МАСС-СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА КАРБАПЕНЕМАЗНОЙ АКТИВНОСТИ PSEUDOMONAS AERUGINOSA

Аннотация

Pseudomonas aeruginosa принадлежит к числу лидирующих оппортунистических патогенов. Оценка чувствительности госпитальных изолятов P. aeruginosa к антибиотикам является важным этапом в борьбе с синегнойной патологией. Цель работы — подтверждение диагностической эффективности масс-спектрометрического подхода для оценки карбапенемазной активности у клинических изолятов P. aeruginosa. Исследования были направлены на выявление карбапенемаз у 50 клинических изолятов P. aeruginosa, нечувствительных к карбапенемам (контрольная группа — 9 изолятов P. aeruginosa, чувствительных к карбапенемам). Проведено сравнение результатов, полученных посредством лазерной десорбционно-ионизационной время-пролетной масс-спектрометрии (МАЛДИ-ВП МС) и при помощи известных методик — фенотипического определения наличия металло-бета-лактамаз (МБЛ) при помощи Е-тестов и определения наличия генов карбапенемаз (VIM, IMP, NDM) при помощи полимеразной цепной реакции (ПЦР) в режиме реального времени. У 14(28%) из 50 нечувствительных к карбапенемам штаммов была выявлена МБЛ-активность, все они несли гены карбапенемаз VIM-типа. Гены imp и ndm не были найдены ни у одного штамма. Гены vim были найдены только у МБЛ-позитивных штаммов, МБЛ-активность регистрировалась только у носителей генов vim. По данным МАЛДИ-ВП МС все МБЛ- и VIM-позитивные штаммы демонстрировали повышенную способность гидролизовать меропенем. Процент гидролиза при тестировании данных штаммов составлял от 7,6 до 59,3. Отсутствие карбапенемазной активности демонстрировали 36(72%) из 50 нечувствительных к карбапенемам штаммов с процентом гидролиза от 0 до 4. Ни один из 9 контрольных чувствительных к карбапенемам изолятов не обладал МБЛ-активностью, не был носителем исследованных генов карбапенемаз и не гидролизировал меропенем. МАЛДИ-ВП МС является перспективным методом для использования в практике клинической микробиологии для выявления изолятов P. aeruginosa, продуцирующих карбапенемазы.

Об авторах

Список литературы

Лазарева А.В., Чеботарь И.В., Крыжановская О.А., Чеботарь В.И., Маянский Н.А. Pseudomonas aeruginosa: патогенность, патогенез и патология. Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. 2015; 17(3): 170-86.

Lister P.D., Wolter D.J., Hanson N.D. Antibacterial-Resistant Pseudomonas aeruginosa: Clinical Impact and Complex Regulation of Chromosomally Encoded Resistance Mechanisms. Clin. Microbiol. Rev. 2009; 22(4): 582-610.

Данные с сайта Европейского комитета по тестированию чувствительности к антибиотикам. Available at: https://www.eucast.org/resistance_mechanisms/. (дата обращения: cентябрь 2017 г.)

Rizek C., Fu L., Dos Santos L.C., Leite G., Ramos J., Rossi F. et al. Characterization of carbapenem-resistant Pseudomonas aeruginosa clinical isolates, carrying multiple genes coding for this antibiotic resistance. Ann. Clin. Microbiol. Antimicrob. 2014; 13: 43.

Sedighi M., Vaez H., Moghoofeie M., Hadifar S., Oryan G., Faghri J. Molecular detection of metallo-β-lactamase gene blaVIM-1 in imipenem-resistant Pseudomonas aeruginosa strains isolated from hospitalized patients in the hospitals of Isfahan. Adv. Biomed. Res. 2015; 4: 57.

Al Bayssari C., Diene S.M., Loucif L., Gupta S.K., Dabboussi F., Mallat H. et al. Emergence of VIM-2 and IMP-15 Carbapenemases and Inactivation of oprD Gene in Carbapenem-Resistant Pseudomonas aeruginosa Clinical Isolates from Lebanon. Antimicrob. Agents Chemother. 2014; 58(8): 4966-70.

Paul D., Dhar D., Maurya A.P., Mishra S., Sharma G.D., Chakravarty A. et al. Occurrence of co-existing bla VIM-2 and bla NDM-1 in clinical isolates of Pseudomonas aeruginosa from India. Ann. Clin. Microbiol. Antimicrob. 2016; 15: 31.

Эйдельштейн М.В., Сухорукова М.В., Склеенова Е.Ю., Иванчик Н.В., Микотина А.В., Шек Е.А., Дехнич А.В., Козлов Р.С. и исследовательская группа «МАРАФОН». Антибиотикорезистентность нозокомиальных штаммов Pseudomonas aeruginosa в стационарах России: результаты многоцентрового эпидемиологического исследования «МАРАФОН» в 2013-2014 гг. Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. 2017; 19(1): 37-41.

Edelstein M.V., Skleenova E.N., Shevchenko O.V., D’souza J.W., Tapalski D.V., Azizov I.S. et al. Spread of extensively resistant VIM-2-positive ST235 Pseudomonas aeruginosa in Belarus, Kazakhstan, and Russia: a longitudinal epidemiological and clinical study. Lancet Infect. Dis. 2013; 13(10): 867-76.

Hammoudi D., Moubareck C.A., Sarkis D.K. How to detect carbapenemase producers? A literature review of phenotypic and molecular methods. J. Microbiol. Methods. 2014; 107: 106-18.

Poirel L., Walsh T.R., Cuvillier V., Nordmann P. Multiplex PCR for detection of acquired carbapenemase genes. Diagn. Microbiol. Infect. Dis. 2011; 70(1): 119-23.

Bogaerts P., Bebrone C., Huang T.D., Bouchahrouf W., Degheldre Y., Deplano A. et al. Detection and characterization of VIM-31, a new variant of VIM-2 with Tyr224His and His252Arg mutations, in a clinical isolate of Enterobacter cloacae. Antimicrob. Agents Chemother. 2012; 56(6): 3283-7.

Nordmann P., Gniadkowski M., Giske C.G., Poirel L., Woodford N., Miriagou V., European Network on Carbapenemases. Identification and screening of carbapenemase-producing Enterobacteriaceae. Clin. Microbiol. Infect. 2012; 18(5): 432-8.

Cohen Stuart J., Leverstein-Van Hall M.A. Guideline for phenotypic screening and confirmation of carbapenemases in Enterobacteriaceae. Int. J. Antimicrob. Agents. 2010; 36(3): 205-10.

Woodford N., Eastaway A.T., Ford M., Leanord A., Keane C. et al. Comparison of BD Phoenix, Vitek 2, and MicroScan Automated Systems for Detection and Inference of Mechanisms Responsible for Carbapenem Resistance in Enterobacteriaceae. J. Clin. Microbiol. 2010; 48(8): 2999-3002.

Sng W., Kim H., Kim J., Kim H.S, Shin D.H., Shin S. et al. Carbapenem Inactivation Method: Accurate Detection and Easy Interpretation of Carbapenemase Production in Enterobacteriaceae and Pseudomonas spp. Ann. Clin. Microbiol. 2016; 19(4): 83-87.

Mathew A., Harris A.M., Marshall M.J., Ross G.W. The use of analytical isoelectric focusing for detection and identification of beta-lactamases. J. Gen. Microbiol. 1975; 88(1): 169-78.

Kitao T., Miyoshi-Akiyama T., Tanaka M., Narahara K., Shimojima M., Kirikae T. Development of an immunochromatographic assay for diagnosing the production of IMP-type metallo-β-lactamases that mediate carbapenem resistance in Pseudomonas. J. Microbiol. Methods. 2011; 87(3): 330-7.

Bernabeu S., Poirel L., Nordmann P. Spectrophotometry-based detection of carbapenemase producers among Enterobacteriaceae. Diagn. Microbiol. Infect. Dis. 2012; 74(1): 88-90.

Бочарова Ю.А., Чеботарь И.В., Маянский Н.А. Возможности, проблемы и перспективы масс-спектрометрических технологий в медицинской микробиологии (обзор литературы). Клиническая лабораторная диагностика. 2016; 61(4): 249-56.

Knox J., Jadhav S., Sevior D., Agyekum A., Whipp M., Waring L. et al. Phenotypic detection of carbapenemase-producing Enterobacteriaceae by use of matrix-assisted laser desorption ionization-time of flight mass spectrometry and the Carba NP test. J. Clin. Microbiol. 2014; 52: 4075-7.

Lasserre C., De Saint Martin L., Cuzon G., Bogaerts P., Lamar E., Glupczynski Y. et al. Efficient detection of carbapenemase activity in Enterobacteriaceae by matrix-assistedlaser desorption ionization-time of flight mass spectrometry in less than 30 minutes. J. Clin. Microbiol. 2015; 53: 2163-71.

Hrabak J., Walkova R., Studentova V., Chudackova E., Bergerova T. Carbapenemase Activity Detection by Matrix-Assisted Laser Desorption Ionization-Time of Flight Mass Spectrometry. J. Clin. Microbiol. 2011; 49(9): 3222-7.

Johansson А., Ekelof J., Giske C., Sundqvist M. The detection and verification of carbapenemases using ertapenem and Matrix Assisted Laser Desorption Ionization-Time of Flight. BMC Microbiol. 2014; 14: 89.

Hoyos-Mallecot Y., Cabrera-Alvargonzalez J.J., Miranda-Casas C., Rojo-Martin M.D., Liebana-Martos C., Navarro-Mari J.M. MALDI-TOF MS, a useful instrument for differentiating metallo-β-lactamases in Enterobacteriaceae and Pseudomonas spp. Lett. Appl. Microbiol. 2014; 58(4): 325-9.

Данные с сайта Европейского комитета по тестированию чувствительности к антибиотикам. Available at: https://www.eucast.org/clinical_breakpoints. (дата обращения: Сентябрь 2017 г.)

Данные с сайта Межрегиональной ассоциации по клинической микробиологии и антимикробной химиотерапии. Available at: https://www.antibiotic.ru/minzdrav/clinical-recommendations/. (дата обращения: cентябрь 2017 г.)

Monteferrante C.G., Sultan S., Ten Kate M.T., Dekker L.J., Sparbier K., Peer M. et al. Evaluation of different pretreatment protocols to detect accurately clinical carbapenemase-producing Enterobacteriaceae by MALDI-TOF. J. Antimicrob. Chemother. 2016; 71(10): 2856-67.

Wolter D.J., Lister P.D. Mechanisms of β-lactam Resistance Among Pseudomonas aeruginosa. Current Pharmaceutical Design. 2013; 19: 209-22.

Fournier D., Richardot C., Müller E., Robert-Nicoud M., Llanes C., Plesiat P. et al. Complexity of resistance mechanisms to imipenem in intensive care unit strains of Pseudomonas aeruginosa. J. Antimicrob. Chemother. 2013; 68(8): 1772-80.

Ключевые слова