Microbiology: Gram-Negative Bacilli overview
หลังจากเข้าใจ Gram-positive cocci แล้ว กลุ่มที่สำคัญที่สุดถัดมาคือ
Gram-negative bacilli (GNB)
กลุ่มนี้เป็นสาเหตุหลักของ
- UTI
- Pyelonephritis
- Cholangitis
- Intra-abdominal
infection
- Hospital-acquired
pneumonia
- Sepsis
- Septic
shock
ในเวชปฏิบัติจริง หากเจอผู้ป่วย septic
shock จำนวนมาก สุดท้ายมักพบว่าต้นเหตุคือ Gram-negative
bacilli
Concept สำคัญที่สุด
ถ้าให้จำเพียงประโยคเดียว
Gram-negative bacilli = เชื้อจากลำไส้และสิ่งแวดล้อมที่สามารถเข้าสู่กระแสเลือดและทำให้
septic shock ได้
จุดเด่นของ Gram-negative bacteria
ผนังเซลล์มี
Outer membrane
↓
LPS
↓
Endotoxin
LPS (lipopolysaccharide)
โดยเฉพาะ
Lipid A
กระตุ้น
- TNF-α
- IL-1
- IL-6
ทำให้เกิด
- Fever
- Vasodilation
- Capillary
leak
- Septic
shock
วิธีคิดเวลาเจอ Gram-negative bacilli
ให้ถาม 3 ข้อ
มาจากไหน ?
↓
ก่อโรคที่ไหน ?
↓
ดื้อยาหรือไม่ ?
แบ่งเป็น 2 กลุ่มใหญ่
Enteric Gram-negative bacilli
มาจากลำไส้
เช่น
- E.
coli
- Klebsiella
- Enterobacter
- Proteus
Non-enteric Gram-negative bacilli
มาจากสิ่งแวดล้อม
เช่น
- Pseudomonas
- Acinetobacter
E. coli
เชื้อที่สำคัญที่สุดในมนุษย์
เป็น normal flora ของ colon
ทุกคนมี
E. coli เปรียบเสมือน
"เชื้อประจำบ้านที่หลุดออกจากบ้าน"
ปกติอยู่ในลำไส้
แต่เมื่อหลุดไปผิดที่
จะก่อโรค
โรคสำคัญ
UTI
พบบ่อยที่สุด
Colon
↓
Perineum
↓
Urethra
↓
Bladder
สาเหตุ UTI มากกว่า 70-80%
Pyelonephritis
Bacteremia
Cholangitis
Peritonitis
Neonatal meningitis
Virulence factors ของ E. coli
Adhesin (fimbriae)
ช่วยเกาะ urothelium
จึงก่อ UTI ได้ดี
Capsule
ช่วยหนี immune system
Endotoxin
ก่อ sepsis
Clinical pearl
UTI
↓
คิด E. coli ก่อนเสมอ
จนกว่าจะพิสูจน์ว่าไม่ใช่
Klebsiella
เชื้อในตระกูลเดียวกับ E. coli
แต่มีอาวุธสำคัญกว่า
จุดเด่น
Capsule หนามาก
Klebsiella
↓
Large capsule
↓
Mucoid colony
โรคสำคัญ
Pneumonia
คลาสสิก
- Alcoholism
- Diabetes
- Debilitated
host
Liver abscess
โดยเฉพาะในเอเชีย
พบมากขึ้นเรื่อย ๆ
UTI
Bacteremia
Hypervirulent Klebsiella
โดยเฉพาะ
Klebsiella pneumoniae
สายพันธุ์
- K1
- K2
ก่อ
Liver abscess
↓
Eye
↓
Endophthalmitis
Brain
↓
Meningitis
ได้แม้ในคนปกติ
Clinical pearl
ผู้ป่วยเบาหวาน
Liver abscess
↓
ให้คิดถึง Klebsiella
เสมอ
ESBL คืออะไร
ปัญหาใหญ่ของ
- E.
coli
- Klebsiella
สร้างเอนไซม์
Extended-spectrum β-lactamase
↓
ทำลาย
- Penicillin
- Cephalosporin
หลายชนิด
ดังนั้น
E. coli
Klebsiella
↓
ESBL
↓
ดื้อยา
เป็นปัญหาสำคัญทั่วโลก
Pseudomonas aeruginosa
เชื้อตัวนี้ต่างจาก E. coli และ Klebsiella
อย่างชัดเจน
Habitat
ไม่ได้อยู่ในลำไส้เป็นหลัก
แต่อยู่ใน
- น้ำ
- ดิน
- เครื่องมือแพทย์
- Ventilator
- Sink
ดังนั้น
Pseudomonas
=
Environmental pathogen
บุคลิกของ Pseudomonas
ถ้า E. coli คือโจรในบ้าน
Pseudomonas คือ
"นักรบพิเศษในโรงพยาบาล"
ชอบก่อโรคใน
ICU
Ventilator
Catheter
Burn wound
Neutropenia
โรคสำคัญ
Hospital-acquired pneumonia
Ventilator-associated pneumonia
Catheter infection
Bacteremia
Burn infection
Malignant otitis externa
Virulence factors
Biofilm
เกาะอุปกรณ์แพทย์ได้ดี
Exotoxin A
ยับยั้ง protein synthesis
คล้าย diphtheria toxin
Elastase
ทำลายเนื้อเยื่อ
ทำไมแพทย์กลัว Pseudomonas
เพราะ
ดื้อยาเก่งมาก
มีทั้ง
- Efflux
pump
- β-lactamase
- Biofilm
- Mutation
ดังนั้น
Pseudomonas
=
หนึ่งในเชื้อดื้อยาที่สำคัญที่สุดในโรงพยาบาล
เปรียบเทียบ 3 ตัวหลัก
|
Feature |
E. coli |
Klebsiella |
Pseudomonas |
|
Habitat |
Colon |
Colon |
Environment |
|
UTI |
++++ |
++ |
+ |
|
Pneumonia |
+ |
+++ |
+++ |
|
Liver abscess |
+ |
++++ |
- |
|
Septic shock |
+++ |
+++ |
+++ |
|
Capsule |
+ |
++++ |
+ |
|
Biofilm |
+ |
+ |
++++ |
|
Drug resistance |
ESBL |
ESBL |
Extreme |
Clinical Approach
Community-acquired UTI
คิด
E. coli
ก่อน
Diabetic liver abscess
คิด
Klebsiella
ก่อน
ICU pneumonia
คิด
Pseudomonas
ก่อน
Septic shock จาก abdominal source
คิด
E. coli
Klebsiella
ก่อน
Pathogenesis ของ Gram-negative
bacilli
ภาพรวมทั้งหมด
Colonization
↓
Barrier breakdown
↓
Local infection
↓
Bacteremia
↓
LPS release
↓
Cytokine storm
↓
Septic shock
นี่คือกลไกสำคัญของผู้ป่วย sepsis ที่พบในห้องฉุกเฉินและ ICU
Framework ที่ควรจำ
ให้มองเป็น 3 บุคลิก
E. coli
=
เจ้าถิ่นในลำไส้
(UTI specialist)
Klebsiella
=
เจ้าถิ่นมีเกราะหนา
(Capsule specialist)
Pseudomonas
=
นักรบโรงพยาบาล
(MDR specialist)
Mind Map สรุป
Gram-negative bacilli
│
├── Enteric bacteria
│ │
│ ├── E.
coli
│ │ ├─ UTI
│ │ ├─ Pyelonephritis
│ │ └─ Sepsis
│ │
│ └──
Klebsiella
│ ├─
Capsule
│ ├─
Pneumonia
│ ├─
Liver abscess
│ └─ ESBL
│
└── Environmental bacteria
│
└──
Pseudomonas
├─ ICU
infection
├─ VAP
├─ Burn
infection
├─
Biofilm
└─ MDR
หากมองในระดับ Pathogenesis จะสรุปได้ง่าย ๆ ว่า
- E.
coli = เชื้อประจำลำไส้ที่ชอบก่อ UTI และ
sepsis
- Klebsiella
= เชื้อลำไส้ที่มี capsule หนา ก่อ pneumonia
และ liver abscess เด่น
- Pseudomonas
= เชื้อสิ่งแวดล้อมที่ฉวยโอกาสในโรงพยาบาลและดื้อยาเก่งมาก
สามตัวนี้เป็น "แกนหลัก" ของ Gram-negative
bacilli ที่นักศึกษาแพทย์ควรเข้าใจก่อนเรียน Enterobacterales
และเชื้อดื้อยาในระดับลึกต่อไป.
