بررسی فاکتور های بیماری زایی کلبسبلا پنومونیه

: Klebsiella pneumoniae یکی از مهم ترین پاتوژن های فرصت طلب گرم منفی در انسان است که با طیف وسیعی از عفونت های بالینی از جمله پنومونی، عفونت های ادراری، عفونت های خونی، عفونت های زخم، مننژیت و آبسه های عمقی ارتباط دارد و در بیماران بستری، سالمندان و افراد دارای نقص ایمنی اهمیت ویژه ای پیدا می کند. این باکتری از عوامل مهم عفونت های اکتسابی از جامعه و بیمارستان است و در منابع مختلف به عنوان یکی از علل اصلی عفونت های ادراری مرتبط با کاتتر و عفونت های تنفسی گزارش شده است؛ به گونه ای که در برخی مطالعات، K. pneumoniae حدود 8.7 تا 16.9 درصد عفونت های ادراری اکتسابی از جامعه و 10 تا 11 درصد عفونت های ادراری مرتبط با کاتتر بیمارستانی را شامل می شود، و در پنومونی نیز سهم قابل توجهی دارد.(1-3)
این باکتری از اعضای مهم گروه ESKAPE محسوب می شود و به دلیل توانایی بالای بقا، چسبندگی، کلونیزاسیون، ایجاد بیوفیلم و کسب مقاومت دارویی، یکی از چالش های اصلی درمان در محیط های بالینی است. از نظر بیماریزایی دو نوع کلی برای آن در نظر گرفته می شود: سویه های کلاسیک (classical K. pneumoniae; cKp) که بیشتر با عفونت های بیمارستانی و فرصت طلبانه مرتبط اند، و سویه های هایپر ویرولانت (hypervirulent K. pneumoniae; hvKp) که حتی در افراد سالم جامعه نیز ایجاد عفونت می کنند و تمایل بیشتری به گسترش هماتولوژیک و ایجاد عفونت های مهاجم دارند. hvKp معمولا با فنوتیپ هیپرموکوویسکوز، افزایش تولید کپسول، و حضور نشانگرهایی مانند rmpA/rmpA2 و iuc و سروتیپ های K1/K2 شناخته می شود، در حالی که cKp بیشتر با الگوی فرصت طلبانه و در زمینه بیمارستانی دیده می شود.
ویرولانس K. pneumoniae حاصل برهم کنش مجموعه ای از فاکتورهای سطحی، ساختاری و ترشحی است که به باکتری اجازه می دهد به اپی تلیوم بچسبد، از فاگوسیتوز فرار کند، آهن را جذب کند، در برابر سرم مقاوم باشد و در بافت ها تهاجم ایجاد کند. مهم ترین این عوامل شامل کپسول پلی ساکاریدی، لیپوپلی ساکارید، فیمبریه های نوع 1 و 3، سیدروفورهای جذب آهن مانند انتروباکتین، یرسینیاباکتین، آئروباکتین و سالموچلین، و نیز ژن های تنظیمی یا ساختاری مرتبط با هیپرموکوویسکوزیته و ضدسرمی بودن هستند. ژن هایی مانند fimH، mrkD، entB، iutA/iuc، ybtS، iroN، rmpA/rmpA2، wza/wzi، wcaG، magA، khe و traT از مهم ترین نشانگرهای ژنوتیپی در مطالعات ویرولانس K. pneumoniae گزارش شده اند و هرکدام با چسبندگی، تشکیل بیوفیلم، کپسول سازی، جذب آهن یا مقاومت به سرم ارتباط دارند. اهمیت این ژن ها در این است که می توانند به تفکیک سویه های پرخطر، پیش بینی شدت بیماری و ارزیابی احتمال انتشار کمک کنند.
از نظر فنوتیپی، تست string test برای شناسایی فنوتیپ هیپرموکوویسکوز، آزمون همولیز برای بررسی تولید همولیزین، آزمون تشکیل بیوفیلم برای ارزیابی توان کلونیزاسیون و پایداری، هموآگلوتینیشن برای بررسی چسبندگی وابسته به فیمبریه ها، آزمون ژلاتیناز برای سنجش فعالیت پروتئولیتیک، و آزمون خنثی سازی سرم برای بررسی مقاومت به کمپلمان و بقا در سرم به کار می روند. به طور کلی، string test با فنوتیپ های وابسته به rmpA/rmpA2 و کپسول پرحجم مرتبط است، هموآگلوتینیشن بیشتر با ژن های چسبندگی مانند fimH و mrkD ارتباط دارد، بیوفیلم سازی با ژن هایی مانند fimH، mrkD، pgaA و luxS گزارش شده است، و مقاومت به سرم با عوامل کپسولی و ژن هایی مانند wza/wzi، rmpA و traT مرتبط دانسته شده است. همچنین تولید همولیز و ژلاتیناز در برخی مطالعات با ژن های مربوط به سموم و آنزیم های خارج سلولی مانند hly و برخی ژن های مرتبط با ویرولانس همراه بوده است؛ بنابراین شناسایی فنوتیپی و هم زمان بررسی ژن های متناظر از طریق PCR می تواند ارتباط بین بروز صفت و زمینه ژنتیکی آن را روشن کند.
در این راستا، واکاوی هم زمان فنوتیپ و ژنوتیپ عوامل ویرولانس K. pneumoniae با استفاده از PCR برای ژن هایی مانند fimH، mrkD، wza/wzi، rmpA، rmpA2، iuc، entB، ybtS، iroN، traT و سایر ژن های منتخب، امکان طبقه بندی دقیق تر جدایه ها را فراهم می کند. شواهد مطالعات پیشین نشان داده اند که در بسیاری از ایزوله ها هم زمانی چند ژن ویرولانس وجود دارد و برخی ژن ها با بیوفیلم، مقاومت به سرم یا فنوتیپ های هایپر ویرولانت ارتباط معنادار دارند. از این رو، PCR در کنار آزمون های فنوتیپی نه تنها برای تایید حضور ژن های ویرولانس، بلکه برای تحلیل ارتباط بین نشانگرهای ژنتیکی و بروز صفات بیماری زای قابل اندازه گیری، روش مناسبی است.
با وجود اهمیت بالای K. pneumoniae، الگوی ویرولانس این باکتری در مناطق مختلف جغرافیایی بسیار متغیر است و تفاوت های محلی در فراوانی ژن ها و فنوتیپ های ویرولانس می تواند بر پیش آگهی، تشخیص و مدیریت درمان اثر بگذارد.