Ancaman dari Tanah: Apabila Bakteria Genus Klebsiella Menjadi Kebal Antibiotik

Penulis: Nur Ainin Sofiya Binti Ismail¹ & Dr. Nurul Asyikin Binti Abdul Rahman²

¹Pelajar Ijazah Sarjana Muda Sains (Biologi) dengan Kepujian, UiTM Cawangan Negeri Sembilan, Kampus Kuala Pilah

²Pensyarah Kanan, UiTM Cawangan Negeri Sembilan, Kampus Kuala Pilah

Apabila anak-anak bermain di halaman rumah, pesanan jangan main tanah atau cepat mandi selepas bermain adalah pesanan yang sudah sebati dengan telinga kita. Di sebalik butiran tanah yang melekat pada pakaian, wujud sebuah dunia mikroskopik yang menjadi habitat kepada pelbagai jenis bakteria. Antaranya adalah genus Klebsiella, Pseudomonas, dan Bacillus yang menjadikan tanah sebagai habitat semula jadi mereka. Walaupun sering dikaitkan dengan kekotoran, kehadiran mikrob ini sebenarnya mencerminkan ekosistem yang kaya dengan bahan organik dan memainkan peranan kompleks dalam persekitaran kita.

Dalam satu kajian, bakteria daripada genus Klebsiella telah diasingkan daripada sampel tanah dan dikenal pasti melalui kaedah fenotipik dan molekular. Salah satu spesies yang dikenal pasti ialah Klebsiella aerogenes, yang berbentuk rod dan menunjukkan ciri Gram-negatif (berwarna merah jambu) selepas pewarnaan Gram (Gambarajah 1).

Menariknya, bakteria ini tidak selalu dikenali di bawah genus Klebsiella. Sebelum ini, ia diklasifikasikan sebagai Enterobacter aerogenes. Namun, dengan kemajuan dalam teknik molekular moden, para saintis mendapati bahawa spesies ini lebih rapat dari segi evolusi dengan genus Klebsiella, lalu membawa kepada pengelasan semula seperti yang digunakan hari ini. Walaupun Klebsiella aerogenes (K. aerogenes) boleh ditemui dalam persekitaran, ia dikenali sebagai patogen oportunistik. Ini bermaksud bakteria ini lazimnya tidak menyebabkan penyakit kepada individu sihat, tetapi boleh mencetuskan jangkitan dalam keadaan tertentu, terutamanya dalam kalangan individu dengan sistem imun yang lemah atau dalam persekitaran hospital.Kajian mendapati K. aerogenes boleh menjangkiti tulang belakang lumbar seseorang jika terdedah dengan bakteria tersebut. K. aerogenes juga boleh menyebabkan kejutan septik (septic shock) dan lebih teruk lagi, membawa kepada kematian. Selain itu, bakteria spesis ini boleh menyebabkan jangkitan endokarditis di mana, bakteria dibawa masuk oleh aliran darah dan menyerang jantung. Penyakit ini sangat berbahaya dan boleh membawa maut jika tidak dirawat dan diberikan antibiotik dengan segera.

Selain K. aerogenes, terdapat beberapa lagi spesies Klebsiella lain yang boleh ditemui dalam persekitaran, termasuk tanah, dan ada antaranya berpotensi menyebabkan penyakit kepada manusia. Antara yang paling dikenali ialah Klebsiella pneumoniae (K. pneumoniae), yang sering dikaitkan dengan jangkitan berkaitan penjagaan kesihatan seperti jangkitan saluran kencing, paru-paru (pneumonia), dan jangkitan aliran darah. Dalam kes tertentu, bakteria ini juga boleh menyebabkan jangkitan yang lebih serius jika tidak dirawat dengan segera. Selain itu, Klebsiella variicola (K. variicola) turut dilaporkan boleh menyebabkan jangkitan dalam keadaan tertentu, walaupun kesnya jarang berlaku. Sementara itu, Klebsiella oxytoca (K. Oxytoca) pula dikaitkan dengan keadaan usus tertentu seperti kolitis berdarah yang boleh berlaku selepas penggunaan antibiotik. Walaupun bakteria ini merupakan sebahagian daripada ekosistem semula jadi, termasuk dalam tanah, adalah penting untuk memahami bahawa sesetengah spesies boleh bertindak sebagai patogen oportunistik. Dengan pengetahuan ini, langkah pencegahan seperti menjaga kebersihan diri dan penggunaan antibiotik secara berhemah dapat membantu mengurangkan risiko jangkitan.

Selain keupayaannya menyebabkan penyakit dalam keadaan tertentu, satu lagi faktor yang menjadikan bakteria daripada genus Klebsiella membimbangkan ialah kebolehannya menjadi kebal terhadap antibiotik. Keadaan ini dikenali sebagai rintangan antimikrob (antimicrobial resistance, AMR), di mana bakteria mampu bertahan walaupun ubat yang sepatutnya membunuhnya telah diberikan. Keupayaan ini berpunca daripada kewujudan gen tertentu yang membolehkan bakteria melindungi diri daripada kesan antibiotik. Dalam sesetengah kes, gen ini terletak pada struktur kecil dalam sel bakteria yang dipanggil plasmid. Melalui proses seperti horizontal gene transfer, bakteria boleh berkongsi gen ini antara satu sama lain. Ini bermakna bakteria yang pada asalnya tidak berbahaya juga boleh memperoleh keupayaan untuk menjadi kebal terhadap rawatan. Salah satu cara bakteria menjadi kebal ialah dengan menghasilkan enzim yang dikenali sebagai β-laktamase, yang boleh memecahkan antibiotik tertentu sebelum ia sempat bertindak. Terdapat beberapa jenis enzim ini, dan setiap satunya berbeza dari segi keupayaan untuk menentang pelbagai jenis antibiotik. Sebagai contoh, sesetengah bakteria menghasilkan enzim yang mampu mengurangkan keberkesanan antibiotik biasa seperti penisilin dan beberapa jenis sefalosporin. Terdapat juga jenis enzim yang lebih kuat, yang boleh menjejaskan antibiotik penting yang biasanya digunakan sebagai pilihan terakhir dalam rawatan jangkitan serius. Keadaan ini menjadikan rawatan jangkitan bakteria lebih mencabar, kerana pilihan antibiotik menjadi semakin terhad. Walau bagaimanapun, perkembangan dalam bidang perubatan terus menghasilkan strategi dan ubat baharu untuk menangani cabaran ini.

Walaupun sering dilabel sebagai ancaman, genus Klebsiella juga mempunyai sisi wira yang memberikan manfaat luar biasa kepada dunia botani. Beberapa spesies seperti K. pneumoniae, K. variicola, dan K. terrigena sebenarnya menjadi penghuni setia dalam tisu tumbuhan untuk membantu kitaran nutrien dan menggalakkan pertumbuhan. Antara sumbangan utama bakteria ini termasuklah:

i – Pembekal Nitrogen: variicola membantu tumbuhan melakukan penetapan nitrogen, meningkatkan unsur penting yang diperlukan untuk tumbesaran tumbuhan.

ii – Pelindung Buah: Spesies aerogenes yang ditemui dalam tisu buah mulberi bertindak sebagai penyokong pertumbuhan dan perisai yang melindungi buah tersebut daripada serangan patogen perosak.

Genus Klebsiella merupakan bakteria yang lazim ditemui dalam tanah dan mempunyai peranan yang kompleks dalam persekitaran. Walaupun beberapa spesies seperti K. aerogenes, K. pneumoniae dan K. variicola berpotensi menyebabkan jangkitan serius serta membawa gen kebal antimikrob yang menyukarkan rawatan, bakteria ini juga memberi manfaat kepada tumbuhan melalui sokongan pertumbuhan dan kitaran nutrien. Oleh itu, pemahaman terhadap kewujudan, ciri patogenik dan peranan ekologi Klebsiella amat penting bagi tujuan kawalan jangkitan serta pengurusan kesihatan dan alam sekitar.

Kredit foto utama-TheConversation

Rujukan

1. Cheng, L., Li, L., Liu, Y., Cheng, W., Wang, G., & Xu, P. (2024). Liver abscess in the caudate lobe caused by Klebsiella pneumoniae: a rare case report and literature review. BMC Infectious Diseases, 24(1). https://doi.org/10.1186/s12879-024-09569-6
2. Gu, H., Cai, Q., Dai, X., Wang, H., Xu, W., Cao, X., & Ye, Y. (2022). A case report of Klebsiella aerogenes caused lumbar spine infection identified by metagenome next-generation sequencing. BMC Infectious Diseases, 22(1), 616. https://doi.org/10.1186/s12879-022-07583-0
3. Long, D., Wang, Y., Wang, J., Mu, S., Chen, L., Shi, X., & Li, J. (2022). Fatal community-acquired bloodstream infection caused by Klebsiella variicola : A case report. World Journal of Clinical Cases, 10(8), 2474–2483. https://doi.org/10.12998/wjcc.v10.i8.2474
4. Morgado, S., Fonseca, É., Freitas, F., Caldart, R., & Vicente, A. C. (2024). In-depth analysis of Klebsiella aerogenes resistome, virulome and plasmidome worldwide. Scientific Reports, 14(1). https://doi.org/10.1038/s41598-024-57245-1
5. Rosenblueth, M., & Martínez-Romero, E. (2006b). Bacterial Endophytes and Their Interactions with Hosts. Molecular Plant-Microbe Interactions, 19(8), 827–837. https://doi.org/10.1094/mpmi-19-0827