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Elizabethkingia anophelis: o que se sabe 10 anos depois

microbiologia Elizabethkingia anophelis
Resumo em 15 segundos
  • Entre novembro de 2015 e o meio de 2016, uma bactéria pouco conhecida infectou 63 pessoas em Wisconsin, nos Estados Unidos, e matou 18.
  • A matéria original — e várias outras da época — afirmava que "Elizabeth King, microbiologista do CDC, descobriu a espécie em 2011".
  • No surto de Wisconsin, a maior parte das vítimas tinha mais de 65 anos e condições de saúde graves preexistentes.

Resumo dos pontos principais. A matéria completa está logo abaixo.

Entre novembro de 2015 e o meio de 2016, uma bactéria pouco conhecida infectou 63 pessoas em Wisconsin, nos Estados Unidos, e matou 18. A fonte do surto nunca foi encontrada.

O nome dela é Elizabethkingia anophelis, e a explicação de por que aquele surto foi tão fora do comum só chegou depois — em um estudo genômico publicado por Amandine Perrin, Sylvain Brisse e colaboradores na Nature Communications, DOI 10.1038/ncomms15483.

A resposta é inquietante: o micro-organismo tinha um gene de reparo de DNA quebrado, e evoluía rápido demais.

Onde essa bactéria vive normalmente

A Elizabethkingia é uma bactéria gram-negativa de ambiente: aparece em água, solo e em insetos. Não faz parte da flora humana normal.

A espécie E. anophelis foi descrita em 2011 por Peter Kämpfer e colegas, no International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, DOI 10.1099/ijs.0.026393-0. O nome vem de onde ela foi isolada pela primeira vez: o intestino médio do mosquito Anopheles gambiae, o principal vetor da malária na África.

Isso costuma gerar confusão, então vale ser explícito: não há evidência de que o mosquito transmita a bactéria a pessoas. Ela apenas foi encontrada ali pela primeira vez.

De onde vem o nome do gênero

A matéria original — e várias outras da época — afirmava que “Elizabeth King, microbiologista do CDC, descobriu a espécie em 2011”. Nenhuma parte dessa frase está certa.

Elizabeth O. King era, sim, microbiologista do CDC. Ela descreveu o organismo em 1959, em artigo no American Journal of Clinical Pathology, DOI 10.1093/ajcp/31.3.241, a partir de um grupo de bactérias então não classificadas associadas a meningite em lactentes.

O gênero Elizabethkingia só foi criado em 2005, em homenagem a ela, quando Kwang Kyu Kim e colegas reclassificaram as espécies do gênero Chryseobacterium, DOI 10.1099/ijs.0.63541-0.

Ela morreu em 1966, quase quatro décadas antes de o gênero levar seu nome.

Por que ela pareceu “surgir do nada”

Há uma explicação prosaica para a impressão de que essa bactéria apareceu de repente: durante décadas, ela vinha sendo identificada errado.

Os métodos convencionais de laboratório clínico não separam bem as espécies do gênero. Boa parte do que se chamava de E. meningoseptica era, na verdade, E. anophelis.

A reavaliação taxonômica feita por Swapnil Doijad, Peter Kämpfer e colegas com sequenciamento de genoma completo, DOI 10.1099/ijsem.0.001390, reorganizou o gênero e deixou isso evidente.

Ou seja: parte do “aumento de casos” foi, na verdade, melhora do diagnóstico.

O que o estudo genômico do surto encontrou

A equipe sequenciou os isolados do surto de Wisconsin, e o quadro que emergiu é diferente de qualquer outro surto de Elizabethkingia registrado.

Todos os casos vinham de uma única cepa, com treze regiões genômicas características. Mas a cepa se comportava de forma anômala: apresentava uma taxa evolutiva acelerada e um espectro de mutações atípico.

A análise filogenética separou seis subgrupos, com dinâmicas temporais e geográficas distintas. E o ancestral comum mais recente de todos eles existiu cerca de um ano antes da primeira infecção humana reconhecida — o que significa que a cepa circulou por meses antes de alguém notar.

O gene quebrado

A causa da pressa evolutiva estava em um gene específico.

Diferentemente das outras E. anophelis, a cepa do surto tinha o gene mutY interrompido pela inserção de um elemento integrativo e conjugativo — um pedaço de DNA móvel que se enfiou no meio dele.

O mutY faz parte do sistema de reparo de DNA. Sem ele funcionando, erros de replicação deixam de ser corrigidos e se acumulam. A bactéria vira o que os microbiologistas chamam de mutador.

O efeito prático é duplo. Muitas mutações se acumularam em genes codificadores de proteínas ao longo do surto — o que, segundo os autores, provavelmente aumentou a capacidade de adaptação da cepa.

Os pesquisadores descrevem o caso como um exemplo dramático de como a dinâmica evolutiva de um patógeno pode afetar a epidemiologia de uma doença infecciosa. É o primeiro surto documentado causado por um patógeno bacteriano mutador de ocorrência natural.

Quem adoece

A maioria das pessoas saudáveis não desenvolve infecção por Elizabethkingia. O risco se concentra em quem tem o sistema imunológico comprometido.

No surto de Wisconsin, a maior parte das vítimas tinha mais de 65 anos e condições de saúde graves preexistentes. A apresentação mais comum foi infecção de corrente sanguínea; também ocorrem infecções respiratórias, de pele e de tecido mole. Em recém-nascidos, o gênero é historicamente associado a meningite.

Um detalhe que quebra o padrão: houve casos em pessoas sem exposição hospitalar prévia. O relato de Nova York publicado por Erik Snesrud, Patrick McGann e colegas, DOI 10.1093/jpids/piy071, descreve inclusive uma infecção em um lactente saudável sem contato prévio com serviços de saúde.

E o surto de Wisconsin foi classificado como predominantemente comunitário, e não hospitalar — o que contraria a expectativa para esse gênero e é parte do motivo pelo qual a fonte nunca foi localizada.

Uma bactéria singular em resistência

A Elizabethkingia tem um fenótipo multirresistente intrínseco — ou seja, não adquirido por contato com antibióticos, mas presente de fábrica no cromossomo.

Ruiqing Hu, Qifeng Zhang e Zemao Gu documentaram no International Journal of Antimicrobial Agents, DOI 10.1016/j.ijantimicag.2020.105978, uma característica que a torna única: é o único micro-organismo conhecido a carregar múltiplos genes de metalo-β-lactamase no cromossomo — as famílias BlaB e GOB.

Metalo-β-lactamases destroem praticamente toda a classe dos β-lactâmicos, incluindo os carbapenêmicos, que costumam ser a última linha contra gram-negativos resistentes.

Rastreando 109 genomas do gênero, os autores encontraram 23 variantes novas de BlaB e 32 de GOB — e sinais de disseminação desses genes entre espécies do gênero.

O que funciona, então

A boa notícia da matéria original continua válida, ainda que precise de precisão: resistência ampla não é resistência total.

O ponto decisivo é identificar corretamente o organismo e fazer o teste de sensibilidade, porque o tratamento empírico habitual para gram-negativos tende a falhar justamente aqui — a bactéria resiste a β-lactâmicos que seriam a escolha automática.

Isso torna o laboratório de microbiologia a peça central do desfecho, e é onde a identificação errada entre espécies do gênero cobra seu preço. É um problema estrutural que reaparece em outras superbactérias e em infecções ligadas a equipamento hospitalar.

Aviso: este texto é informativo e não substitui avaliação médica. Diagnóstico e escolha de antibiótico são decisões clínicas, tomadas com base em cultura e antibiograma.

E depois de 2016?

A fonte do surto de Wisconsin permanece desconhecida. A investigação multiestadual foi encerrada sem identificar o veículo da contaminação, e especialistas alertaram para a possibilidade de ressurgimento.

Desde então, a bactéria foi identificada em outros lugares. Foi isolada de sistemas de água hospitalares na Grécia em uma busca ativa feita justamente depois do surto americano; e, em Ontário, no Canadá, cinco casos suspeitos de formar um novo surto foram descartados por sequenciamento — os isolados eram geneticamente distintos.

Esse último episódio ilustra bem o valor da genômica em saúde pública: ela serve tanto para confirmar um surto quanto para desmentir um. E é a mesma linha de trabalho que sustenta a busca por novos antibióticos.

Perguntas frequentes

O que é Elizabethkingia anophelis?

Uma bactéria gram-negativa de ambiente, encontrada em água, solo e insetos. Foi descrita em 2011 a partir do intestino médio do mosquito Anopheles gambiae, mas não há evidência de que o mosquito a transmita a pessoas.

Quantas pessoas morreram no surto dos Estados Unidos?

O surto de Wisconsin, entre 2015 e 2016, envolveu 63 pacientes e 18 mortes. A fonte da contaminação nunca foi identificada, apesar de uma investigação multiestadual.

Por que aquele surto foi tão grande?

Porque a cepa tinha o gene de reparo de DNA mutY interrompido pela inserção de um elemento móvel. Sem esse reparo, ela acumulava mutações rapidamente — o primeiro surto documentado causado por um patógeno bacteriano mutador natural.

Quem corre risco de infecção?

Principalmente pessoas com sistema imunológico comprometido. No surto de Wisconsin, a maioria das vítimas tinha mais de 65 anos e condições graves preexistentes. Recém-nascidos também são um grupo historicamente afetado.

A bactéria é resistente a antibióticos?

Tem multirresistência intrínseca. É o único micro-organismo conhecido a carregar múltiplos genes de metalo-β-lactamase no cromossomo, o que a torna resistente a praticamente todos os β-lactâmicos, inclusive carbapenêmicos. Ainda assim, não é resistente a tudo.

Quem foi Elizabeth King?

Microbiologista do CDC que descreveu o organismo em 1959, a partir de casos de meningite em lactentes. O gênero Elizabethkingia foi criado em 2005 em sua homenagem, quase quatro décadas depois de sua morte.

Fontes

  • Perrin, A.; Larsonneur, E.; Nicholson, A. C.; Edwards, D. J.; Gundlach, K. M. et al. Evolutionary dynamics and genomic features of the Elizabethkingia anophelis 2015 to 2016 Wisconsin outbreak strain. Nature Communications, 24 maio 2017. DOI 10.1038/ncomms15483.
  • Kämpfer, P.; Matthews, H.; Glaeser, S. P.; Martin, K.; Lodders, N.; Faye, I. Elizabethkingia anophelis sp. nov., isolated from the midgut of the mosquito Anopheles gambiae. IJSEM, nov. 2011. DOI 10.1099/ijs.0.026393-0.
  • Kim, K. K.; Kim, M. K.; Lim, J. H.; Park, H. Y.; Lee, S.-T. Transfer of Chryseobacterium meningosepticum and Chryseobacterium miricola to Elizabethkingia gen. nov. IJSEM, maio 2005. DOI 10.1099/ijs.0.63541-0.
  • King, E. O. Studies on a group of previously unclassified bacteria associated with meningitis in infants. American Journal of Clinical Pathology, v. 31, n. 3, p. 241-247, mar. 1959. DOI 10.1093/ajcp/31.3.241.
  • Snesrud, E.; McGann, P.; Walsh, E.; Ong, A. et al. Clinical and Genomic Features of the First Cases of Elizabethkingia anophelis Infection in New York. Journal of the Pediatric Infectious Diseases Society, 2018. DOI 10.1093/jpids/piy071.
  • Doijad, S.; Ghosh, H.; Glaeser, S.; Kämpfer, P.; Chakraborty, T. Taxonomic reassessment of the genus Elizabethkingia using whole-genome sequencing. IJSEM, nov. 2016. DOI 10.1099/ijsem.0.001390.
  • Hu, R.; Zhang, Q.; Gu, Z. Molecular diversity of chromosomal metallo-β-lactamase genes in Elizabethkingia genus. International Journal of Antimicrobial Agents, jul. 2020. DOI 10.1016/j.ijantimicag.2020.105978.

Matéria escrita e revisada originalmente por Paulo Budri.

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