Аннотация
ESKAPE-патогены (Enterococcus faecium, Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae, Acinetobacter baumannii, Pseudomonas aeruginosa, Enterobacter spp.) обладают устойчивостью к антимикробным препаратам (АМП) и могут служить причиной развития ИСМП у новорожденных, находящихся на лечении в отделениях реанимации и интенсивной терапии (ОРИТ). Для оценки распространения микроорганизмов этой группы, их видовой структуры и чувствительности к АМП необходимо регулярно проводить мониторинг микробиоты локусов новорожденных при поступлении и далее с одинаковым интервалом в течение всего периода пребывания ребенка в ОРИТ.
Цель исследования: изучение структуры и динамики колонизации локусов новорожденных микроорганизмами из группы ESKAPE-патогенов с определением детерминант резистентности к АМП.
Материал и методы. Исследовано 1286 проб от новорожденных, отобранных в течение 2021-2023 годов из различных биотопов новорожденных. Выделено и идентифицировано 523 клинических изолята ESKAPE-патогенов с помощью MALDI ToF MS. У 103 клинических изолятов определено наличие генов резистентности к АМП методом ПЦР в режиме реального времени.
Результаты. Среди выделенных 523 клинических изолятов от новорожденных доля ESKAPE-патогенов составила 38,0%. Новорождённые 8 дней жизни и старше в 2,6 раза чаще колонизированы по сравнению с новорожденными до 2-х дней жизни (18,2% и 45,2% соответственно). В структуре ESKAPE-патогенов преобладали Enterobacter spp. (30,7%) и K. pneumoniae (30,2%). Гены молекулярного класса А выявляли наиболее часто (82,8%), реже — гены оксациллиназ (OXA-23, OXA-51) (14,1%) и металло-бета- лактамаз молекулярного класса B (3,0%). Гены оксациллиназ OXA-40, OXA-48, VIM, IMP не обнаружены. Штаммы A. baumannii характеризовались наличием комплекса генов TEM, OXA-23, OXA-51; E. coli — преимущественно TEM и CTX-M. Гены SHV и KPC детектированы в единичных случаях. Клинические изоляты K. pneumoniae отмечены максимальным числом генов типа SHV и незначительным — TEM, CTX-M, KPC.
Заключение. Исследование этиологической структуры, молекулярных характеристик и оценка генотипического разнообразия клинических изолятов ESKAPE-патогенов имеет важное значение для всестороннего понимания их роли в патогенезе ИСМП. Выявление ключевых детерминант резистентности и/или комбинаций генов резистентности к АМП расширит диагностические возможности выявления антибиотикорезистентных штаммов.
Annotation
The ESKAPE group of pathogens (Enterococcus faecium, Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae, Acinetobacter baumannii, Pseudomonas aeruginosa, Enterobacter spp.) have properties of resistance to antimicrobial drugs and are the etiologic factor of the occurrence of HAI in newborns treated in intensive care units. To assess the spread of microorganisms of this group, their species structure and sensitivity to antimicrobial drugs, it is necessary to regularly monitor the microbiota of neonates upon admission and then at the same intervals throughout the child’s stay in the department.
The aim of the study: to study the structure and dynamics of colonization of neonatal loci by microorganisms from the ESKAPE pathogen group with the determination of resistance determinants.
Material and methods. During a prospective microbiological study, the structure and dynamics of colonization of neonatal loci by ESKAPE pathogens were assessed: the mucous membrane of the pharynx and rectum, sputum, blood, wound contents, catheters, cerebrospinal fluid and other loci, taking into account the days of life of patients — 0-2 days, 3-4 days, 5-7 days, 8 days and older. The molecular characteristics were studied and the genotypic diversity of A. baumannii, E. coli, K. pneumoniae isolates was assessed.
Results. During the study, 523 isolates were isolated and identified, the proportion of ESKAPE pathogens was 38.0%. It was shown that the risk of colonization with ESKAPE pathogens increases with increasing stay in the intensive care unit. Newborns older than 8 days of life were colonized 2.6 times more often compared to newborns up to 2 days of life (17.2% and 45.2%, respectively). The structure of ESKAPE pathogens was dominated by isolates of Enterobacter spp. — 30.7% and K. pneumoniae — 30.2%. Genes of molecular class A were detected more often than others — 82.8%. Oxacillinases (OXA-23, OXA-51) were detected in 14.1% of cases and genes of metallo-beta-lactamases of molecular class B only in 3.0%. The oxacillinase genes OXA-40 and OXA-48, as well as VIM, IMP and Ges were not detected. A. baumannii strains were characterized by the presence of a complex of TEM, OXA-23 and OXA-51 genes; E. coli — mainly TEM and CTX-M, SHV and KPC were detected in isolated cases; K. pneumoniae — were noted for the maximum number of SHV-type genes and an insignificant number of TEM, CTX-M, KPC.
Discussion. Similar studies by other authors showed an increase in the colonization of neonatal loci by microorganisms, taking into account the length of stay in a medical institution. The identified differences in the structure of resistance genes were observed in each medical institution, which is associated with different approaches to prescribing antimicrobial therapy.
Conclusion. The study of the structure, molecular characteristics and assessment of the genotypic diversity of isolates is important for a comprehensive understanding of their role in the pathogenesis of HAI. Identification of key resistance determinants and/or combinations of resistance genes will expand diagnostic capabilities by taking into account the pathogenic properties of bacterial pathogens.
Key words: ESKAPE pathogens; resistance determinants; HAI; molecular genetic monitoring; newborns; high-risk departments
Список литературы
ЛИТЕРАТУРА (пп. 4-7, 9-11 см. REFERENCES)
1. Головерова Ю.А., Марьин Г.Г., Шабалина С.В., Тутельян А.В., Орлова О.А., Акимкин В.Г. Уровень заболеваемости инфекциями, связанными с оказанием медицинской помощи, в отделениях высокого эпидемиологического риска инфицирования. Инфекционные болезни. 2019; 17(3): 69-73. DOI: 10.20953/1729-9225-2019-3-69-73.
2. Катаева Л.В., Колотова О.Н., Степанова Т.Ф., Кисличкина А.А., Шишкина Л.А., Мухина Т.Н. Результаты полногеномного секвенирования бактерий Acinetobacter baumannii, изолированных от пациентов стационаров северных регионов Тюменской области. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2022; 99(3): 343-52. DOI: 10.36233/0372-9311-231.
3. Садеева З.З., Новикова И.Е., Алябьева Н.М., Лазарева А.В., Карасева О.В., Фисенко А.П. Характеристика Pseudomonas aeruginosa, выделенных из положительных проб гемокультур и ликвора у детей. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2022; 99(3): 309-21. DOI: 10.36233/0372-9311-241.
8. Бочарова Ю.А., Савинова Т.А., Чеботарь И.В. Хромосомные гены ESKAPE-патогенов, мутации в которых индуцируют антибиотикорезистентность. Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. 2023; 25(2): 187-201. DOI: 10.36488/cmac.2023.2.187-201.
12. Иванова М.В., Миндлина А.Я., Полибин Р.В., Ушанова А.В. Эпидемиологические особенности внутриутробных и внутрибольничных инфекций новорожденных в Российской Федерации. Инфекция и иммунитет. 2019; 9(1): 193-202. DOI: 10.15789/2220-7619-2019-1-193-202.
13. Припутневич Т.В., Любасовская Л.А., Шабанова Н.Е., Мелкумян А.Р., Трубинов С.С., Исаева Е.Л. и др. Организация микробиологической диагностики и мониторинга возбудителей инфекций, связанных с оказанием медицинской помощи в отделениях неонатального профиля. Aкушерство и гинекология. 2020; (8): 177-86. DOI: 10.18565/aig.2020.8.177-186.
14. Самоукина А.М., Алексеева Ю.А., Страхова С.С., Страхов М.А. Особенности микробиоты недоношенных новорожденных с дефицитом массы тела. Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. 2022; 4(200): 78-86. DOI: 10.31146/1682-8658-ecg-200-4-78-86.
15. Кулагина Л.Ю., Валиуллина И.Р., Кадысева Э.Р., Шикалева А.А. Особенности антибиотикорезистентности по данным микробиологического мониторинга в многопрофильном стационаре. Практическая медицина. 2021; 19(4): 79-83. DOI: 10.32000/2072-1757-2021-4-79-83.
16. Кригер Е.А., Самодова О.В., Назаренко С.Ю., Рогушина Н.Л., Гржибовский А.М. Результаты десятилетнего мониторинга инфекций, связанных с оказанием медицинской помощи, в многопрофильной детской больнице. Инфекционные болезни. 2019; 17(2): 53-60. DOI: 10.20953/1729-9225-2019-2-53-60.
17. Беседина Е.И., Мельник В.А., Лыгина Ю.А., Мандрыка Г.Ю., Кузьменко Н.Г., Демкович О.О. К вопросу об эффективности эпидемиологического надзора за инфекциями, связанными с оказанием медицинской помощи, по результатам длительного микробиологического мониторинга в региональном перинатальном центре крупного промышленного города в 2019-2020 гг. Архив клинической и экспериментальной медицины. 2022; 31(2): 119-26.
18. Захватова А.С., Дарьина М.Г., Светличная Ю.С., Зуева Л.П., Асланов Б.И., Червякова М.А. Микробиологический мониторинг антимикробной резистентности потенциальных возбудителей инфекций кровотока. Инфекция и иммунитет. 2022; 12(1): 185-92. DOI: 10.15789/2220-7619-ARM-1552.
19. Бочкова Л.Г., Эйберман А.С., Черненков Ю.В., Кирилочев О.К., Тарасова З.Г. Сравнительная характеристика бактериальной микрофлоры пуповины у новорожденных детей. Детские инфекции. 2023; 22(1): 37-40. DOI: 10.22627/2072-8107-2023-22-1-37-40.
20. Верижникова Е.В., Евдокимова М.А., Глинская Т.О., Кошелева О.Н., Носова О.М. Протокол эмпирической антибактериальной терапии у новорожденных. Локальный микробиологический мониторинг перинатального центра. Фармакология & Фармакотерапия. 2022; (4): 64-7. DOI: 10.46393/27132129-2022-4-64.
21. Александрович Ю.С., Иванов Д.О., Павловская Е.Ю., Пшениснов К.В., Савичева А.М., Шалепо К.В. и др. Особенности микробиоты у новорожденных в критическом состоянии при поступлении в ОРИТ специализированного стационара. Вестник анестезиологии и реаниматологии. 2022; 19(2): 56-63. DOI: 10.21292/2078-5658-2022-19-2-56-63.
22. Кондратенко Т.А., Шеожева А.В. Мониторинг циркуляции микроорганизмов среди новорожденных и недоношенных в период пребывания в отделении реанимации и интенсивной терапии. Медицинский альманах. 2016; 43(3): 15-7.
23. Желнина Т.П., Брусина Е.Б. Эффективность эпидемиологического мониторинга в профилактике инфекций, связанных с оказанием медицинской помощи. Эпидемиология и Вакцинопрофилактика. 2019; 19(3): 84-8. DOI: 10.31631/2073-3046-2019-18-3-84-88.
24. Available at: https://amrmap.ru/ (accessed 28 May 2025).
25. Боронина Л.Г., Кочнева Н. А., Саматова Е.В., Асновская А.Г., Устюгова С.С., Панова С.А., Степанова А. Ю., Захарчук К. В. Сравнительная характеристика бактериальных патогенов, выделенных от пациентов реанимационных отделений детского стационара. Клиническая лабораторная диагностика. 2024; 69(5): 215-21. DOI: https://doi.org/10.51620/0869-2084-2024-69-5-215-221.
REFERENCES
Goloverova Yu.A., Mar’in G.G., Shabalina S.V., Tutel’yan A.V., Orlova O.A., Akimkin V.G. The incidence rate of healthcare-associated infections in high-risk epidemiological units. Infektsionnye bolezni. 2019; 17(3): 69-73. DOI: 10.20953/1729-9225-2019-3-69-73. (in Russian)
Kataeva L.V., Kolotova O.N., Stepanova T.F., Kislichkina A.A., Shishkina L.A., Mukhina T.N. Results of whole-genome sequencing of Acinetobacter baumannii bacteria isolated from hospital patients in the northern regions of the Tyumen region. Zhurnal mikrobiologii, epidemiologii i immunobiologii. 2022; 99(3): 343-52. DOI: 10.36233/0372-9311-231. (in Russian)
Sadeeva Z.Z., Novikova I.E., Alyab’eva N.M., Lazareva A.V., Karaseva O.V., Fisenko A.P. Characteristics of Pseudomonas aeruginosa isolated from positive blood cultures and cerebrospinal fluid samples in children. Zhurnal mikrobiologii, epidemiologii i immunobiologii. 2022; 99(3): 309-21. DOI: 10.36233/0372-9311-241. (in Russian)
Rice L.B. Progress and challenges in implementing the research on ESKAPE pathogens. Infect. Control. Hosp. Epidemiol. 2010; 31: 7-10. DOI: 10.1086/655995.
Pendleton J.N., Gorman S.P., Gilmore B.F. Clinical relevance of the ESKAPE pathogens. Expert. Rev. Anti. Infect. Ther. 2013; 11(3): 297-308. DOI: 10.1586/eri.13.12.
Mulani M.S., Kamble E.E., Kumkar S.N., Tawre M.S., Pardesi K.R. Emerging strategies to combat ESKAPE pathogens in the era of antimicrobial resistance: a review. Front Microbiol. 2019; 1:10-539. DOI: 10.3389/fmicb.2019.00539.
Santajit S., Indrawattana N. Mechanisms of antimicrobial resistance in ESKAPE pathogens. Biomed. Res. Int. 2016; 2016: 1-8. DOI: 10.1155/2016/2475067.
Bocharova Yu.A., Savinova T.A., Chebotar’ I.V. Chromosomal genes of ESKAPE pathogens, mutations in which induce antibiotic resistance. Klinicheskaya mikrobiologiya i antimikrobnaya khimioterapiya. 2023; 25(2): 187-201. DOI: 10.36488/cmac.2023.2.187-201. (in Russian)
Ma Y., Wang C., Li Y., Li J., Wan Q., Chen J. et al. Considerations and caveats in combating ESKAPE pathogens against nosocomial infections. Adv. Sci. 2020; 7(8). DOI: 10.1002/advs.202000779.
De Oliveira D.M.P., Forde B.M., Kidd T.J., Harris P.N.A., Schembri M.A., Beatson S.A. et al. Antimicrobial resistance in ESKAPE pathogens. Clin. Microbiol. Rev. 2020; 33(3). DOI: 10.1128/CMR.00181-19.
Zhen X., Lundborg C.S., Sun X., Hu X., Dong H. Economic burden of antibiotic resistance in ESKAPE organisms: a systematic review. Antimicrob. Resist. Infect. Control. 2019; 8(1): 137. DOI: 10.1186/s13756-019-0590-7.
Ivanova M.V., Mindlina A.Ya., Polibin R.V., Ushanova A.V. Epidemiological features of intrauterine and nosocomial infections of newborns in the Russian Federation. Infektsiya i immunitet. 2019; 9(1): 193-202. DOI: 10.15789/2220-7619-2019-1-193-202. (in Russian)
Priputnevich T.V., Lyubasovskaya L.A., Shabanova N.E., Melkumyan A.R., Trubinov S.S., Isaeva E.L. et al. Organization of microbiological diagnostics and monitoring of pathogens associated with the provision of medical care in neonatal departments. Akusherstvo i ginekologiya. 2020; (8): 177-86. DOI: 10.18565/aig.2020.8.177-186. (in Russian)
Samoukina A.M., Alekseeva Yu.A., Strakhova S.S., Strakhov M.A. Features of the microbiota of premature infants with low body weight. Eksperimental’naya i klinicheskaya gastroenterologiya. 2022; 4(200): 78–86. DOI: 10.31146/1682-8658-ecg-200-4-78-86. (in Russian)
15. Kulagina L.Yu., Valiullina I.R., Kadyseva E.R., Shikaleva A.A. Features of antibiotic resistance according to microbiological monitoring data in a multidisciplinary hospital. Prakticheskaya meditsina. 2021; 19(4): 79–83. DOI: 10.32000/2072-1757-2021-4-79-83. (in Russian)
Kriger E.A., Samodova O.V., Nazarenko S.Yu., Rogushina N.L., Grzhibovskiy A.M. Results of a ten-year monitoring of healthcare-associated infections in a multidisciplinary children’s hospital. Infektsionnye bolezni. 2019; 17(2): 53–60. DOI: 10.20953/1729-9225-2019-2-53-60. (in Russian)
Besedina E.I., Mel’nik V.A., Lygina Yu.A., Mandryka G.Yu., Kuz’menko N.G., Demkovich O.O. On the effectiveness of epidemiological surveillance of infections associated with healthcare, based on the results of long-term microbiological monitoring in the regional perinatal center of a large industrial city in 2019-2020. Arkhiv klinicheskoy i eksperimental’noy meditsiny. 2022; 31(2): 119–26. (in Russian)
Zakhvatova A.S., Dar’ina M.G., Svetlichnaya Yu.S., Zueva L.P., Aslanov B.I., Chervyakova M.A. Microbiological monitoring of antimicrobial resistance of potential pathogens of bloodstream infections. Infektsiya i immunitet. 2022; 12(1): 185–92. DOI: 10.15789/2220-7619-ARM-1552. (in Russian)
Bochkova L.G., Eyberman A.S., Chernenkov Yu.V., Kirilochev O.K., Tarasova Z.G. Comparative characteristics of the bacterial microflora of the umbilical cord in newborns. Detskie infektsii. 2023; 22(1): 37–40. DOI: 10.22627/2072-8107-2023-22-1-37-40. (in Russian)
Verizhnikova E.V., Evdokimova M.A., Glinskaya T.O., Kosheleva O.N., Nosova O.M. Protocol of empirical antibacterial therapy in newborns. Local microbiological monitoring of the perinatal center. Farmakologiya & Farmakoterapiya. 2022; (4): 64–7. DOI: 10.46393/27132129-2022-4-64. (in Russian)
Aleksandrovich Yu.S., Ivanov D.O., Pavlovskaya E.Yu., Pshenisnov K.V., Savicheva A.M., Shalepo K.V. et al. Features of the microbiota in critically ill newborns upon admission to the intensive care unit of a specialized hospital. Vestnik anesteziologii i reanimatologii. 2022; 19(2): 56–63. DOI: 10.21292/2078-5658-2022-19-2-56-63. (in Russian)
Kondratenko T.A., Sheozheva A.V. Monitoring the circulation of microorganisms among the intensive care unit. Meditsinskiy al’manakh. 2016; 43(3): 15–7. (in Russian)
Zhelnina T.P., Brusina E.B. The effectiveness of epidemiological monitoring in the prevention of healthcare-associated infections. Epidemiologiya i Vaktsinoprofilaktika. 2019; 19(3): 84–8. DOI: 10.31631/2073-3046-2019-18-3-84-88. (in Russian)
Available at: https://amrmap.ru/ (accessed 28 May 2025).
Boronina L.G ., Kochneva N.A., Samatova E.V., Asnovskaya A.G., Ustuygova S.S., Panova S.A., Stepanova A.Yu., Zakharchuk K.V. Comparative characteristics of bacterial pathogens isolated from patients in ICU reservation departments of children’s hospital. Klinicheskaya Laboratornaya Diagnostika. 2024; 69(5): 215-21. DOI: 10 .51620/0869-2084-2024-69-5-215-221. (in Russian)