Luchtwegen CF-patiënten vaak gelijktijdig geïnfecteerd door diverse bacteriestammen

De luchtwegen van CF-patiënten zijn vaak gelijktijdig geïnfecteerd door meerdere, genetisch verschillende S. aureus-stammen. Deze bevindingen van een Amerikaanse studie, die verschenen in het Blue journal, wijzen erop dat de huidige klinische procedures voor het bemonsteren van isolaten en het selecteren van antibiotica waarschijnlijk ontoereikend zijn.

Cystische fibrose (CF) wordt gekenmerkt door een chronische luchtweginfectie met verschillende micro-organismen. Hoewel Pseudomonas aeruginosa al lange tijd in verband wordt gebracht met deze ziekte, is de prevalentie van deze bacterie bij CF-patiënten de afgelopen twee decennia gestaag afgenomen, waarschijnlijk dankzij een verbeterde kennis van de pathogenese van P. aeruginosa en de daaruit voortvloeiende verbeterde behandeling.

Verschuiving naar S. aureus

Door de afgenomen impact van P. aeruginosa is de microbiële pathogenese van CF verschoven. Staphylococcus aureus is tegenwoordig het meest voorkomende respiratoire pathogeen dat wordt geïsoleerd. Een S. aureus-infectie bij CF-patiënten komt vooral voor bij kinderen en is gerelateerd aan een ontstekingsactiviteit in de luchtwegen, exacerbaties en longfunctieachteruitgang. De initiële infecties treden vaak vroeg in het leven op en kunnen jaren persisteren ondanks agressieve eradicatiepogingen.

Behoefte aan betere behandelingen

Terwijl CFTR-modulatortherapieën veelbelovend zijn voor het verbeteren van de luchtwegklaring en longfunctie, hebben studies tot nu toe niet gevonden dat deze medicijnen invloed hebben op de last van S. aureus in de CF-luchtwegen. Daarom blijft er grote behoefte ​​aan verbeterde, evidence-based behandelingen van S. aureus bij kinderen met CF.

De werkzaamheid van antistafylokokken-therapieën wordt waarschijnlijk beperkt door adaptieve genetische veranderingen die in S. aureus optreden tijdens een chronische infectie. Deze veranderingen omvatten mutaties die de tolerantie voor antibiotica en de persistentie in de gastheer bevorderen. Zo blijken tijdens chronische CF-infecties langzaam groeiende kolonies van antibioticaresistente varianten te ontstaan. Deze varianten zijn nauwer verbonden aan de longfunctieachteruitgang dan traditionele CF-pathogenen. Verder is gevonden dat S. aureus gedurende de progressie van een CF-infectie steeds beter in staat wordt om biofilms te vormen.

Huidige studie

In deze studie zijn de moleculaire epidemiologie en genetische aanpassing van S. aureus gekarakteriseerd tijdens chronische luchtweginfecties bij CF-patiënten, inclusief de respons op antibiotica.

1382 S. aureus-isolaten zijn longitudinaal verzameld gedurende een gemiddelde periode van 2,2 jaar van 246 kinderen met CF in vijf Amerikaanse centra tussen 2008 en 2017. Van deze isolaten is het hele genoom gesequenced. Bijna de helft (45,5%) van de patiënten had meerdere, naast elkaar bestaande S. aureus-stammen, vaak met verschillende gevoeligheidsprofielen voor antibiotica. Tijdens het beloop van de infectie traden vaak aanpassingen op in een reeks genen die gerelateerd zijn aan de persistentie van de bacteriën en antimicrobiële resistentie.

In tegenstelling tot P. aeruginosa was de genetische diversiteit van S. aureus niet beperkt. Er was sprake van een voortdurende stroom van nieuwe genetische elementen in de populatie van isolaten van kinderen met CF.

Overdracht van bacteriestammen

Patiënten die nauwe huiselijke of klinische contacten hebben, kunnen gemeenschappelijke bacteriestammen hebben. Daarbij kan sprake zijn van een convergente evolutie van belangrijke genen die betrokken zijn bij de persistentie en antimicrobiële resistentie van de bacterie. Daarom moet er volgens de auteurs voor toekomstig onderzoek gezocht worden naar nieuwe diagnostische en therapeutische benaderingen.  

---

Referentie: Long DR, Wolter DJ, Lee M, Precit M, McLean K, Holmes E, Penewit K, Waalkes A, Hoffman LR, Salipante SJ. Polyclonality, Shared Strains, and Convergent Evolution in Chronic Cystic Fibrosis Staphylococcus aureus Airway Infection. Am J Respir Crit Care Med. 2021;203:1127-1137. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33296290/,  https://www.atsjournals.org/doi/full/10.1164/rccm.202003-0735OC

Lees meer over: