Исследователи напомнили, что в бактериальных популяциях иногда возникает гетерорезистентность. При этом небольшая часть клеток вследствие мутаций становится устойчивой к антибиотикам, тогда как остальные бактерии сохраняют чувствительность к лечению. Соотношение таких субпопуляций со временем меняется, поэтому стандартные тесты могут ошибочно показывать чувствительность возбудителя к препаратам. В результате антибиотики уничтожают восприимчивые бактерии, а устойчивые продолжают размножаться. Выявить подобное явление позволяет только анализ профиля бактериальной популяции, однако этот метод остается сложным, дорогостоящим и применяется редко.
Авторами работы под руководством Деборы Ханг (Deborah Hung) из Массачусетской больницы общей практики описан случай 63-летней пациентки, поступившей в клинику с жалобами на потерю зрения и боль в правом глазу. Ранее женщина страдала мочекаменной болезнью и хронической инфекцией мочевыделительной системы, из-за которых двумя годами ранее проходила лечение в стационаре.
Магнитно-резонансная томография выявила диффузные изменения в правой доле мозга, допускавшие наличие эндофтальмита, а также участки ограничения диффузии в обеих теменных долях, вызвавшие подозрение на абсцессы. Анализы крови показали нормальное количество лейкоцитов — 8,6 миллиона на литр, при этом уровень креатинина оказался резко повышен и составил 389 миллимоль на литр. В моче обнаружили лейкоцитоз, а компьютерная томография брюшной полости выявила крупные камни в обеих почках и утолщение стенки мочевого пузыря.
Пациентке назначили цефтриаксон после взятия мочи на бактериологическое исследование. Во время биопсии левой теменной доли мозга врачи обнаружили гной, который также направили на посев. В моче выросли две морфологически различные популяции бактерии Klebsiella pneumoniae, тогда как в материале из абсцесса выявили одну популяцию того же микроорганизма.
Одна из культур мочи имела обычный вид колоний, а другая, как и бактерии из мозга, отличалась гипермуковискозностью. Такая особенность характерна для гипервирулентной Klebsiella pneumoniae, распространенной в Юго-Восточной Азии, а также встречается при повышении вирулентности обычных штаммов, способных эволюционировать и вызывать полирезистентные инфекции. Изменение связано с нарушением образования наружной полисахаридной капсулы. Анализ изолятов из почек и мозга подтвердил эти изменения, а также повышенную устойчивость к фагоцитозу и более высокую вирулентность в экспериментальной модели инфекции мочевыводящих путей у мышей.
Исследование геномов показало близкое родство всех трех изолятов при отсутствии известных генов гипервирулентности. Между двумя образцами из мочи выявили 66 однонуклеотидных полиморфизмов, тогда как различие между высоковирулентным штаммом из мочи и изолятом из мозга составило всего четыре таких изменения. Это позволило предположить, что обе линии разделились от общего предка примерно за один-два года до заболевания, а возбудитель абсцесса проник в мозг из мочевыделительной системы.
У бактерий с измененной капсулой обнаружили несинонимичные точечные мутации в генах wzc, регулирующем полимеризацию капсулы, и wbaP, отвечающем за запуск ее синтеза. Именно сочетание этих мутаций обеспечило образование гиперкапсулы, повышение устойчивости к фагоцитозу и усиление вирулентности по сравнению с обычным штаммом.
При этом мутация wzc одновременно снижала скорость роста бактерий и нарушала образование биопленок. Благодаря этому высоковирулентная субпопуляция не вытеснила основной штамм, сохранилась в составе бактериальной популяции и получила возможность распространяться в отдаленные органы, что и привело к развитию абсцесса головного мозга.
Это интересно:
