Globalne rozprzestrzenianie się Klebsiella pneumoniae z klastrem tmexCD1-toprJ1 w różnych niszach ekologicznych

Niedawne badanie opublikowane na łamach czasopisma Engineering rzuciło nowe światło na mechanizmy transmisji oraz trendy epidemiologiczne szczepów pałeczki zapalenia płuc Klebsiella pneumoniae dodatnich pod względem klastra genów tmexCD1-toprJ1 w różnych niszach ekologicznych, wskazując na istotne zagrożenie, jakie ta antybiotykooporna bakteria stanowi dla zdrowia publicznego na świecie. Badania zostały przeprowadzone przez zespół naukowców z wielu ośrodków badawczych w Chinach i opierały się na analizie sekwencjonowania całogenomowego (whole-genome sequencing, WGS) szczepów pochodzących od ludzi, zwierząt, z żywności oraz ze środowiska naturalnego. Uzyskane wyniki dostarczyły cennych informacji na temat rozprzestrzeniania się oraz właściwości tych opornych drobnoustrojów.

Autorzy wykazali, że szczepy tmexCD1-toprJ1-dodatnie, które warunkują oporność na tygecyklinę – antybiotyk uznawany za jeden z leków ostatniej szansy – są najczęściej identyfikowane w izolatach Klebsiella pneumoniae pochodzących z kału kurcząt w Chinach. Jednocześnie obecność tych szczepów nie ogranicza się już wyłącznie do drobiu ani do jednego kraju. Zostały one wykryte również w innych niszach ekologicznych oraz w kolejnych państwach, m.in. w Japonii, Wietnamie, Kenii i innych regionach świata. Co istotne, większość analizowanych izolatów wykazywała oporność na niemal wszystkie badane leki przeciwdrobnoustrojowe, w tym na kolistynę – kolejny antybiotyk ostatniego rzutu. Odsetek oporności na kolistynę wynosił 42,13%.

Analiza filogenetyczna ujawniła, że klaster genów tmexCD1-toprJ1 jest najczęściej przenoszony przez plazmidy o wąskim zakresie gospodarzy, swoiste głównie dla rodzaju Klebsiella, co potencjalnie ogranicza jego rozprzestrzenianie się pomiędzy różnymi gatunkami bakterii. Jednocześnie zidentyfikowano przypadki, w których klaster ten został przechwycony przez plazmidy o szerokim zakresie gospodarzy, co wskazuje na realne ryzyko dalszej, znacznie szerszej transmisji. Szczególnie niepokojące jest wykrycie tmexCD1-toprJ1 w hiperwirulentnych, karbapenemoopornych szczepach K. pneumoniae (hvCRKP), znanych z wywoływania ciężkich zakażeń w środowisku szpitalnym.

Badanie wykazało również istotny spadek częstości występowania szczepów tmexCD1-toprJ1-dodatnich u zwierząt hodowlanych oraz u ludzi w Chinach po wycofaniu w 2020 roku antybiotyków stosowanych jako stymulatory wzrostu w paszach. Wynik ten podkreśla kluczowe znaczenie polityki racjonalnego stosowania antybiotyków (antimicrobial stewardship) w ograniczaniu szerzenia się genów oporności. Autorzy zwrócili także uwagę, że częste stosowanie tetracyklin w hodowli drobiu prawdopodobnie przyczynia się do wysokiej częstości wykrywania tmexCD1-toprJ1, co sugeruje, iż ukierunkowane interwencje w sektorze drobiarskim mogą być skuteczną strategią ograniczania rozprzestrzeniania się tych szczepów.

Poza analizą epidemiologiczną praca dostarczyła szczegółowych danych genomowych dotyczących klastra tmexCD1-toprJ1. Zidentyfikowano różnorodne środowiska genetyczne otaczające ten klaster, przy czym najczęściej występowała struktura typu II. Charakteryzuje się ona obecnością sekwencji insercyjnych, takich jak IS26, które sprzyjają mobilności i dalszej dyseminacji genów oporności. W badaniu podkreślono również rolę określonych typów plazmidów, m.in. IncFIB(Mar)–IncHI1B oraz IncFIB(K)–IncHI1B, w szerzeniu tmexCD1-toprJ1.

Wnioski płynące z pracy jednoznacznie wskazują na konieczność stałego monitorowania występowania tmexCD1-toprJ1 w różnych niszach ekologicznych oraz na potrzebę egzekwowania restrykcyjnych zasad stosowania antybiotyków w hodowli zwierząt. Globalne rozprzestrzenianie się Klebsiella pneumoniae dodatnich pod względem tmexCD1-toprJ1 stanowi poważne wyzwanie terapeutyczne w leczeniu zakażeń wywoływanych przez bakterie wielolekooporne i podkreśla znaczenie podejścia One Health w przeciwdziałaniu narastającej oporności na środki przeciwdrobnoustrojowe.

Źródło: Engineering,
Transmission of tmexCD1-toprJ1-Positive Klebsiella pneumoniae Across Multiple Ecological Niches: A Global Epidemiological and Genomic Analysis
DOI: https://doi.org/10.1016/j.eng.2025.03.038