The Norwegian Klebsiella pneumoniae network: K. pneumoniae population structure and antimicrobial resistance in a One Health perspective

Antimikrobiell resistens (AMR) utgjør en stor trussel mot den globale folkehelsen. Klebsiella pneumoniae er en bakterie som kan forårsake alvorlige infeksjoner hos mennesker, spesielt hos alvorlig syke og immunsvekkede pasienter. Denne bakterien er i økende grad motstandsdyktig mot mange av våre viktigste antibiotikatyper (multiresistent). Infeksjoner forårsaket av multiresistent K. pneumoniae kan være svært utfordrende, og i noen tilfeller umulige, å behandle. Denne bakterien har forårsaket flere utbrudd i norske sykehus i senere år, inkludert ved nyfødtintensiv avdelingen ved Stavanger Universitetssjukehus. K. pneumoniae blir først og fremst sett på som en sykehusbakterie, men den kan finnes overalt i miljøet også utenfor sykehus, inkludert i tarmfloraen til både mennesker og dyr. K. pneumoniae er ikke inkludert i nasjonale overvåkningsprogram som omfatter matproduksjonskjeden. Vi har derfor lite kunnskap om hvorvidt denne bakterien overføres, direkte eller indirekte via mat, fra dyr til mennesker. Forekomsten av K. pneumoniae i normalfloraen til dyr og mennesker, samt muligheten for matbåren smitte av K. pneumoniae, bør derfor bli nærmere undersøkt. I et folkehelse- og matsikkerhetsperspektiv vil kunnskap om denne bakteriens reservoarer og mulige transmisjonsveier være viktig for å kunne begrense dens utbredelse. Partnerne i NOR-KLEB-NET representerer ulike fagfelt, inkludert human- og veterinærmedisin, miljø- og matsektoren. NOR-KLEB-NET muliggjør forskningssamarbeid på tvers av flere sektorer og i samarbeid med internasjonalt ledende forskere. NOR-KLEB-NET fokuserer på utvikling og spredning av AMR hos K. pneumoniae sett fra et «One Health» perspektiv. Dette omfatter bakteriens evne til å kolonisere og spre seg mellom dyr, miljø og mennesker, samt evnen til å forårsake alvorlige infeksjoner som kan være vanskelige å behandle både hos dyr og mennesker. Utgående fra NOR-KLEB-NET og i samarbeid med internasjonale samarbeidspartnere fikk vi i 2019 tilslag på søknad om forskningsmidler fra Trond Mohn stiftelsen til AMR One Health prosjektet KLEB-GAP (Klebsiella pneumoniae – en sentral aktør i den globale spredningen av antibiotikaresistens og målbakterie for nyskapende diagnostikk, overvåkning og alternativ behandling). I dette prosjektet har vi som målsetninger å 1) studere populasjonsstukturen til K. pneumoniae ved hjelp av helgenomsekvensering, inkludert dens resistens og virulens egenskaper, i ulike kolleksjoner av K. pneumoniae fra friske og syke mennesker, dyr og fra det marine miljøet; 2) evaluere nye metoder, inkludert metagenomikk, for overvåkning og diagnostikk av K. pneumoniae; 3) identifisere nye gener assosiert med virulens eller AMR hos K. pnuemoniae ved hjelp av avanserte bioinformatiske og biostatistiske analyser; og 4) preklinisk evaluering av bakteriofager som behandlingsalternativ mot multiresistent K. pneumoniae.

NOR-KLEB-NET was established in September 2017 after receiving AMR One Health network funding from the Research Council of Norway (RCN) for two years. The network was based on an ongoing collaboration within the human sector through “The Norwegian Klebsiella pneumoniae study” (NOR-KLEB), a national multicenter research project. Through NOR-KLEB-NET a cross-sectorial collaboration between the human, veterinary and environmental sectors was established. A systematic collection of Kp-strains from different sectors was initiated using common methods. Our first workshop was held outside Stavanger in May 2018 with 35 participants, including international leading scientists in the field of AMR and Kp. The next workshop will be in Tromsø, August 21-23 2019. Moreover, several NOR-KLEB-NET partners recently received joint funding from Bergen research foundation in collaboration with international partners for the AMR One Health research project KLEB-GAP. NOR-KLEB-NET is also represented in the recently established and JPIAMR funded One Health Kp network KlebNet. Kp research activities have so far been limited with regard to the environmental, veterinary and food sectors. However, through the activities in NOR-KLEB-NET and the KLEB-GAP project, research within these sectors will be significantly strengthened. Further funding of NOR-KLEB-NET would support planned activities within the frame of NOR-KLEB and KLEB-GAP, enable us to consolidate and expand the existing network, and support our work for competitive international funding, aiming at JPIAMR and Horizon 2020. We suggest to expand the network with new partners from the environmental sector and the food safety sector to address Kp in terms of environmental dissemination and zoonotic transmission/infection. We also suggest to include a new Norwegian partner with ongoing projects in East Africa to support Kp-research activities in a low- and middle-income country perspective.