Pseudomonas aeruginosa húgyúti fertőzésekben: a motilitás és az ExoS-toxin a felszálló kolonizáció kulcstényezői

A Pseudomonas aeruginosa elsősorban súlyos légúti és sebészeti sebfertőzések kórokozójaként ismert, ugyanakkor a húgyúti infekciókban betöltött szerepe kevésbé feltárt. A vizsgált dél-alabamai ellátórendszerben a kórokozó a húgyúti fertőzések 4,03%-ában volt jelen, ami megközelítőleg kétszerese a közölt országos aránynak. A kutatók ezért a lokálisan keringő húgyúti P. aeruginosa törzsek genetikai változatosságát, rezisztenciáját és virulenciával összefüggő tulajdonságait vizsgálták.

Jelentős genetikai változatosság

A kutatásba 55, rutinellátás során vett vizeletmintából izolált törzs került be. A betegek medián életkora 71 év volt, 40%-uk diabetes mellitusban szenvedett, 41,8%-uknak állandó húgyúti katétere volt, és 74,5%-uknál szerepelt visszatérő húgyúti fertőzés az anamnézisben.

A teljes genom szekvenálása jelentős törzsdiverzitást mutatott. Harminchat izolátum 34 ismert multilókusz-szekvenciatípushoz tartozott, míg 19 törzs korábban nem leírt szekvenciatípust képviselt. Ez a kohorsz 34,5%-át jelentette. A korábban nem besorolt törzsek nem képeztek egységes filogenetikai csoportot, ezért a szerzők értelmezése szerint nem egyetlen regionális klón terjedéséről van szó.

Nyolc O-antigén-szerotípust azonosítottak; a leggyakoribb az O6 volt, az izolátumok 38,18%-ában. Az O6 szerotípus szignifikánsan gyakrabban fordult elő állandó katétert viselő betegeknél, és a többváltozós elemzésben is összefüggést mutatott a katéterviseléssel. Az O4 szerotípusba sorolt valamennyi izolátum diabetes mellitusban szenvedő betegből származott.

A rezisztencia mintázatai

Az antibiotikum-érzékenységi vizsgálat alapján a levofloxacinrezisztencia volt a leggyakoribb: az izolátumok 29,1%-a bizonyult rezisztensnek. Nyolc törzs, azaz 14,5% multidrogrezisztensnek, öt törzs, 9,1% pedig extenzíven gyógyszerrezisztensnek minősült.

Az O11 szerotípusba tartozó izolátumoknál az extenzív gyógyszerrezisztencia nagyobb valószínűséggel fordult elő, és ez az összefüggés az állandó katéterviselés figyelembevételét követően is fennmaradt. A férfi betegekből származó izolátumok egy törzsre jutó rezisztenciáinak száma szignifikánsan magasabb volt, mint a női betegekből izolált törzseké.

Az afroamerikai betegek izolátumai a fehér betegek törzseihez viszonyítva gyakrabban mutattak meropenemrezisztenciát, illetve aztreonámmal szembeni közepes érzékenységet. A szerzők kiemelik, hogy ezek az összefüggések nem értelmezhetők önmagukban biológiai ok-okozati kapcsolatként: az antibiotikum-rezisztenciát befolyásolhatják a korábbi expozíciók, az egészségügyi ellátással kapcsolatos kockázatok és más epidemiológiai tényezők is.

A polimikrobiális fertőzésekből származó törzseknél a cefepimmel szembeni közepes érzékenység gyakoribb volt. Az új szekvenciatípusba sorolt izolátumok között az aztreonámrezisztencia is dúsult, azonban az eredményt a kevés rezisztens törzs és a széles konfidenciaintervallum miatt óvatosan kell értékelni.

A levofloxacinrezisztens izolátumok közül 17-ben nyolcnál találtak a fluorokinolonrezisztenciával összefüggő régióban GyrA-mutációt; a leggyakoribb a T83I aminosavcsere volt. Ez a változat a kohorszban észlelt levofloxacinrezisztencia megközelítőleg 47%-át magyarázta, ami arra utal, hogy további kromoszomális mechanizmusok is közreműködnek a fenotípus kialakulásában.

Növekedés, vasfelvétel, citotoxicitás

A klinikai izolátumok növekedése tápanyagban gazdag táptalajon és humán vizeletben eltérő mintázatot adott. Több törzs a referencia-törzseknél jobban növekedett az egyik közegben, de egyik sem teljesített kiemelkedően mindkettőben; ez metabolikus kompromisszumra utalhat.

Humán vizeletben az O11 szerotípusú törzsek növekedése 28,9%-kal alacsonyabb volt, míg a polimikrobiális húgyúti fertőzésekből izolált törzsek 36,6%-kal nagyobb növekedést mutattak az egyetlen kórokozóhoz társult esetek izolátumaihoz képest. A többváltozós elemzésben a polimikrobiális fertőzés és az O11 szerotípus maradt kapcsolatban a vizeletbeli növekedéssel.

A vaslimitált húgyúti környezetben különösen lényeges siderophorképzésben a PAO1-hez hasonló pvdA homológot hordozó törzsek mérsékelt, 6,1%-os többletet mutattak. Ezzel szemben az új szekvenciatípusú izolátumok vaskelátképző aktivitása 6,2%-kal alacsonyabb volt az ismert típusú törzsekénél.

A hemolitikus aktivitás az exoU-pozitív törzseknél 18,4%-kal, a PAO1-szerű rhlR homológot hordozó izolátumoknál 44,5%-kal volt magasabb. A levofloxacin-, aztreonám- vagy meropenemrezisztens törzsek ugyanakkor kisebb hemolitikus aktivitást mutattak, ami a rezisztencia és a citotoxikus képesség közötti lehetséges kompromisszumot jelzi.

Az O6 szerotípusú izolátumokat tartalmazó vizeletmintákban a vérsejtkoncentráció 6,6-szor magasabb volt a többi szerotípushoz társult mintákénál. A szerzők ezt az összefüggést feltáró jellegű eredményként értékelik, amely nagyobb betegszámú vizsgálatokban megerősítésre szorul.

Motilitás és biofilmképzés

Az izolátumok valamennyien hordozták a flagellum működéséhez szükséges genetikai elemeket, de öt törzs mozgásképtelen volt. A fennmaradó izolátumok motilitása számottevően eltért. A visszatérő húgyúti fertőzésben szenvedő betegekből származó törzsek 5,5-szer nagyobb valószínűséggel hordozták az A típusú flagellint kódoló flaA gént, míg nem visszatérő infekciókban a B típusú flagellint kódoló fliC volt gyakoribb.

Az új szekvenciatípusú törzsek úszómotilitása 20,2%-kal nagyobb volt, mint az ismert típusú izolátumoké. Fokozott motilitás társult a PAO1-szerű rhlR homológ jelenlétéhez is.

A biofilmképzés az O3 szerotípusú, valamint a PAO1-szerű lasR homológot hordozó törzsekben rendre 2,2-, illetve 2,4-szer magasabb volt. Ezzel ellentétben a levofloxacinrezisztens izolátumok biofilmképzése 51,8%-kal gyengébbnek bizonyult az érzékeny törzsekhez képest.

Felszálló fertőzés modellben

A szerzők négy törzzsel – két referenciatörzzsel és két klinikai izolátummal – CBA/J nőstény egerekben vizsgálták a felszálló húgyúti kolonizációt. A PAO1 törzs adta a legnagyobb baktériumterhelést a vizeletben és a szövetekben, míg a PA103 baktériumszáma 96 órán belül csökkent, és a szervi kolonizációja is gyenge volt.

A motilis törzsekben a vese baktériumterhelése mediánértékben több mint egy logaritmussal meghaladta a nem motilis törzsekét. Az exoS gént nem hordozó izolátumokban a vizeletbeli baktériumterhelés 100-szoros, a hólyag- és vesekolonizáció ötszörös csökkenése volt megfigyelhető az exoS-pozitív törzsekhez képest.

A fliC-pozitív törzsek a flaA-pozitív izolátumokhoz viszonyítva 10,9-szeres előnyt mutattak a hólyag-, és 13,5-szeres előnyt a vesekolonizációban. A nyilvánosan hozzáférhető genomadatok elemzése szerint a húgyúti izolátumok körében az exoS gyakoribb volt, mint a tüdőeredetű törzsekben.

A vizsgálat adatai szerint a húgyúti P. aeruginosa izolátumok genetikai, rezisztencia- és virulenciamintázata sokrétű. A motilitás, a flagellintípus és az ExoS-exotoxin jelenléte a felszálló húgyúti kolonizációval mutatott kapcsolatot, míg több antibiotikum-rezisztenciafenotípus alacsonyabb biofilmképzéssel vagy hemolitikus aktivitással társult. A szerzők hangsúlyozzák, hogy a megfigyelések egyetlen regionális, viszonylag kis elemszámú kohorszból származnak, ezért megerősítésük további vizsgálatokat igényel.

Forrás: Fleck RC, Gorodyna O, Zhou H, Bryant H, Gadjeva M, Shea AE. Emerging pathogens in urinary tract infections: virulence and phenotypic characterization of Pseudomonas aeruginosa strains. mSphere. 2026;11(6):e00151-26. doi:10.1128/msphere.00151-26.