Pseudomonas aeruginosa

Kurs: Basvetenskap 6, MDBI Del: 03 Klinisk Kemi Avsnitt: 08 Njurmarkörer och Urindiagnostik Typ: Bakterie · Gramnegativ stav · strikt aerob · non-fermentativ · opportunist och vårdrelaterad problempatogen

Snabbfakta

Fält	Värde
Agenstyp	Bakterie, gramnegativ stav
Familj	Pseudomonadaceae (ordningen Pseudomonadales) — ej Enterobacterales
Gram och morfologi	Gramnegativ, smal rak stav, 0,5 × 1,5–3 µm, en polär flagell
Oxidas / katalas	Oxidaspositiv (nyckeltest mot Enterobacterales) / katalaspositiv
Laktos	Negativ — non-fermentativ, oxiderar glukos i stället för att jäsa den
Pigment	Pyocyanin (blågrönt) och pyoverdin (gulgrönt fluorescerande); även pyorubin och pyomelanin
Lukt	Söt, druv- eller lindliknande (2-aminoacetofenon)
Rörlighet	Rörlig, monotrik polär flagell; även typ IV-pili för “twitching motility”
Syrekrav	Strikt aerob, men kan använda nitrat som terminal elektronacceptor (anaerob respiration)
Växtbetingelser	Extremt anspråkslös; växer i destillerat vatten, växer vid 42 °C
Kapsel	Alginat (mucoida stammar)
Reservoar	Fuktiga miljöer — vatten, diskbänkar, respiratorer, blomvaser, badbassänger, jord
Smittväg	Kontakt- och vattenburen; endogen kolonisering hos sjukhusvårdade
Inkubationstid	Varierar helt med infektionstyp
R₀	Ej meningsfullt — miljöburen opportunist utan epidemisk person-till-person-spridning (undantag: CF-kliniker där korssmitta av epidemiska stammar förekommer)
Målorgan	Lunga, hud/brännskada, hornhinna, urinvägar, blod, yttre hörselgång
Anmälningspliktig	Nej i sig; karbapenemresistenta stammar (ESBL~CARBA) är anmälningspliktiga

Vad är agenset?

• Pseudomonas aeruginosa är en gramnegativ, strikt aerob, non-fermentativ stav och en av vårdens viktigaste opportunistiska patogener.
• Den har ett ovanligt stort genom (~6,3 Mb, >5 500 gener) — större än många jästsvampar. Ungefär 8 % av generna kodar för regulatoriska proteiner, vilket förklarar dess extrema metaboliska och miljömässiga anpassningsförmåga.
• Den kan bryta ned över 100 olika organiska föreningar och överleva i destillerat vatten, i desinfektionsmedel och i antiseptiska lösningar.
• Nyckelegenskapen kliniskt: den infekterar nästan aldrig en frisk, intakt värd. Den kräver en barriärskada (brännskada, kateter, tub, kontaktlins) eller ett nedsatt immunförsvar (neutropeni, Cystisk fibros).

Klinisk pärla

Kombinationen oxidaspositiv + laktosnegativ + växer vid 42 °C + blågrönt pigment + söt druvlukt identifierar P. aeruginosa redan vid plattan. Oxidastestet är den snabbaste skiljelinjen mot Enterobacteriaceae, som alla är oxidasnegativa.

Epidemiologi

• En av de fyra–fem vanligaste orsakerna till vårdrelaterad infektion globalt; särskilt ventilatorassocierad pneumoni (VAP), där den ofta är den enskilt vanligaste agensen.
• Ingår i ESKAPE-gruppen (Enterococcus faecium, Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae, Acinetobacter baumannii, Pseudomonas aeruginosa, Enterobacter) — patogener som “escapes” antibiotikaeffekt.
• WHO klassar karbapenemresistent P. aeruginosa som kritisk prioritet för ny antibiotikautveckling.
• Kolonisationsgraden hos friska är låg (<10 % i faeces, <2 % på hud), men stiger dramatiskt vid sjukhusvistelse och antibiotikabehandling.
• Cystisk fibros: >60–70 % av vuxna CF-patienter är kroniskt koloniserade; kolonisationen är den enskilt viktigaste prognosfaktorn för lungfunktionsnedgång.

Smittvägar och smittsamhet

• Fuktiga sjukhusmiljöer: handfat, avlopp, duschar, respiratorslangar, befuktare, dialysvatten, endoskoptvättmaskiner, is-maskiner, blomvaser.
• Indirekt kontaktsmitta via vårdpersonalens händer är den viktigaste vägen mellan patienter.
• Vattenburen exponering utanför vården: bubbelpooler och badtunnor → follikulit (“hot tub folliculitis”); simning → extern otit (“swimmer’s ear”).
• Kontaktlinsvätska och otillräcklig linshygien → keratit.
• Endogen spridning från patientens egen koloniserade tarm eller svalg vid neutropeni.
• Person-till-person-smitta är begränsad, men epidemiska CF-stammar (t.ex. Liverpool epidemic strain) sprids mellan CF-patienter, vilket är skälet till strikt segregering på CF-mottagningar.

Var och hur infekterar den? Tropism och patogenes

• Vidhäftning: typ IV-pili binder glykosfingolipider (asialo-GM1) på skadat epitel; flagellen binder TLR5 och slemhinnemuciner. Bakterien fäster företrädesvis på skadat, inte friskt, epitel.
• T3SS: injicerar fyra effektorer direkt i värdcellen — ExoU (fosfolipas A2, mycket snabbt cytolytiskt, starkast kopplad till hög mortalitet vid VAP och keratit), ExoS och ExoT (bifunktionella GAP + ADP-ribosyltransferas, stör aktinskelett och fagocytos), ExoY (adenylatcyklas).
• Typ II-sekretion frisätter exotoxiner och enzymer extracellulärt: exotoxin A, elastas (LasB), alkaliskt proteas, fosfolipas C.
• Exotoxin A ADP-ribosylerar elongationsfaktor 2 (EF-2) → proteinsyntesen stannar → celldöd. Detta är exakt samma mekanism som difteritoxinet hos Corynebacterium diphtheriae, men toxinerna är immunologiskt helt olika och binder olika receptorer.
• Elastas (LasB) bryter ned elastin i kärlväggar och lungvävnad, samt IgA, IgG, komplementfaktorer och surfaktantprotein — detta ger den karakteristiska kärlinvasionen med nekros.
• Quorum sensing styr hela virulensprogrammet: las-systemet (LasI/LasR, signalmolekyl 3-oxo-C12-HSL), rhl-systemet (RhlI/RhlR, C4-HSL) och PQS (Pseudomonas quinolone signal). Först när bakteriedensiteten är hög slås toxiner och biofilm på — vilket gör att immunförsvaret inte varnas tidigt.
• Biofilm: alginat, Psl och Pel bildar en matrix som är 100–1 000 gånger mer antibiotikatolerant än planktoniska celler. I biofilmen är bakterierna metaboliskt långsamma, vilket i sig ger toleransen.
• Mucoid omvandling vid Cystisk fibros: mutation i mucA (anti-sigmafaktor) → frisatt AlgU → massiv alginatproduktion → slemmiga kolonier, kronisk infektion som aldrig kan eradikeras, och en immunkomplexdriven kronisk inflammation som förstör lungan.

Virulensfaktorer

• Typ IV-pili och flagell — adhesion och twitching/swarming motility.
• Typ III-sekretionssystem med ExoU, ExoS, ExoT, ExoY.
• Exotoxin A — ADP-ribosylering av EF-2, hämmad proteinsyntes.
• Elastas LasB och LasA, alkaliskt proteas, protease IV — vävnadsnedbrytning, nedbrytning av immunglobuliner och komplement.
• Fosfolipas C — hemolytisk, bryter ned surfaktant.
• Pyocyanin — redoxaktivt fenazin som genererar superoxid och väteperoxid, hämmar ciliefunktion, inducerar neutrofil apoptos och är direkt vävnadstoxiskt. Ger även den blågröna färgen på var.
• Pyoverdin — sideroform med hög järnaffinitet; fungerar även som signalmolekyl.
• Alginat, Psl, Pel — biofilmmatrix.
• LPS med modifierbar lipid A (arabinosaminering ger kolistinresistens).
• Quorum sensing (las, rhl, PQS) — global virulensreglering.
• Effluxpumpar MexAB-OprM m.fl. och låg yttermembranpermeabilitet (OprF/OprD) — intrinsisk multiresistens.
• AmpC-betalaktamas — kromosomalt och inducerbart.

Symtom och klinisk bild

• Ventilatorassocierad pneumoni och nosokomial pneumoni — hög mortalitet, nekrotiserande med mikroabscesser.
• Kronisk lunginfektion vid Cystisk fibros och vid svår KOL/bronkiektasier — progressiv lungfunktionsförlust.
• Brännskadeinfektion och sårinfektion — grönt, sött luktande sekret; grönfärgade förband.
• Ecthyma gangrenosum — patognomon hudlesion hos neutropen patient: en röd makula som snabbt blir hemorragisk blåsa och sedan en svart, nekrotisk sårskorpa med röd rand. Den uppstår genom bakteriell invasion av kärlväggen i dermis. Fyndet ska omedelbart leda till blododling och anti-pseudomonasbehandling.
• Keratit hos kontaktlinsbärare — mycket snabbt progredierande, kan perforera hornhinnan inom 24–48 h. Ögonmedicinsk akutdiagnos.
• Extern otit (“swimmer’s ear”) och Malign extern otit — hos äldre diabetiker sprider sig infektionen till skallbasen med osteomyelit och kranialnervspåverkan; hög mortalitet.
• Follikulit efter bubbelpool — självläkande, kliande papulopustler under badkläderna.
• Urinvägsinfektion hos kateterbärare.
• Sepsis hos neutropena — klassisk febril neutropeni-patogen.
• Endokardit hos personer som injicerar droger.
• Osteomyelit efter penetrerande skada genom gymnastiksko — en klassisk association (kalcaneus).
• Neonatal och post-neurokirurgisk meningit.

Tenta-fokus

Fem klassiska Pseudomonas-scenarier att kunna utantill: brännskada, Cystisk fibros, neutropen patient med Ecthyma gangrenosum, kontaktlinsbärare med keratit, och diabetiker med Malign extern otit. Alla har en gemensam nämnare: bruten barriär eller nedsatt immunförsvar.

Diagnostik

• Odling — växer lätt på blodagar och MacConkey. Kolonier är platta, med metallisk glans, ofta hemolytiska och blågröna, med karakteristisk söt lukt.
• Oxidastest positivt — särskiljer från Enterobacterales.
• Växt vid 42 °C skiljer P. aeruginosa från P. fluorescens och P. putida.
• MALDI-TOF för artbestämning i modern rutin.
• Resistensbestämning är obligatorisk — resistensmönstret kan inte förutsägas och kan ändras under behandling.
• Vid Cystisk fibros görs regelbunden sputumodling med särskilt selektiva medier för att fånga mucoida stammar tidigt.

Behandling och profylax

• Intrinsisk (naturlig) resistens mot: ampicillin, amoxicillin, första och andra generationens cefalosporiner, cefotaxim/ceftriaxon, ertapenem, trimetoprim-sulfa, tetracykliner och makrolider. Detta beror på låg yttermembranpermeabilitet, konstitutiva effluxpumpar och kromosomalt AmpC.
• Aktiva medel: piperacillin-tazobaktam, ceftazidim, cefepim, meropenem och imipenem (ej ertapenem), aztreonam, ciprofloxacin, levofloxacin, aminoglykosider (tobramycin, amikacin, gentamicin), kolistin.
• Nyare medel vid multiresistens: ceftolozan-tazobaktam, ceftazidim-avibaktam, imipenem-relebaktam, cefiderokol (en sideroform-cefalosporin som “trojansk häst” tar sig in via järnupptagssystemet).
• Kombinationsbehandling (betalaktam + aminoglykosid eller kinolon) används empiriskt vid svår sepsis och neutropen feber, ofta med de-eskalering när odlingssvar finns.
• Inhalerad tobramycin eller kolistin vid kronisk CF-kolonisering; azitromycin i låg dos som immunmodulerare och quorum sensing-hämmare.
• Eradikeringsförsök vid nyupptäckt CF-kolonisation är ett kritiskt tidsfönster — när mucoid biofilm väl etablerats går infektionen inte längre att utrota.
• Profylax: handhygien, torrläggning av fuktiga reservoarer, byte av respiratorutrustning, kontaktlinshygien, segregering på CF-mottagning. Inget vaccin finns.

Tenta-fokus

Ertapenem har ingen effekt på P. aeruginosa, medan meropenem och imipenem har det. Att blanda ihop karbapenemerna är en klassisk fälla.

Klinisk kemi — urindiagnostik och falskt negativt nitrittest

• Pseudomonas aeruginosa är i urindiagnostiken framför allt känd som en orsak till falskt negativt nitrittest på urintestremsa.
• Nitritfältet bygger på att bakteriella reduktaser omvandlar nitrat från kosten till nitrit, som ger en rosafärgning. Pseudomonas kan emellertid reducera nitriten vidare till ammoniak eller kvävgas. Nitriten försvinner därmed ur urinen och fältet förblir ofärgat trots riklig bakterieförekomst.
• Andra orsaker till falskt negativt nitrittest: kort blåsinkubationstid (urinen bör ha stått minst 4 timmar i blåsan), lågt bakterietal, och låg nitrathalt vid fasta eller lågt grönsaksintag.
• Ett negativt nitrittest utesluter alltså inte signifikant bakteriuri. Vid symtomgivande misstanke och negativ nitrit ska prov skickas för odling eller dipslide.
• Misstänk Pseudomonas särskilt vid kateterburen urinvägsinfektion, återkommande infektioner, tidigare antibiotikabehandling och hos immunsupprimerade.
• Stödjande fynd: positivt leukocytesterasfält (Pyuri), Urinmikroskopi med bakterier och leukocyter, samt vid Pyelonefrit leukocytcylindrar i sedimentet. Ureasproducerande bakterier kan ge urin-pH över 8,0 och illaluktande urin.

Kopplingar

Relaterat: Acinetobacter baumannii, Cystisk fibros, Ecthyma gangrenosum, Malign extern otit, Typ III-sekretionssystem, Biofilm, Quorum sensing, Corynebacterium diphtheriae, Vårdrelaterade infektioner, Modul 3 - Luftvägs- och hudinfektioner & barnsjukdomar, Urintestremsa, Urinmikroskopi, Pyuri, Cystit