Американские и немецкие исследователи представили описание случая, в котором бактерия, ответственная за хроническое заболевание мочевыделительной системы у пожилой женщины, приобрела повышенную вирулентность, проникла в мозг и привела к образованию абсцесса.
Исследование и гетерорезистентность
Описание данного случая было опубликовано в издании The New England Journal of Medicine. Бывает, что в бактериальной популяции лишь малая часть клеток подвергается мутациям, что позволяет им стать устойчивыми к антибиотикам, в отличие от остальных. Этот феномен известен как гетерорезистентность. Он крайне нестабилен, и доля устойчивого штамма в популяции может значительно меняться со временем. Подобная ситуация часто ведет к неправильному толкованию результатов теста на чувствительность к антибиотикам, что, в свою очередь, приводит к неудачному лечению, поскольку применяемые препараты уничтожают чувствительные бактерии, стимулируя рост устойчивых.
Клиническая картина пациентки
Дебора Ханг из Массачусетской больницы общей практики и ее коллеги подробно описали случай 63-летней пациентки. Она обратилась в стационар с жалобами на потерю зрения в правом глазу и боль. Ранее женщина страдала почечнокаменной болезнью и хронической инфекцией мочевыводящих путей, из-за чего была госпитализирована еще два года назад. При проведении МРТ мозга была обнаружена диффузная аномалия в правой доле, которая могла указывать на эндофтальмит, а также ограничение диффузии в теменных долях с обеих сторон, что вызвало подозрения на наличие абсцессов.
Лабораторные данные показали нормальное количество лейкоцитов (8,6 миллиона на литр) и резкое повышение уровня креатинина (389 миллимоль на литр), тогда как в анализе мочи наблюдался лейкоцитоз. Компьютерная томография брюшной полости выявила камни в почках с обеих сторон и утолщение стенки мочевого пузыря. После взятия мочи для посева и назначения цефтриаксона для борьбы с инфекцией мочевыводящих путей, женщине была проведена биопсия левой теменной доли мозга. Взятый гной также был отправлен на посев.
Идентификация и механизм вирулентности
Посевы мочи продемонстрировали рост двух разных по морфологии популяций бактерии Klebsiella pneumoniae, а в образце гноя была обнаружена только одна популяция этой же бактерии. В одном из посевов мочи были выявлены обычные бактериальные колонии, тогда как в другом посеве мочи и в посеве гноя из мозга наблюдалась гипермуковискозная морфология. Такая особенность характерна как для гипервирулентной клебсиеллы, распространенной в Юго-Восточной Азии, так и для усиления вирулентности обычного бактериального штамма, который легко эволюционирует, вызывая полирезистентные инфекции. Гипермуковискозность связана с нарушением процесса образования полисахаридной внешней капсулы бактериальных клеток.
Это нарушение было подтверждено в изолятах, взятых из почек и мозга, а также в виде устойчивости к фагоцитозу и повышенной вирулентности в экспериментальной модели инфекции мочевыводящих путей. Анализ высококачественных геномов показал, что все три изолята являются близкими родственниками и не содержат известных генов гипервирулентности. Образцы из мочи отличались 66 однонуклеотидными полиморфизмами, а высоковирулентный штамм из мочи и штамм из мозга — четырьмя. Это свидетельствует о том, что изоляты из мочи разошлись от общего предка примерно за один-два года до этого, а абсцесс мозга был вызван попаданием высоковирулентного штамма из мочевыделительной системы.
У изолятов с измененной капсулой были обнаружены несинонимичные точечные мутации в генах wzc (который регулирует уровень полимеризации капсулы) и wbaP (участвующем в начале синтеза капсулы). Именно эта комбинация мутаций обеспечила производство гиперкапсулы, повышенную устойчивость к фагоцитозу и большую вирулентность по сравнению с обычным изолятом. При этом мутация wzc замедляла рост бактерий и препятствовала формированию биопленок, что привело к гетерорезистентности: высоковирулентный штамм не смог полностью вытеснить обычный, оставаясь субпопуляцией, но приобрел способность распространяться в отдаленные части организма.
Сравнение с другими случаями
Ранее были описаны другие подобные случаи: британскими оториноларингологами был зафиксирован случай некротического наружного отита и абсцесса мозга у мужчины после того, как он использовал ватную палочку для чистки ушей, и кусочек тампона застрял в ухе. Кроме того, китайские ортопеды сообщили о случае, когда абсцесс большеберцовой кости у девушки был вызван сальмонеллой.


