Zunehmende Bedrohung durch Klebsiella pneumoniae in Afrika
Die Kindersterblichkeit steigt wegen resistenter Klebsiella pneumoniae-Infektionen.
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Inhaltsverzeichnis
- Hintergrund zu Klebsiella pneumoniae
- Anstieg der Resistenz
- Datensammlung im Queen Elizabeth Central Hospital
- Veränderungen der Infektionsraten
- Muster der antimikrobiellen Resistenz
- Auswirkungen auf die Behandlung
- Impfstoffentwicklung für Klebsiella pneumoniae
- Herausforderungen im Bereich öffentliche Gesundheit und Infektionskontrolle
- Fazit
- Originalquelle
- Referenz Links
Die Kindersterblichkeit, besonders bei den unter Fünfjährigen, ist ein grosses Problem in vielen einkommensschwachen und mittleren Ländern. Ein Hauptgrund für diese Todesfälle sind Infektionen, darunter eine, die durch ein Bakterium namens Klebsiella Pneumoniae (Kpn) verursacht wird. In der Vergangenheit konnten Kpn-Infektionen oft mit bestimmten Antibiotika behandelt werden, aber in den letzten Jahren hat sich das geändert, da die Bakterien resistent gegen diese Medikamente geworden sind. Diese Resistenz entsteht hauptsächlich, weil die Bakterien spezielle Enzyme erwerben, die sie schwerer zu behandeln machen. Der Anstieg dieser resistenten Stämme, besonders in Teilen Afrikas, bedeutet, dass viele Infektionen jetzt schwer zu managen sind. Das stellt grosse Herausforderungen für die Behandlung von vulnerablen Gruppen, insbesondere Neugeborenen, dar.
Hintergrund zu Klebsiella pneumoniae
Klebsiella pneumoniae ist eine Art von Bakterien, die ernsthafte Infektionen verursachen kann, insbesondere in Krankenhäusern. Sie gehört zu einer grösseren Gruppe von Bakterien, den Enterobacterales. Diese Bakterien können je nach Situation harmlos oder krankheitserregend sein. Die Population von Kpn ist komplex und variiert je nach Region, was die Behandlungsstrategien und die Infektionskontrolle beeinflussen kann. Zu verstehen, wie sich diese Bakterien im Laufe der Zeit verändern, ist wichtig, damit Anbieter im Gesundheitswesen bessere Methoden zur Behandlung von Infektionen und zur Verhinderung von Ausbrüchen entwickeln können.
Anstieg der Resistenz
In den letzten Jahren gab es einen deutlichen Anstieg von Kpn-Fällen, die resistent gegen Cephalosporine der dritten Generation (3GC) sind, eine Klasse von Antibiotika, die früher die erste Behandlungsoption war. In einigen afrikanischen Regionen ist der Anteil der Kpn-Bakterien, die Enzyme produzieren, die sie gegen diese Antibiotika resistent machen, von 12 % auf über 90 % gestiegen. Leider ist die verbleibende Behandlungsoption, eine Art von Antibiotikum, bekannt als Carbapeneme, in vielen dieser Regionen nicht leicht erhältlich. Diese Situation ist besonders ernst für Neugeborene mit Infektionen, da sie andere Behandlungsansätze benötigen.
Datensammlung im Queen Elizabeth Central Hospital
Um die Situation besser zu verstehen, haben Forscher Proben aus einem grossen Krankenhaus in Malawi, dem Queen Elizabeth Central Hospital (QECH), untersucht. Dieses Krankenhaus sammelt seit vielen Jahren Daten zu Infektionen. Die Forscher haben Blutproben von Patienten untersucht, um herauszufinden, wie viele Fälle von Kpn vorhanden sind und wie sich diese Fälle im Laufe der Zeit verändern. Sie schauten sich Proben von 1996 bis 2020 an, darunter auch solche von Neugeborenen, um Trends in der Resistenz und den Infektionen zu identifizieren.
Veränderungen der Infektionsraten
Aus den gesammelten Daten fanden die Forscher heraus, dass die Anzahl der Kpn-Infektionen von 2000 bis 2015 stabil blieb. Ab 2016 begann jedoch ein dramatischer Anstieg der Kpn-Fälle, besonders bei Neugeborenen. Das deutet auf mögliche Ausbrüche im Krankenhaus hin. Die Forscher bemerkten, dass die Anzahl der Infektionen bei Erwachsenen nicht so dramatisch anstieg und dass diese Infektionen insgesamt nicht so häufig waren wie bei Neugeborenen. Die erhöhte Infektionsrate bei Neugeborenen deutete auf eine fortlaufende Übertragung innerhalb des Krankenhauses hin.
Muster der antimikrobiellen Resistenz
Die Antimikrobielle Resistenz war ein zentraler Fokus dieser Studie. Die Forscher fanden heraus, dass viele Kpn-Bakterien resistent gegen die Antibiotika waren, die zuvor wirksam waren. Besonders die Resistenz gegen Ceftriaxon, eine gängige Behandlung, war weit verbreitet und wurde hauptsächlich einem speziellen Enzym namens blaCTX-M-15 zugeschrieben. Dieser Anstieg resistenter Stämme war besorgniserregend, was auf ein Muster hindeutet, das wahrscheinlich anhält, wenn es nicht angegangen wird.
Interessanterweise gab es einige Verbesserungen in der Empfindlichkeit gegenüber Chloramphenicol, einem anderen Antibiotikum, das in den letzten Jahren wirksamer zu sein scheint. Dieser Trend zeigt, dass einige ältere Behandlungen möglicherweise immer noch gangbare Optionen sind.
Auswirkungen auf die Behandlung
Mit dem Anstieg der Resistenz wurden die Behandlungsmöglichkeiten für Patienten, insbesondere für Neugeborene, eingeschränkt. Die Studie hob die Bedeutung hervor, die aktuellen Resistenzmuster zu verstehen. Dieses Verständnis könnte zu effektiveren Behandlungs- und Managementstrategien für Kpn-Infektionen führen.
Die laufende Herausforderung besteht darin, Behandlungen basierend auf den Arten von Resistenz, die in den Bakterien erkannt werden, zu überwachen und anzupassen. Die Studie deutete darauf hin, dass es für Gesundheitsdienstleister entscheidend ist, weiterhin die Wirksamkeit der verfügbaren Antibiotika, insbesondere in ressourcenschwachen Umgebungen wie vielen Ländern in Subsahara-Afrika, zu beurteilen.
Impfstoffentwicklung für Klebsiella pneumoniae
Neben der Verbesserung der Behandlungsoptionen besteht auch die Notwendigkeit, Impfstoffe zu entwickeln, um Infektionen durch Kpn zu verhindern. Die Bakterien haben verschiedene Oberflächenstrukturen, die als Polysaccharide bekannt sind und für die Impfstoffentwicklung gezielt werden können. Die Forschung hob eine hohe Vielfalt in diesen Polysacchariden hervor, was das Design von Impfstoffen komplizierter macht.
Die Studie zeigte, dass bestimmte Arten von Polysacchariden in spezifischen Patientengruppen, insbesondere bei den am meisten gefährdeten, wie Neugeborenen, häufiger vorkommen. Ein massgeschneiderter Impfstoff, der auf die spezifischen Stämme abzielt, die in einem bestimmten Gebiet verbreitet sind, könnte potenziell die meisten Infektionen abdecken.
Herausforderungen im Bereich öffentliche Gesundheit und Infektionskontrolle
Die Ergebnisse dieser Forschung verdeutlichen die Bedeutung der Verbesserung der Infektionsprävention und -kontrolle (IPC) in Krankenhäusern. Viele Infektionen, die durch Kpn verursacht werden, sind im Krankenhaus erworben. Die Studie wies darauf hin, dass Ausbrüche besser kontrolliert werden können, wenn Gesundheitseinrichtungen ihre IPC-Massnahmen verbessern. Einfache Massnahmen wie Handhygiene, Umgebungsreinigung und angemessene Patientenversorgung sind entscheidend, um die Belastung durch Kpn-Infektionen zu reduzieren.
Gesundheitssysteme in ressourcenschwachen Umgebungen stehen vor vielen Hindernissen, einschliesslich inkonsistentem Zugang zu sauberem Wasser, begrenzten Vorräten für Hygienemassnahmen und überfüllten Bedingungen, die die Verbreitung von Infektionen begünstigen können. Diese Herausforderungen anzugehen, könnte helfen, die Auswirkungen resistenter Bakterien zu mildern.
Fazit
Die Untersuchung von Klebsiella pneumoniae im Queen Elizabeth Central Hospital lieferte wichtige Einblicke in die Trends von Infektionen und Resistenzen in einer einkommensschwachen Umgebung über zwei Jahrzehnte. Sie betonte die dringende Notwendigkeit einer kontinuierlichen Überwachung des Verhaltens von Bakterien und der Resistenzmuster, um effektive Behandlungsstrategien zu entwickeln.
Diese Forschung hob auch die entscheidende Rolle gezielter Infektionskontrollmassnahmen hervor, um die Verbreitung von Infektionen, insbesondere unter schutzbedürftigen Bevölkerungsgruppen wie Neugeborenen, zu verhindern. Schliesslich wies sie auf die zukünftige Notwendigkeit hin, gezielte Impfstoffe zu entwickeln, um Kpn-Infektionen effektiv zu verhindern. Durch die Priorisierung dieser Bereiche können die Gesundheitssysteme besser dazu beitragen, Gemeinschaften zu schützen, insbesondere die, die einem höheren Risiko für schwere Infektionen ausgesetzt sind.
Titel: Longitudinal analysis within one hospital in sub-Saharan Africa over 20 years reveals repeated replacements of dominant clones of Klebsiella pneumoniae and stresses the importance to include temporal patterns for vaccine design considerations
Zusammenfassung: Infections caused by multidrug-resistant gram-negative bacteria present a severe threat to global public health. The WHO defines drug-resistant Klebsiella pneumoniae as a priority pathogen for which alternative treatments are needed given the limited treatment options and the rapid acquisition of novel resistance mechanisms by this species. Longitudinal descriptions of genomic epidemiology of Klebsiella pneumoniae can inform management strategies but data from sub-Saharan Africa are lacking. We present a longitudinal analysis of all invasive K. pneumoniae isolates from a single hospital in Blantyre, Malawi, southern Africa, from 1998-2020, combining clinical data with genome sequence analysis of the isolates. We show that after a dramatic increase in the number of infections from 2016 K. pneumoniae becomes hyperendemic, driven by an increase in neonatal infections. Genomic data show repeated waves of clonal expansion of different, often ward-restricted, lineages, suggestive of hospital associated transmission. We describe temporal trends in resistance and surface antigens, of relevance for vaccine development. Our data highlight a clear need for new interventions to prevent rather than treat K. pneumoniae infections in our setting. Whilst one option may be a vaccine, the majority of cases could be avoided by an increased focus on and investment in infection prevention and control measures, which would reduce all healthcare associated infections and not just one.
Autoren: Eva Heinz, O. Pearse, A. Zuza, S. Bilima, C. Msefula, P. Musicha, P. Siyabu, E. Tewesa, F. E. Graf, R. Lester, S. Lissauer, J. Cornick, J. M. Lewis, K. Kawaza, N. R. Thomson, N. A. Feasey
Letzte Aktualisierung: 2023-10-09 00:00:00
Sprache: English
Quell-URL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.09.26.23296137
Quell-PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.09.26.23296137.full.pdf
Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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