Acinetobacter baumannii -Acinetobacter baumannii

Acinetobacter baumannii
Acinetobacter baumannii
Vetenskaplig klassificering
Domän:	Bakterie
Provins:	Proteobakterier
Klass:	Gammaproteobakterier
Beställa:	Pseudomonadales
Familj:	Moraxellaceae
Släkte:	Acinetobacter
Arter:	A. baumannii
Binomialt namn
Acinetobacter baumannii Bouvet och Grimont 1986

Acinetobacter baumannii är en typiskt kort, nästan rund, stavformad ( coccobacillus ) gramnegativ bakterie . Det är uppkallat efter bakteriologen Paul Baumann. Det kan vara en opportunistisk patogen hos människor som påverkar personer med nedsatt immunförsvar och blir allt viktigare som en sjukhusbaserad ( nosokomiell ) infektion. Medan andra arter av släktet Acinetobacter ofta finns i jordprover (vilket leder till den vanliga missuppfattningen att A. baumannii också är en jordorganism), är den nästan uteslutande isolerad från sjukhusmiljöer. Även om det ibland har hittats i miljöjord- och vattenprover, är dess naturliga livsmiljö fortfarande inte känd.

Bakterier av detta släkt saknar flageller , piskliknande strukturer som många bakterier använder för rörelse, men uppvisar ryckningar eller svärmande rörlighet. Detta kan bero på aktiviteten hos pili av typ IV , polliknande strukturer som kan förlängas och dras tillbaka. Motilitet hos A. baumannii kan också bero på utsöndring av exopolysackarid , vilket skapar en film av högmolekylära sockerkedjor bakom bakterien för att gå framåt. Kliniska mikrobiologer differentierar vanligtvis medlemmar av släktet Acinetobacter från andra Moraxellaceae genom att utföra ett oxidastest , som Acinetobacter spp. är de enda medlemmarna i Moraxellaceae som saknar cytokrom c -oxidaser .

A. baumannii är en del av ACB -komplexet ( A. baumannii , A. calcoaceticus och Acinetobacter genomic species 13TU). Det är svårt att bestämma den specifika arten av medlemmar i ACB -komplexet och de omfattar de mest kliniskt relevanta medlemmarna av släktet. A. baumannii har också identifierats som en ESKAPE -patogen ( Enterococcus faecium , Staphylococcus aureus , Klebsiella pneumoniae , Acinetobacter baumannii , Pseudomonas aeruginosa och Enterobacter -arter ), en grupp patogener med hög antibiotikaresistens som är ansvariga för majoriteten av nosokomiella infektioner.

I allmänhet kallas A. baumannii för " Iraqibacter " på grund av dess till synes plötsliga uppkomst i militära behandlingsanläggningar under Irak -kriget . Det har fortsatt att vara en fråga för veteraner och soldater som tjänstgjorde i Irak och Afghanistan. Multiresistent A. baumannii har spridit sig till civila sjukhus delvis på grund av transport av infekterade soldater genom flera medicinska anläggningar. Under COVID-19-pandemin har saminfektion med A. baumannii sekundärt till SARS-CoV-2-infektioner rapporterats flera gånger i litteraturen.

OmpA

Adhesion kan vara en kritisk determinant för virulens för bakterier. Möjligheten att fästa vid värdceller gör det möjligt för bakterier att interagera med dem på olika sätt, antingen genom typ III -utsöndringssystem eller helt enkelt genom att hålla fast vid den rådande vätskeförflyttningen. Yttre membranprotein A (OmpA) har visat sig vara involverat i vidhäftningen av A. baumannii till epitelceller. Detta gör att bakterierna kan invadera cellerna genom dragkedjan. Proteinet visade sig också lokalisera till mitokondrier hos epitelceller och orsaka nekros genom att stimulera produktionen av reaktiva syrearter .

Antibiotikaresistens

Mekanismer för antibiotikaresistens kan kategoriseras i tre grupper. För det första kan resistens uppnås genom att minska membranpermeabiliteten eller öka utflödet av antibiotikumet och därmed förhindra åtkomst till målet. För det andra kan bakterier skydda antibiotikamålet genom genetisk mutation eller post-translationell modifiering, och sist kan antibiotika direkt inaktiveras genom hydrolys eller modifiering. Ett av de viktigaste vapnen i Acinetobacter's armory är dess imponerande genetiska plasticitet, vilket underlättar snabba genetiska mutationer och omarrangemang samt integration av främmande determinanter som bärs av mobila genetiska element. Av dessa anses insättningssekvenser vara en av nyckelkrafterna som formar bakteriella genomer och slutligen evolution.

AbaR -motståndsöar

Patogenicitetsöar , relativt vanliga genetiska strukturer i bakteriella patogener, består av två eller flera intilliggande gener som ökar en patogenes virulens . De kan innehålla gener som kodar för toxiner , koagulerar blod , eller som i detta fall låter bakterierna motstå antibiotika. Resistensöar av AbaR-typ är typiska för läkemedelsresistenta A. baumannii , och olika variationer kan förekomma i en given stam. Var och en består av en transposon -ryggrad på cirka 16,3 Kb som underlättar horisontell genöverföring . Detta gör horisontell genöverföring av denna och liknande patogenicitetsöar mer sannolikt eftersom transposoner, när genetiskt material tas upp av en ny bakterie, tillåter patogenicitetsön att integreras i den nya mikroorganismens genom. I detta fall skulle det ge den nya mikroorganismen potential att motstå vissa antibiotika. Antibiotikaresistensgener överförs vanligtvis mellan gramnegativa bakterier genom plasmider via konjugering, vilket påskyndar uppkomsten av nya resistenta stammar. AbaR innehåller flera gener för antibiotikaresistens, alla flankerade av infogningssekvenser . Det finns flera resistensgener som cirkulerar längs A.baumannii som kan grupperas i replikongrupper och kan överföras från den i stor utsträckning läkemedelsresistenta Acinetobacter baumannii (XDR-AB) och New Delhi Metallo-beta-laktamas-1-producerande Acinetobacter baumannii ( NDM-AB) till miljöisolat av Acinetobacter spp. Konjugeringsförsök visade att blaOXA-23, blaPER-1 och aphA6-generna framgångsrikt kunde överföras mellan de kliniska och miljöisolaten via plasmidgruppen GR6 eller klass 1-integroner genom in vitro-konjugering. I samarbete med några andra gener ger de resistens mot aminoglykosider , aminocyklitoler , tetracyklin och kloramfenikol .

Efflux -pumpar

Effluxpumpar är protein maskiner som använder energi för att pumpa antibiotika och andra små molekyler som hamnar i den bakteriella cytoplasman och periplasmatiska utrymmet ut ur cellen. Genom att ständigt pumpa ut antibiotika ur cellen kan bakterier öka koncentrationen av ett givet antibiotikum som krävs för att döda dem eller hämma deras tillväxt när antibiotikamålet är inne i bakterien. A. baumannii är känt för att ha två stora effluxpumpar som minskar dess mottaglighet för antimikrobiella medel. Den första, AdeB, har visat sig vara ansvarig för aminoglykosidresistens. Den andra, AdeDE, är ansvarig för utflödet av ett brett spektrum av substrat, inklusive tetracyklin, kloramfenikol och olika karbapenemer. Många andra effluxpumpar har varit inblandade i A. baumannii -resistenta stammar.

Litet RNA

Bakteriella små RNA är icke -kodande RNA som reglerar olika cellulära processer. Tre sRNA, AbsR11, AbsR25 och AbsR28, har experimentellt validerats i MTCC 1425 (ATCC15308) -stammen, som är en ( multiresistent ) stam som uppvisar resistens mot 12 antibiotika. AbsR25 sRNA kan spela en roll för effluxpumpens reglering och läkemedelsresistens.

Betalaktamas

A. baumannii har visat sig producera minst ett beta-laktamas , vilket är ett enzym som är ansvarigt för klyvning av den fyra-atomiga laktamringen som är typisk för beta-laktam-antibiotika . Beta-laktamantibiotika är strukturellt besläktade med penicillin , som inhiberar syntesen av den bakteriella cellväggen . Klyvningen av laktamringen gör dessa antibiotika ofarliga för bakterierna. A. baumannii har observerats för att uttrycka beta-laktmas som kallas Acinetobacter- härledda cefalosporinaser (ADC), som är beta-laktamaser i klass C. Dessutom har beta-laktamas OXA-51, ett klass D-beta-laktamas, observerats i A. baumannii , som befunnits vara flankerad av infogningssekvenser, vilket tyder på att det förvärvades genom horisontell genöverföring .

Biofilmbildning

A. baumannii har noterats för sin skenbara förmåga att överleva på konstgjorda ytor under en längre tid, vilket gör att det kan fortsätta i sjukhusmiljön. Detta antas bero på dess förmåga att bilda biofilmer . För många biofilmbildande bakterier medieras processen av flagella. För A. baumannii verkar denna process dock förmedlas av pili. Vidare visade sig avbrott i den förmodade pili -chaperonen och usher -generna csuC och csuE hämma bildning av biofilm. Bildandet av biofilmer har visat sig förändra metabolismen av mikroorganismer i biofilmen, vilket minskar deras känslighet för antibiotika. Detta kan bero på att färre näringsämnen finns djupare i biofilmen. En långsammare ämnesomsättning kan förhindra att bakterierna tar upp ett antibiotikum eller utför en vital funktion tillräckligt snabbt för att vissa antibiotika ska få effekt. De ger också en fysisk barriär mot större molekyler och kan förhindra uttorkning av bakterierna. I allmänhet har biofilmbildning hittills kopplats till BfmRS TCS (tvåkomponentsystem) som reglerar Csu pili, Csu-uttryck reglerat av GacSA TCS, biofilmassocierade proteiner BapAb, syntes av exopolysackarid poly-β-1,6-N -acetylglukosamin PNAG, acyl-homoserin laktoner genom AbaR-receptor och Abal autoinducersyntas. Dessutom påverkar inaktivering av adeRS -operon negativ bildning av biofilm och föranleder minskat uttryck av AdeABC. Avbrott i abaF har visat en ökning av fosfomycins känslighet och en minskning av biofilmbildning och virulens, vilket tyder på en viktig roll för denna pump.

Tecken och symtom på infektion

A. baumannii är en opportunistisk patogen med en rad olika sjukdomar, var och en med sina egna symptom. Några möjliga typer av A. baumannii -infektioner inkluderar:

• Lunginflammation
• Blodomloppsinfektioner
• Hjärnhinneinflammation
• Sår- och kirurgiska infektioner, inklusive nekrotiserande fasciit
• Urinvägsinfektion

Symtom på A. baumannii -infektioner skiljer sig ofta inte från andra opportunistiska infektioner orsakade av andra opportunistiska bakterier - inklusive Klebsiella pneumoniae och Streptococcus pneumoniae .

Symtom på A. baumannii -infektioner sträcker sig i sin tur från feber och frossa, utslag, förvirring och/eller förändrade mentala tillstånd, smärta eller brännande känsla vid urinering, stark lust att urinera ofta, känslighet för starkt ljus, illamående (med eller utan kräkningar), muskel- och bröstsmärta, andningsproblem och hosta (med eller utan gult, grönt eller blodig slem). I vissa fall kan A. baumannii inte uppvisa någon infektion eller symptom, som vid kolonisering av ett öppet sår eller trakeostomi.

Behandling

Eftersom de flesta infektioner nu är resistenta mot flera läkemedel är det nödvändigt att bestämma vilken känslighet den specifika stammen har för att behandlingen ska bli framgångsrik. Traditionellt har infektioner behandlas med imipenem eller meropenem , men en stadig ökning av karbapenem resistenta A. baumannii har noterats. Följaktligen faller behandlingsmetoder ofta tillbaka på polymyxiner , särskilt kolistin även om tetracykliner har visat lovande i MDR A. baumannii . Colistin anses vara en sista utväg eftersom det ofta orsakar njurskador, bland andra biverkningar. Förebyggande metoder på sjukhus fokuserar på ökad handtvätt och flitigare steriliseringsprocedurer. En A. baumannii -infektion behandlades nyligen med fagterapi . Fager är virus som angriper bakterier och har också visat sig resensibilisera A. baumannii för antibiotika som det normalt motstår.

Traumatiska skador, liksom skador från improviserade sprängladdningar, lämnar stora öppna områden förorenade med skräp som är sårbara för att bli smittade av A. baumannii .

Logistiken för att transportera sårade soldater resulterar i att patienter besöker flera anläggningar där de kan förvärva A. baumannii -infektioner.

Forskare vid MIT, Harvard Broad Institute och MIT: s CSAIL funnit en förening som heter halicin använder djupinlärning som effektivt kan döda A. baumannii . Föreningen är ett nytt läkemedel.

Förekomst hos veteraner skadade i Irak och Afghanistan

Soldater i Irak och Afghanistan riskerar att drabbas av traumatisk skada på grund av skottlossning och improviserade sprängladdningar . Tidigare troddes infektion på grund av kontaminering med A. baumannii vid tidpunkten för skadan. Efterföljande studier har visat att även om A. baumannii kan vara sällan isolerad från den naturliga miljön, är infektionen mer sannolikt nosokomiskt förvärvad, troligen på grund av A. baumanniis förmåga att bestå på konstgjorda ytor under längre perioder, och de flera anläggningar som skadade soldater avslöjas under evakueringsprocessen. Skadade soldater tas först till nivå I-anläggningar, där de stabiliseras. Beroende på skadans svårighetsgrad kan soldaterna sedan överföras till en nivå II-anläggning, som består av ett framåt kirurgiskt team, för ytterligare stabilisering. Beroende på lokalitetens logistik kan de skadade soldaterna flytta mellan dessa anläggningar flera gånger innan de slutligen tas till ett större sjukhus inom stridszonen (nivå III). I allmänhet efter 1-3 dagar, när patienterna är stabiliserade, överförs de med flyg till en regional anläggning (nivå IV) för ytterligare behandling. För soldater som tjänstgör i Irak eller Afghanistan är detta vanligtvis Landstuhl Regional Medical Center i Tyskland. Slutligen förflyttas de skadade soldaterna till sjukhus i sitt hemland för rehabilitering och ytterligare behandling. Denna upprepade exponering för många olika medicinska miljöer tycks vara orsaken till att A. baumannii -infektioner har blivit allt vanligare. Multiresistent A. baumannii är en viktig faktor för att försvåra behandlingen och rehabiliteringen av skadade soldater och har lett till ytterligare dödsfall.

Förekomst på sjukhus

Som kallas en opportunistisk infektion är A. baumanii -infektioner mycket vanliga i sjukhusmiljöer. A. baumanii utgör mycket liten risk för friska individer; faktorer som ökar risken för infektion inkluderar dock:

• Har ett försvagat immunförsvar
• Kronisk lungsjukdom
• Diabetes
• Förlängda sjukhusvistelser
• Sjukdom som kräver användning av sjukhusventilator
• Att få ett öppet sår behandlat på ett sjukhus
• Behandlingar som kräver invasiva anordningar som urinkateter

A. baumanii kan spridas genom direktkontakt med ytor, föremål och huden på förorenade personer.

Importen av A. baumannii och efterföljande närvaro på sjukhus har dokumenterats väl. A. baumannii introduceras vanligtvis på ett sjukhus av en koloniserad patient. På grund av dess förmåga att överleva på konstgjorda ytor och motstå uttorkning, kan det finnas kvar och eventuellt infektera nya patienter under en tid. En baumannii -tillväxt misstänks gynnas i sjukhusmiljöer på grund av den ständiga användningen av antibiotika av patienter på sjukhuset. Acinetobacter kan spridas genom person-till-person-kontakt eller kontakt med förorenade ytor. Acinetobacter kan komma in genom öppna sår, katetrar och andningsrör. I en studie av europeiska intensivvårdsavdelningar 2009 befanns A. baumannii vara ansvarig för 19,1% av respiratorrelaterade lunginflammationsfall.

Referenser