de la 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 tales cepas pueden adquirir plásmidos de resistencia y volverse multirresistentes a una variedad de antibióticos. [18] [19] [20]
Es originaria de Asia , teniendo una alta tasa de mortalidad entre la población. A menudo se propaga al sistema nervioso central y a los ojos 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] Se realizan exámenes y tratamientos adicionales caso por caso, ya que actualmente no existen directrices 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, menos comúnmente, 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 propagan 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 Klebsiella suelen ser resistentes a múltiples antibióticos. La evidencia actual implica a los plásmidos como la fuente principal de genes de resistencia. [25] Las especies de Klebsiella con capacidad para producir betalactamasas de espectro extendido ( BLEE ) son resistentes a prácticamente todos los antibióticos betalactámicos, excepto a los carbapenémicos. Otros objetivos frecuentes de resistencia incluyen aminoglucósidos , fluoroquinolonas , tetraciclinas , cloranfenicol y trimetoprim/sulfametoxazol . [26]
La infección por enterobacterias resistentes a carbapenems (CRE) o enterobacterias productoras de carbapenemasas está surgiendo como un desafío importante en los entornos sanitarios. [28] [29] Una de las muchas CRE es Klebsiella pneumoniae resistente a carbapenems (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 probablemente sea mejor conocido por un brote en Israel que comenzó alrededor de 2006 dentro del sistema de salud de ese país. [30] En los EE. UU., se describió por primera vez en Carolina del Norte en 1996; [31] Desde entonces, CRKP ha sido identificado en 41 estados; [32] y se detecta de forma rutinaria en ciertos hospitales de Nueva York y Nueva Jersey. Ahora es la especie CRE más común que se encuentra en los Estados Unidos.
CRKP es resistente a casi todos los agentes antimicrobianos disponibles, y las infecciones por CRKP han causado altas tasas de morbilidad y mortalidad, en particular entre personas con hospitalización prolongada y aquellos en estado crítico y expuestos a dispositivos invasivos (p. ej., ventiladores o catéteres venosos centrales). La preocupación es que el carbapenem se utiliza a menudo como fármaco de último recurso para combatir cepas bacterianas resistentes. Nuevas mutaciones leves podrían provocar 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 hiperproducción de beta-lactamasa ampC con una mutación de porina de la membrana externa, beta-lactamasa de espectro extendido CTX-M con una mutación de porina o salida de fármaco y producción de carbapenemasas. El mecanismo de resistencia más importante de CRKP es la producción de una enzima carbapenemasa, blak pc. El gen que codifica la enzima blak pc se encuentra en una pieza móvil de material genético (un transposón ; el transposón específico implicado se llama Tn4401), lo que aumenta el riesgo de diseminación. La CRE puede ser difícil de detectar porque algunas cepas que albergan PC negra tienen concentraciones inhibidoras mínimas elevadas, pero aún dentro del rango de susceptibilidad a los carbapenémicos. Debido a que estas cepas son susceptibles a los carbapenémicos, no se identifican como posibles riesgos clínicos o de control de infecciones mediante las pautas estándar de pruebas de susceptibilidad. Los pacientes con colonización CRKP no reconocida han sido reservorios de transmisión durante los brotes nosocomiales. [33]
Actualmente se desconoce el alcance y la prevalencia de CRKP en el medio ambiente. La tasa de mortalidad también se desconoce, pero se ha observado que llega 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 en todo el mundo atribuidas a cepas resistentes de Klebsiella pneumoniae.[36]
Israel 2007-2008 . Un brote nacional de CRE en Israel alcanzó su punto máximo 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 transportistas de CRE y el nombramiento de un grupo de trabajo para supervisar la eficacia del aislamiento monitoreando de cerca los hospitales e interviniendo 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 efectivo debido al estricto cumplimiento hospitalario, en el que cada uno debía conservar documentación detallada de todos los transportistas 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, un residente del condado de Washoe fue hospitalizado en Reno debido a una infección por CRE (específicamente Klebsiella pneumoniae ). A principios de septiembre del mismo año, sufrió un shock séptico y murió. En las pruebas realizadas por los CDC, se descubrió que un aislado del 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]
Klebsiella pneumoniae porta 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 de RAM de Klebsiella pneumoniae es Salmonella . [ cita necesaria ] Esto podría ayudar con el tratamiento de las infecciones por salmonella debido al conocimiento de posibles datos de resistencia a los antibióticos. [ cita necesaria ]
La mayoría de los genes AMR de Klebsiella pneumoniae se transmiten por plásmidos. Un ejemplo de nicho sería el suelo, a menudo considerado un punto crítico para la transferencia de genes. [ cita necesaria ]
La tabla muestra la cantidad de genes y plásmidos de RAM (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 un estricto cumplimiento de la higiene de las manos (preferiblemente usando un desinfectante para manos a base de alcohol (60-90%) o agua y jabón si las manos están secas. visiblemente sucio. Los desinfectantes para manos a base de alcohol son eficaces contra estos bacilos gramnegativos) [43] y usar 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 evitar la propagación de Klebsiella . [24]
Para prevenir la propagación de infecciones, los pacientes también deben lavarse las manos con mucha frecuencia, lo que incluye:
K. pneumoniae se puede tratar con antibióticos si las infecciones no son resistentes a los medicamentos . Las infecciones por K. pneumoniae pueden ser difíciles de tratar porque hay menos antibióticos eficaces contra ellas. En tales casos, un laboratorio de microbiología debe realizar pruebas para determinar qué antibióticos tratarán la infección. [24] En la sección anterior se proporcionan tratamientos más específicos para la neumonía por Klebsiella . Para las infecciones del tracto urinario por especies de Klebsiella multirresistentes , se ha sugerido una terapia combinada con amikacina y meropenem . [44]
Se han eliminado in vivo múltiples cepas de K. pneumoniae resistentes a los medicamentos mediante la administración intraperitoneal, intravenosa o intranasal de fagos en pruebas de laboratorio. [45] No es probable que la resistencia a los fagos sea tan problemática como a los antibióticos, ya que es probable que haya nuevos fagos infecciosos disponibles en los reservorios ambientales. La terapia con fagos se puede utilizar junto con 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 sus formas resistentes a los medicamentos impulsen el desarrollo de vacunas profilácticas. [47] El reciente estudio del 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, lo ideal sería diseñar una vacuna profiláctica recientemente desarrollada para prevenir la enfermedad invasiva por K. pneumoniae en personas vulnerables, pero 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 18 a 70 años (n=166) [Identificador de ensayos clínicos: NCT04959344]. La vacuna es un conjugado basado en antígeno O donde los antígenos O específicos de la vacuna no se revelan [Michael Kowarik, LimmaTech Biologics, World Vaccine Congress EU, 2022] aunque solo un número limitado de serotipos O puede representar una alta proporción de aislados clínicos. [49] Una actualización reciente del canal de investigación y desarrollo corporativo de GSK del primer trimestre de 2024 mostró que Kleb4V/GSK4429016A había sido eliminado. El estado del programa ahora está sujeto a verificación.
La nueva generación de infecciones resistentes es casi imposible de tratar.
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