The Norwegian Klebsiella pneumoniae study: population structure, antimicrobial resistance and virulence in human carriage and clinical isolates

Gjennom «Den norske Klebsiella pneumoniae studien» ønsket vi å belyse ulike aspekter ved den humanpatogene bakterien Klebsiella pneumoniae. Vi ville blant annet studere bakteriens evne til å kolonisere friske mennesker, til å forårsake sykehusutbrudd og alvorlig sykdom hos mennesker. Ved hjelp av helgenomanalyser (DNA sekvensering) ønsket vi å kartlegge populasjonsstrukturen og egenskapene til bakterien K. pneumoniae gjennom tre delprosjekter. I det første delprosjektet har vi undersøkt bærerskap av K. pneumoniae hos friske personer. Til dette benyttet vi avføringsprøver og data samlet inn i regi av den sjuende Tromsøundersøkelsen (Kp-Tromsø7). I delprosjekt to, ville vi kartlegge populasjonsstrukturen til K. pneumoniae som har forårsaket sepsis/blodforgifting eller urinveisinfeksjon. Utgangspunktet for denne studien var data samlet inn i regi av Norsk overvåkningssystem for antibiotikaresistens hos mikrober (Kp-NORM), og bakterieisolater samlet inn fra norske mikrobiologiske laboratorier i perioden 2001-2015. Utgangspunktet for det tredje delprosjektet var bakterieisolater samlet inn i forbindelse med et utbrudd av K. pneumoniae ved nyfødt-intensiv avdelingen ved SUS i 2009 og en påfølgende oppfølgingsstudie (Kp-ST17 SUS). Prosjektet ble gjennomført i samarbeid mellom Avdeling for medisinsk mikrobiologi ved Stavanger Universitetssjukehus (SUS), UiT Norges arktiske universitet, Nasjonal kompetansetjeneste for påvisning av antibiotikaresistens (K-res) ved Universitetssykehuset Nord-Norge, NORM, samt internasjonale samarbeidspartnere ved Institut Pasteur i Paris og University of Melbourne. Det har vært tre PhD studenter (en ved UNN og to ved SUS) involvert i prosjektet. Delprosjekt 1 har ført til økt kunnskap om hvor vanlig er det for friske mennesker å være bærer av K. pneumoniae i tarmen og hvilke risikofaktorer som er assosiert med bærerskap. I delprosjekt 2 har vi kartlagt molekylære/genetiske egenskaper hos K. pneumoniae fra blod- og urinveisisolater mtp populasjonsstruktur (sekvenstyper), antibiotikaresistens og virulensegenskaper i Norge over en 15-års periode. I delprosjekt 3 har vi studert K. pneumoniae sekvenstype (ST) 17 som forårsaket et utbrudd på nyfødtavdelingen på SUS mtp genetisk evolusjon under langvarig tarmbærerskap hos barna som ble smittet under utbruddet. Videre har vi sammenlignet denne spesielle ST17 stammen med ST17 fra både mennesker, dyr og miljøet fra hele verden for å lære mer om dens evner til å forårsake utbrudd og og alvorlig sykdom. Delprosjekt 1 og 2 ble publisert i internasjonale tidsskrift ila 2021 (https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34182896/ og https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34935048/ ). Det ble i tillegg publisert to artikler i 2019 tilknyttet delprosjekt 2 (https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30517666/ og https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30770708/ ). Manuskript for delprosjekt 3 ble sendt inn til internasjonalt tidsskrift høsten 2022 og er under vurdering. Preprint er tilgjengelig på bioRxiv (https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.11.01.514664v1 ). I vår del av verden er K. pneumoniae først og fremst assosiert med infeksjoner hos alvorlig syke eller immunsvekkede pasienter i sykehus. I andre deler av verden er hypervirulent K. pneumoniae som årsak til invasive infeksjoner hos tidligere friske et økende problem utenfor sykehus. Antibiotikaresistens er en alvorlig global helsetrussel, og det rapporteres i økende grad funn av antibiotikaresistens hos K. pneumoniae. Denne bakterien, inkludert antibiotikaresistente kloner, er kjent for å forårsake sykehusutbrudd - noe vi har sett flere eksempler på også i Norge. Vi har gjennom denne studien fremskaffet nye data og klinisk relevant kunnskap knyttet til den bakteriens evne til å kolonisere friske mennesker, til å forårsake sykehusutbrudd og alvorlig sykdom hos mennesker. Lokalt ved Avdeling for medisinsk mikrobiologi ved SUS har vi gjennom laboratoriearbeid og bioinformatiske analyser knyttet til denne studien bygd opp viktig kompetanse som allerede har og vil komme sykehuset til gode mtp detaljert karakterisering av viktige kliniske isolater, utbruddsoppklaring og andre smittevernrelaterte problemstillinger.