西山生物

病原体简介

肺炎克雷伯杆菌和产酸克雷伯杆菌

肺炎克雷伯杆菌作为国家标准中要求的SPF级大小鼠必须排除的病原体,由于其属于条件致病菌,在实验动物免疫功能低下或应激状态时导致动物感染,从而严重干扰实验进行。产酸克雷伯杆菌虽然目前没有在国家标准中要求SPF级大小鼠必须检测且排除,但越来越多的报道及研究表明,产酸克雷伯杆菌对实验动物的影响同样不可忽视。

病原学介绍

 

克雷伯菌属是一类革兰氏阴性、有荚膜、无鞭毛的杆菌。肺炎克雷伯杆菌和产酸克雷伯菌均为肠杆菌科、克雷伯菌属。目前肺炎克雷伯系统群包括七个系统发育群(KP1-KP7),产酸克雷伯系统群包括9个系统发育群(KO1、KO2、KO3、KO4、KO6、KO8)。其中肺炎克雷伯菌为自然界中常见菌,和产酸克雷伯杆菌均为条件致病菌,通过粪口传播。寄生与人和哺乳动物肠道、呼吸道中,是世界上最常见的医院感染病原体之一。

图1 产酸克雷伯系统群

图2 产酸克雷伯系统群

流行病学

 

肺炎克雷伯杆菌在自然界中分布广泛,最常见的是引起肺炎、尿路感染和肝脓肿等,严重者将引发全身败血症。易感人群包括癌症患者、新生儿、老年人、插入医疗设备的患者和免疫功能低下的患者等,发病率死亡率很高。随着抗生素的使用,目前出现了产生超广谱β-内酰胺酶(ESBLs)和耐碳青霉烯类肺炎克雷伯杆菌(CRE),世界卫生组织将这两类肺炎克雷伯菌(CRKp)视为严重的公共卫生威胁。产生ESBLs的肺炎克雷伯菌会对青霉素类、头孢菌素类、单环类药物耐药;碳青霉烯类药物,包括亚胺培南和美罗培南。据报道,目前在动物医院收治的狗、猫和马身上发现了产ESBLs肺炎克雷伯菌株;从家禽屠宰场的废水中也分离出产ESBLs的肺炎克雷伯菌株。这些发现可以表明耐多药肺炎克雷伯菌会传播到动物群体中,这将对动物治疗也产生了一定的难度。

肺炎克雷伯菌荚膜具有O和K两种抗原,其中K抗原是菌型鉴定的依据。目前可以分为80多个荚膜血清型,其中以K1和K2毒力最强,也最为常见。K1和K2可增强小鼠的致病性,所有其他菌株对小鼠不致病或致病性弱。K5会引起人的肝脓肿 ,而K3仅限于罕见肺炎克雷伯杆菌鼻硬结亚种。

图3 高毒力肺炎克雷伯和低毒力肺炎克雷伯表型特点

临床症状

 

肺炎克雷伯杆菌可引起普通狨猴的化脓性中耳炎以及脑膜炎;引起恒河猴的脑膜炎;引起非洲绿猴的肝脓肿、菌血症、眼内炎、支气管肺炎、肠系膜淋巴结炎等。小鼠感染肺炎克雷伯杆菌主要引起肺炎,经呼吸道感染。一般出现呼吸困难、打喷嚏、体重减轻、食欲不振、拱背和毛发粗糙等体征;重症鼠出现全身性脓肿、结膜炎、颈部淋巴结;雌鼠子宫积液;免疫缺陷小鼠死亡,病程一般5-7天。病理变化主要出现在肺部,可见肺脏出血且有积液,肝脏肿大淤血,肠壁充血。大鼠在颈部和腹股沟淋巴结会出现脓肿,并在邻近皮肤表面形成瘘管。肠系膜淋巴结脓肿和肾脓肿。可引起豚鼠厌食、呼吸困难和死亡;胸腔和腹腔的浆液脓性病变、乳腺炎、脾肿大、肝脏凝固性坏死、肾小管细胞颗粒变性等。

产酸克雷伯杆菌一般会引起人类的化脓性肺炎。引起小鼠皮下、腹内和肝脓肿;角结膜炎、脑膜炎;口腔和唾液腺感染。引起老年小鼠的子宫卵巢感染(包括化脓性子宫内膜炎、输卵管炎、卵巢周炎和腹膜炎)。大鼠主要表现为在盲肠发生肠道损伤;化脓性中耳炎、泌尿生殖道感染和肺炎。兔子表现为出血性小肠结肠炎,胸腔内浆液积聚,肝脏苍白且肿大。

治疗和清除

 

一般用盐酸洛美沙星(氟喹诺酮类抗菌药);粘菌素B和庆大霉素(内服用药吸收效果差,适合注射使用);阿莫西林-克拉维酸(产生β-内酰胺酶)来进行治疗。源于非人类灵长类动物的菌株不仅对氨苄青霉素、头孢噻吩和阿莫西林、克拉维酸具有耐药性,而且对恩诺沙星和庆大霉素等也具有耐药性。同居的受感染猕猴中可能存在不同菌株的共同感染或重复感染的可能性。恒河猴和食蟹猴可以作为载体维持亚临床感染。正因为如此,一些机构保持(非洲绿猴)和猕猴物种之间的物理隔离。

克雷伯菌属在设施中定殖且难以消除,很可能在衣服、手套和刮刀等设施内传播。随着耐碳青霉烯肠杆菌的出现和传播,粘菌素被认为是治疗碳青霉烯类耐药细菌分离株引起的感染的最后手段。

据了解,肺炎克雷伯杆菌的感染呈现地区差异性,下面为我公司近五年来肺炎克雷伯杆菌的检出率供参考。

图5 近五年肺炎克雷伯杆菌的检出率变化

参考文献

 

1 . Paczosa, Michelle K. , and  J. Mecsas . "Klebsiella pneumoniae: Going on the Offense with a Strong Defense." Microbiology and molecular biology reviews 3(2016):80.

2 . Cox, Brandi L. , et al. "Resistance of Klebsiella pneumoniae to the innate immune system of African green monkeys." Veterinary Microbiology 176.1-2(2015):134-142.

3 . Russo, Thomas A. , and  C. M. Marr . "Hypervirulent Klebsiella pneumoniae." Clinical Microbiology Reviews 32.3(2019).

4 . Joseph, Laura , et al. "From Klebsiella pneumoniae Colonization to Dissemination: An Overview of Studies Implementing Murine Models." Microorganisms 9.6:1282.

5 . Bleich, A , et al. "Klebsiella oxytoca: opportunistic infections in laboratory rodents. " Laboratory Animals 3(2008):42.

6 . Alison, Darby , et al. "Cytotoxic and Pathogenic Properties of Klebsiella oxytoca Isolated from Laboratory Animals." Plos One 9.7(2014):e100542.

7 . 张诗渝.肺炎克雷伯杆菌的分离鉴定及其对小鼠的致病性研究[D].南京农业大学[2023-07-19].DOI:10.7666/d.Y2528138.