クレブシエラ・ニューモニエ

クレブシエラ・ニューモニエ
マッコンキー 寒天培地上のK. pneumoniae
科学的分類
ドメイン：	細菌
門:	シュードモナドタ
クラス：	ガンマプロテオバクテリア
注文：	腸内細菌
家族：	腸内細菌科
属:	クレブシエラ
種：	肺炎桿菌
二名法名
クレブシエラ・ニューモニエ (シュレーター 1886)トレヴィザン1887
亜種
亜種アエロゲネス 亜種オザエナエ 肺炎菌亜種 亜種ライノスクレロマティス

クレブシエラ・ニューモニエはグラム陰性、非運動性、莢膜を有する、乳糖発酵性、通性嫌気性、桿菌である。マッコンキー寒天培地上で粘液性乳糖発酵菌として出現する。

口、皮膚、腸の正常な細菌叢に存在するが、^[1]誤嚥するとヒトや動物の肺、特に肺胞に破壊的な変化を引き起こし、血の混じった、茶色がかった、または黄色のゼリー状の痰が生じる。臨床の場では、腸内細菌科のクレブシエラ属 の中で最も重要なメンバーである。K . oxytocaとK. rhinoscleromatisもヒトの臨床検体で検出されている。近年、クレブシエラ属は院内感染の重要な病原体となっている。

土壌中に自然に存在し、菌株の約30％は嫌気条件下で窒素を固定することができます。 ^[2]自由生活性のジアゾ栄養菌として、その窒素固定システムは盛んに研究されており、農業条件下でK. pneumoniaeが作物の収穫量を増加させることが実証されているため、農業上の関心も高まっています。^[3]

K. oxytocaと近縁ですが、インドール陰性であり、メレジトースでは生育できるが3-ヒドロキシ酪酸では生育できないという点で区別されます。

クレブシエラ属は、ドイツの微生物学者エドウィン・クレブス（1834年 - 1913年）にちなんで命名された。 ^{[要出典]この細菌は、慢性疾患やアルコール中毒患者などの免疫不全者に特にみられる肺炎の病因がこの細菌であると提唱したドイツの病理学者}カール・フリードレンダーにちなんで、フリードレンダー桿菌としても知られている。

クレブシエラ・ニューモニエによって引き起こされる市中肺炎は、フリードレンダー肺炎と呼ばれることもあります。^[4]

最も一般的には、衰弱性疾患を患う中高年の男性が女性よりも多く罹患します。この患者集団は、糖尿病、アルコール依存症、悪性腫瘍、肝疾患、慢性閉塞性肺疾患、グルココルチコイド療法、腎不全、および特定の職業上の曝露（製紙工場労働者など）の患者を含む、呼吸器宿主防御に障害があると考えられています。これらの感染症の多くは、人が他の理由で入院しているときに発生します（院内感染）。

クレブシエラは肺炎のほか、尿路、下部胆道、手術創の感染症も引き起こす可能性がある。臨床疾患の範囲には、肺炎、血栓性静脈炎、尿路感染症、胆嚢炎、下痢、上気道感染症、創傷感染症、骨髄炎、髄膜炎、菌血症、敗血症などがある。体内に侵襲性デバイスが挿入されている患者の場合、デバイスの汚染がリスクとなり、新生児病棟のデバイス、呼吸補助装置、尿道カテーテルは患者のリスクを増大させる。また、抗生物質の使用は、クレブシエラ菌による院内感染のリスクを増大させる要因となり得る。細菌が血液に入ると、 敗血症や敗血症性ショックが発生する可能性がある。

ロンドン大学キングスカレッジで行われた研究では、HLA-B27と2つのクレブシエラ表面分子間の分子模倣が強直性脊椎炎の原因であることが示唆されている。^[5]

クレブシエラ菌は、高齢者の尿路感染症の原因菌として大腸菌に次いで2番目に多い。 ^[6] また、慢性肺疾患、腸管病原性、鼻粘膜萎縮、鼻硬化症の患者にとっては日和見病原体でもある。^[要出典]抗生物質耐性K. pneumoniae株が新たに出現している。^[7]

病院外でクレブシエラ菌によって引き起こされる最も一般的な症状は肺炎であり、典型的には気管支肺炎や気管支炎の形で現れます。これらの患者は肺膿瘍、空洞形成、膿胸、胸膜癒着を発症する傾向が高くなります。抗菌療法を行っても死亡率は約50%です。^[8]

典型的には誤嚥が原因であり、アルコール依存症が危険因子となる可能性があるが、院内感染性尿路感染症やCOPD（慢性閉塞性肺疾患）患者にもよく見られる。^{[9] [10]}クレブシエラ肺炎の病態生理学では、好中球ミエロ ペルオキシダーゼによるK. pneumoniaeに対する防御がよく見られる。エラスターゼの酸化不活性化が関与しており、LBPは細菌細胞壁要素を細胞に移行させるのに役立つ。^{[11] [12]}

クレブシエラ・ニューモニエに感染した人は、特徴的な痰を吐き出すほか、発熱、吐き気、頻脈、嘔吐などの症状が現れる傾向があります。クレブシエラ・ニューモニエは、アルコール依存症などの基礎疾患を持つ人にも感染する傾向があります。^[9]

クレブシエラ肺炎の診断に関しては、個人がこの感染症に罹患しているかどうかを判断するために、薬剤耐性菌を特定するための感受性検査に加えて、以下のことを行うことができます。 ^{[11] [9]}

• 血液培養
• CBC
• 痰（培養）
• レントゲン検査（胸部）
• CTスキャン

クレブシエラ・ニューモニエの治療には、アミノグリコシド、ピペラシリン/タゾバクタム、セファロスポリンなどの抗生物質が使用されますが、抗生物質感受性試験、患者の健康状態、病歴、病気の重症度に応じて選択されます。^{[10] [13]}

クレブシエラはベータラクタマーゼを持っているため、アンピシリンに耐性があります。多くの株は、カルベニシリン、アモキシシリン、セフタジジムへの耐性も備えた広域スペクトルベータラクタマーゼを獲得しています。この細菌はアミノグリコシドと一部のセファロスポリンに対して依然として感受性があり、クラブラン酸によるベータラクタマーゼの阻害の程度はさまざまであることが報告されています。ICUにおける多剤耐性グラム陰性病原体による感染症により、コリスチンが再び登場しました。しかし、ICU ではコリスチン耐性のK. pneumoniae株が報告されています。^{[11] [14] [15] [16]} 2009年には、インドとパキスタンで、静脈内抗生物質カルバペネムに対しても耐性を与えるニューデリーメタロβラクタマーゼ（NDM-1 ）と呼ばれる遺伝子を持つK.pneumoniaeの株が発見されました。台湾のクレブシエラ症例は異常な毒性を示し、糖尿病（DM）患者に肝膿瘍を引き起こしました。治療は第3世代セファロスポリンで構成されています。^{[医学的引用が必要]}

超毒性（hvKp）は比較的最近のK. pneumoniaeの変異体であり、古典的なK. pneumoniae（cKp）よりも毒性が著しく強い。cKpは日和見病原体であり、通常は免疫不全患者に感染する院内感染の原因となるが、hvKpは健康な人にも病気を引き起こし、身体のほぼすべての部位に感染する可能性があるため、臨床的にはより懸念される。この病原型につながる遺伝形質は、大きな毒性プラスミドに含まれており、追加の接合要素にも含まれている可能性がある。^[17]

これらの新たに同定された株は、鉄獲得のためのカプセル成分とシデロフォアなどを過剰に生産すると説明されている。^[18]初期の研究では、hvKpは抗生物質治療に対してかなり感受性が高いことが示されていたが、最近では、このような株が耐性プラスミドを獲得し、さまざまな抗生物質に対して多剤耐性になる可能性があることが示された。^{[18] [19] [20]}

アジア原産で、人口の死亡率が高い。中枢神経系や眼に広がり、眼内炎、非肝膿瘍、肺炎、壊死性筋膜炎、髄膜炎を引き起こすことが多い。これらの菌株の視覚的特徴の1つは高粘液粘性表現型であり、糸試験が診断の補助として使用できる。^[21]現在、国際的なガイドラインがないため、さらなる検査と治療はケースバイケースで行われる。^[22]

K. pneumoniae感染症にかかるには、細菌にさらされる必要があります。言い換えれば、K. pneumoniae が呼吸器に入り込んで肺炎を引き起こすか、血液に入り込んで血流感染症を引き起こす必要があります。医療現場では、K. pneumoniae細菌は人から人への接触（例えば、医療従事者の汚染された手、または患者から患者への他の人の接触）または、それほど一般的ではないが環境の汚染によって広がる可能性があります。環境から患者への直接感染の役割は議論の余地があり、さらなる調査が必要です。^[23]ただし、細菌は空気を介して広がることはありません。医療現場の患者は、人工呼吸器を使用している場合、または静脈カテーテルや創傷がある場合に、 K. pneumoniaeにさらされる可能性もあります。これらの医療器具や状態により、 K. pneumoniae が体内に入り、感染を引き起こす可能性があります。 ^[24]

クレブシエラ属細菌は、複数の抗生物質に対して耐性を示すことが多い。現在の証拠は、プラスミドが耐性遺伝子の主な発生源であることを示唆している。^{[25]広域スペクトルβ-ラクタマーゼ（} ESBL ）を産生する能力を持つクレブシエラ属菌は、カルバペネムを除くほぼすべてのβ-ラクタム系抗生物質に対して耐性である。その他の耐性標的として頻繁にみられるのは、アミノグリコシド、フルオロキノロン、テトラサイクリン、クロラムフェニコール、トリメトプリム/スルファメトキサゾールである。^[26]

カルバペネム耐性腸内細菌科（CRE）またはカルバペネマーゼ産生腸内細菌科による感染は、医療現場における重要な課題として浮上している。^{[28] [29]}数あるCREの1つがカルバペネム耐性肺炎桿菌（CRKP）である。過去10年間で、CRKPは世界中で徐々に増加しているが、この新たに出現した院内病原体は、おそらくイスラエルの医療システム内で2006年頃に始まったアウトブレイクで最もよく知られている。^[30]米国では、1996年にノースカロライナ州で初めて報告され、^[31]それ以来、CRKPは41州で特定されており、^[32]ニューヨーク州とニュージャージー州の特定の病院で日常的に検出されている。これは現在、米国内で遭遇する最も一般的なCRE種である。

CRKP は、利用可能な抗菌剤のほとんどすべてに対して耐性があり、CRKP による感染は、特に長期入院患者や重篤患者、侵襲性デバイス (人工呼吸器や中心静脈カテーテルなど) にさらされている患者の間で、罹患率と死亡率の上昇を引き起こしています。懸念されるのは、カルバペネムが耐性菌株と戦う際の最後の手段として使用されることが多いことです。新たなわずかな変異により、耐性菌を持つ患者を治療するために医療従事者ができることはほとんどない感染症が発生する可能性があります。

腸内細菌科におけるカルバペネム耐性の原因は、いくつかのメカニズムによって生じます。これらには、外膜ポリン変異を伴う ampCベータラクタマーゼの過剰産生、ポリン変異または薬剤流出を伴う CTX-M 広域スペクトル ベータラクタマーゼ、およびカルバペネマーゼ産生が含まれます。CRKP による耐性の最も重要なメカニズムは、カルバペネマーゼ酵素blak pcの産生です。blak pc 酵素をコードする遺伝子は、可動性の遺伝物質 (トランスポゾン、関与する特定のトランスポゾンは Tn4401 と呼ばれます) 上に運ばれ、播種のリスクが高まります。blak pc を保有する一部の株は最小発育阻止濃度が上昇していますが、それでもカルバペネムの感受性範囲内であるため、CRE の検出は困難です。これらの株はカルバペネムに感受性があるため、標準的な感受性試験ガイドラインを 使用して潜在的な臨床リスクまたは感染制御リスクとして特定されません。認識されていないCRKPコロニー形成を有する患者は、院内感染の発生時に感染のリザーバーとなっている。^[33]

環境内でのCRKPの広がりと蔓延は現在のところ不明です。死亡率も不明ですが、44％にも達することが観察されています。^[34]疾病管理予防センターは CRKPと戦うための積極的な感染制御のガイドラインを発表しました。

カルバペネマーゼ産生腸内細菌科細菌が定着または感染しているすべての患者に接触予防策を講じてください。急性期ケア施設は、臨床検査基準協会のガイドラインに沿ってプロトコルを確立し、腸内細菌科細菌、特にクレブシエラ属菌と大腸菌の非感受性とカルバペネマーゼ産生を検出し、特定された場合は疫学および感染制御スタッフに直ちに警告する必要があります。すべての急性期ケア施設は、過去 6 ～ 12 か月間の微生物学的記録を見直し、以前に認識されていなかった CRE 症例がないことを確認する必要があります。これまでに認識されていなかった症例が特定された場合、高リスク患者がいるユニット（集中治療室、以前に症例が確認されているユニット、多くの患者が広域スペクトル抗菌薬に曝露しているユニットなど）で、カルバペネム耐性またはカルバペネマーゼ産生クレブシエラ属菌および大腸菌に定着した追加の患者を特定するために、有病率調査（1回のアクティブサーベイランス培養）を実施する必要がある。病院関連CRE症例が特定された場合、施設はCRE症例と疫学的に関連する患者（同じユニットの患者や同じ医療従事者が治療した患者など）に対してアクティブサーベイランス検査を実施する必要がある。^[35]

2019年には、クレブシエラ・ニューモニエの耐性株による全世界での死亡者数は192,530人でした。 ^[36]

イスラエル 2007-2008。イスラエルにおける CRE の全国的流行は、2007 年 3 月に 100,000 患者日あたり 55.5 件でピークに達し、全国的な治療計画が必要となった。介入には、すべての CRE キャリアを物理的に隔離し、病院を綿密に監視し、必要に応じて介入することで隔離の有効性を監視するタスク フォースの任命が必要であった。治療計画後 (2008 年 5 月に測定)、100,000 患者日あたりの症例数は 11.7 件に減少した。この計画が効果的だったのは、各病院がすべての CRE キャリアの詳細な記録を保持することを義務付ける厳格なコンプライアンスがあったためである。実際、コンプライアンスが 10% 増加するごとに、100,000 患者日あたりの症例発生率は 0.6 件減少した。したがって、全国規模での封じ込めには全国的な介入が必要である。^[37]

ネバダ州 2016年。2016年8月中旬、ワショー郡の住民がCRE（具体的には肺炎桿菌）感染症のためリノで入院した。同年9月初旬、彼女は敗血症性ショックを発症し死亡した。CDCによる検査で、患者から分離された菌株は、最後の手段であるコリスチンを含む、米国で使用可能な26種類の抗生物質すべてに耐性があることが判明した。^[38]彼女は右大腿骨骨折とそれに続く大腿骨と股関節の感染症のためにインドで2年間入院していたときに微生物に感染した可能性があると考えられている。^{[39] [40] [41]}

クレブシエラ・ニューモニエは、多数の抗菌薬耐性遺伝子（AMR遺伝子）を持っています。これらの遺伝子は、プラスミドを介して他のヒト病原体から、また他のヒト病原体へ伝達されます。クレブシエラ・ニューモニエからAMR遺伝子を一般的に獲得するヒト病原体の1つはサルモネラです。^{[引用が必要]}抗生物質耐性に関するデータを知ることで、サルモネラ感染症の治療に役立つ可能性があります。^{[引用が必要]}

クレブシエラ・ニューモニエの AMR 遺伝子の大部分はプラスミド媒介性です。ニッチの例としては土壌が挙げられますが、土壌は遺伝子伝達のホットスポットであると考えられています。^{[引用が必要]}

この表は、他の一般的な細菌種と比較したAMR遺伝子とプラスミドの数（株または亜種ごと）を示しています。^[42]

患者間でのクレブシエラ感染の拡大を防ぐために、医療従事者は特定の感染制御予防措置を講じなければなりません。^[24]これには、手指衛生の厳格な遵守（できればアルコールベースの手指消毒剤（60～90％）を使用するか、手が目に見えて汚れている場合は石鹸と水を使用してください。アルコールベースの手指消毒剤は、これらのグラム陰性桿菌に効果的です） [ ^43]や、クレブシエラ関連疾患の患者がいる部屋に入る際のガウンと手袋の着用が含まれます。医療施設はまた、クレブシエラの拡散を防ぐために厳格な清掃手順に従わなければなりません。^[24]

感染の拡大を防ぐために、患者は次のような方法で頻繁に手を洗う必要があります。

• 食べ物を準備したり食べる前に
• 目、鼻、口に触れる前に
• 創傷被覆材や包帯の交換前と交換後
• トイレ使用後
• 鼻をかんだり、咳をしたり、くしゃみをした後
• ベッドレール、ベッドサイドテーブル、ドアノブ、リモコン、電話などの病院の表面に触れた後^[24]

感染症が薬剤耐性でない場合は、 K. pneumoniae は抗生物質で治療できます。K. pneumoniaeによる感染症は、有効な抗生物質が少ないため、治療が困難な場合があります。このような場合、微生物学研究室で検査を行い、どの抗生物質が感染症を治療できるかを判断する必要があります。^[24]クレブシエラ肺炎のより具体的な治療法については、上記のセクションに記載されています。多剤耐性クレブシエラ属による尿路感染症には、アミカシンとメロペネムの併用療法が提案されています。^[44]

多剤耐性K. pneumoniae株は、実験室での試験で、腹腔内、静脈内、または鼻腔内へのファージの投与によって体内で死滅した。 ^[45]ファージに対する耐性は、環境中のリザーバーで新しい感染性ファージが利用可能である可能性が高いため、抗生物質ほど厄介ではないと思われる。ファージ療法は、抗生物質の作用を完全に置き換えるのではなく、抗生物質と併用してその作用を補うことができる。^[46]

肺炎桿菌と薬剤耐性菌の世界的負担を示す新たなデータソースは、予防ワクチン開発に弾みをつけると期待されている。 ^[47]最近の2022年のIHMEの調査によると、2019年に肺炎桿菌は11の感染症症候群で全年齢層において79万人[571,000～1,060,000人]の死亡を引き起こした。重要なのは、サハラ以南のアフリカで、血流感染による新生児死亡が124,000人[89,000～167,000人]であったことである。これらのデータやその他のデータに基づくと、新しく開発される予防ワクチンは、理想的には脆弱な人々における侵襲性肺炎桿菌疾患を予防するだけでなく、新生児敗血症を予防する母親のワクチンとしても設計され、世界的な需要評価が発表されている。^[48] 2023年6月現在、K. pneumoniaeワクチン[Kleb4V / GSK4429016A]の臨床開発プログラムが1つだけあり、18〜70歳の健康な成人（n = 166）を対象とした第1/2相試験中でした[臨床試験識別子：NCT04959344]。このワクチンはO抗原ベースの複合体であり、ワクチン内の特定のO抗原は非公開のままですが[Michael Kowarik、LimmaTech Biologics、World Vaccine Congress EU、2022]、限られた数のO血清型のみが臨床分離株の大部分を占めることができます。^[49]最近の2024年第1四半期のGSKコーポレートR＆Dパイプラインの更新では、Kleb4V / GSK4429016Aが削除されたことが示されました。プログラムのステータスは現在検証中です。

WikispeciesにはKlebsiella pneumoniaeに関する情報があります。

ウィキメディア・コモンズには、 Klebsiella pneumoniaeに関連するメディアがあります。

Scholia にはKlebsiella pneumoniaeのトピックプロファイルがあります。

• 細菌のバーチャル博物館、K. pneumoniae のページ、Wayback Machineで 2017-02-11 にアーカイブ
• 肺炎の合併症は何ですか? (health-cares.net)
• クレブシエラ感染症 (emedicine.com)
• Genomes OnLine データベースからのクレブシエラゲノムプロジェクト
• 腹腔鏡下胆嚢摘出術後のクレブシエラ肺炎関連脊椎骨髄炎
• BacDive におけるクレブシエラ・ニューモニエの標準株 – 細菌多様性メタデータ