АНТИБИОТИКОРЕЗИСТЕНТНОСТЬ БАКТЕРИЙ ПОРЯДКА LACTOBACILLALES, ИЗОЛИРОВАННЫХ ОТ ЖЕНЩИН РЕПРОДУКТИВНОГО ВОЗРАСТА

Аннотация

Введение. Вагинальная микробиота является сложной микроэкосистемой, претерпевающей изменения в течение жизни женщины.
Цель исследования — изучение фенотипических и генетических детерминант резистентности к антимикробным препаратам лактобактерий, изолированных из урогенитального тракта и фекалий женщин.
Материал и методы. Исследовано 120 клинических изолятов бактерий порядка Lactobacillales из образцов мочи (48), отделяемого влагалища (41), фекалий (31). Образцы клинического материала получены от 48 пациенток с диагнозом бактериальный вагиноз. Видовую идентификацию лактобактерий проводили методом масс-спектрометрии. Чувствительность лактобактерий к антимикробным препаратам (АМП) определяли диско-диффузионным методом. Статистический анализ данных осуществляли в программном обеспечении SPSS Statistics v.26. Детерминанты резистентности определяли методом ПЦР.
Результаты. Выявлен высокий уровень устойчивости лактобацилл к гентамицину и ципрофлоксацину более чем в 75,0% случаев; к линкомицину — у половины клинических изолятов из мочи, из отделяемого влагалища — 68,3%. Фенотипической резистентности к имипенему не выявлено. Доля клинических изолятов из фекалий, резистентных к ципрофлоксацину и гентамицину, составила около 80,0%, к ванкомицину — 54,8%, имипенему — 12,9%. Детерминанты устойчивости к пенициллинам и цефалоспоринам (СТХ-М-1, ТЕМ, SHV) и гены карбапенемаз (KPC и оксациллиназы) обнаружены более чем у половины клинических изолятов из урогенитального тракта. Детерминанты устойчивости к металло-бета-лактамам (NDM) определены у 8 клинических изолятов. Клинические изоляты из фекалий не обладали генами резистентности к β-лактамным АМП.
Заключение. Изучение клинических изолятов порядка Lactobacillales из урогенитального тракта и фекалий женщин выявило высокий уровень резистентности к ципрофлоксацину, гентамицину, линкомицину. Полученные результаты подтверждают природную устойчивость к ципрофлоксацину и гентамицину. Высокая чувствительность к ванкомицину клинических изолятов не соответствует данным литературы об их природной резистентности.

Annotation

Introduction. Vaginal microbiota is a complex microecosystem that undergoes changes throughout a woman’s life.
The aim of the study was to investigate phenotypic and genetic determinants of antimicrobial resistance in lactobacilli isolated from the urogenital tract and feces of women.
Material and methods. A total of 120 bacteria of the order Lactobacillales were examined from urine (48), vaginal discharge (41), and feces (31) samples. Clinical material samples were obtained from 48 patients diagnosed with bacterial vaginosis. Species identification of lactobacilli was performed by mass spectrometry. Sensitivity of lactobacilli was determined by the disk diffusion method. Statistical analysis of the data was performed using SPSS Statistics v.26 software. Resistance determinants were determined by PCR.
Results. A high level of lactobacilli resistance to gentamicin and ciprofloxacin was revealed in more than 75.0% of cases; to lincomycin — in half of the isolates from urine, from vaginal discharge — 68.3%. Phenotypic resistance to imipenem was not revealed. The proportion of isolates from feces resistant to ciprofloxacin and gentamicin was about 80.0%, to vancomycin — 54.8%, to imipenem — 12.9%. Determinants of resistance to penicillins and cephalosporins (CTX-M-1, TEM, SHV) and carbapenemase genes (KPC and oxacillinase) were found in more than half of the isolates from the urogenital tract. Resistance determinants to metallo-beta-lactams (NDM) were identified in 8 isolates. Faecal isolates did not have resistance genes to β-lactam antibiotics.
Conclusion. The study of Lactobacillales isolates from the urogenital tract and feces of women revealed a high level of resistance to ciprofloxacin, gentamicin and lincomycin. The results confirm the natural resistance to ciprofloxacin and gentamicin. High sensitivity to vancomycin in isolates does not correspond to the literature data on their natural resistance.
Key words: Lactobacillales; Lactobacillus; urogenital tract; vaginal discharge; urine; faeces; antibiotic resistance; extended-spectrum β-lactamases

Об авторах

Список литературы

ЛИТЕРАТУРА (пп. 1, 2, 4-10, 12, 13, 15, 16, 18-24, 26-28, 30 см. REFERENCES)
3. Федорова К.С., Абрамовских К.А., Савочкина А.Ю., Минасова А.А., Зотова М.А., Саматова А.И., Нохрин Д.Ю., Никушкина К.В. Состояние биоценоза влагалища в зависимости от видового разнообразия лактобактерий. Инфекция и иммунитет. 2024; 14(3): 544-50. DOI: 10.15789/2220-7619-TSO-16754.
11. Пестрикова Т.Ю., Котельникова А.В. Видовой состав вагинальной лактофлоры у женщин с заболеваниями влагалища и шейки матки. Женское здоровье и репродукция. 2021; 2: 16-25. URL: http://whfordoctors.su/statyi/vidovoj-sostav-vaginalnoj-laktoflory-u-zhenshhin-s-patologiej-vlagalishha-i-shejki-matki.
14. Бегунова А.В., Рожкова И.В. Антибиотикорезистентность молочно-кислых бактерий с пробиотическими свойствами. Молочная промышленность. 2020; 9: 48-9. DOI: 10.31515/1019-8946-2020-09-48-49.
17. Анисимова Е.А., Яруллина Д.Р. Антибиотикорезистентность и мобильность ее генетических детерминант у штамма Lactobacillus fermentum. Молекулярная генетика, микробиология и вирусология. 2020; 38(4): 162-9. DOI: 10.17116/molgen202038041162.
25. Роговская С.И., Бебнева Т.Н., Москвичёва В.С. Микробиота влагалища и цервикальные неоплазии. М.: StatusPraesens; 2021.
29. Полищук А.Г., Якубович Е.И., Полухина О.В., Осовских В.В., Евтушенко В.И. Карбапенемаза-продуцирующие грамотрицательные бактерии в специализированном стационаре Санкт-Петербурга. Инфекция и иммунитет. 2017; 7(2); 181-92. DOI: 10.15789/2220-7619-2017-2-181-192.

REFERENCES
Wan B., Wei L.J., Tan T.M., Qin L., Wang H. Inhibitory effect and mechanism of Lactobacillus crispatus on cervical precancerous cells Ect1/E6E7 and screening of early warning factors. Infect. Agent. Cancer. 2023; 18(1): 5. DOI: 10.1186/s13027-023-00483-1.
Argentini C., Fontana F., Alessandri G., Lugli G.A., Mancabelli L., Ossiprandi M.C. et al. Evaluation of modulatory activities of Lactobacillus crispatus strains in the context of the vaginal microbiota. Microbiol. Spectr. 2022; 10(2): e0273321. DOI: 10.1128/spectrum.02733-21.
Fedorova K.S., Abramovskikh K.A., Savochkina A.Y., Minasova A.A., Zotova M.A., Samatova A.I., Nokhrin D.Y., Nikushkina K.V. State of the vaginal biocenosis depending on the species diversity of lactobacilli. Infektsiya i Immunitet. 2024; 14(3): 544-50. DOI: 10.15789/2220-7619-TSO-16754. (in Russian)
Abou Chacra L., Fenollar F., Diop K. Bacterial vaginosis: what do we currently know? Front. Cell Infect. Microbiol. 2022; 11: 672429. DOI: 10.3389/ fcimb.2021.672429.
Chen X., Lu Y., Chen T., Li R. The female vaginal microbiome in health and bacterial vaginosis. Front. Cell Infect. Microbiol. 2021; 11: 631972. DOI: 10.3389/fcimb.2021.631972.
Faro S., Martens M. Why screen the vaginal microbiome? Obstet. Gynecol. Int. J. 2022; 13(2): 116-9. DOI: 10.15406/ogij.2022.13.00635.
Holdcroft A.M., Ireland D.J., Payne M.S. The Vaginal microbiome in health and disease – what role do common intimate hygiene practices play? Microorganisms. 2023; 11(2): 298. DOI: 10.3390/microorganisms11020298.
Manhanzva M.T., Abrahams A.G., Gamieldien H., Froissart R., Jaspan H., Jaumdally S.Z. et al. Inflammatory and antimicrobial properties differ between vaginal Lactobacillus isolates from South African women with non-optimal versus optimal microbiota. Sci. Rep. 2020; 10(1): 6196. DOI: 10.1038/s41598-020-62184-8.
Zhang Q., Zhang L., Ross P., Zhao J., Zhang H., Chen W. Comparative genomics of Lactobacillus crispatus from the gut and vagina reveals genetic diversity and lifestyle adaptation. Genes (Basel). 2020; 11(4): 360. DOI: 10.3390/genes11040360.
Pendharkar S., Skafte-Holm A., Simsek G., Haahr T. Lactobacilli and their probiotic effects in the vagina of reproductive age women. Microorganisms. 2023; 11(3): 636. DOI: 10.3390/microorganisms11030636.
Pestrikova T.Yu., Kotel`nikova A.V. Species composition of vaginal lactoflora in women with vaginal and cervical diseases. Zhenskoye Zdorov’ye i Reproduktsiya. 2021; 2: 16-25. URL: http://whfordoctors.su/statyi/vidovoj-sostav-vaginalnoj-laktoflory-u-zhenshhin-s-patologiej-vlagalishha-i-shejki-matki. (in Russian)
Szczerbiec D., Piechocka J., Głowacki R., Torzewska A. Organic acids secreted by Lactobacillus spp. isolated from urine and their antimicrobial activity against uropathogenic Proteus mirabilis Molecules. 2022; 27(17): 55-7. DOI: 10.3390/molecules27175557.
Tarracchini C., Argentini C., Alessandri G., Lugli G.A., Mancabelli L., Fontana F. et al. The core genome evolution of Lactobacillus crispatus as a driving force for niche competition in the human vaginal tract. Microb. Biotechnol. 2023; 16(9): 1774-89. DOI: 10.1111/1751-7915.14305.
Begunova A.V., Rozhkova I.V. Antibiotic resistance of lactic acid bacteria with probiotic properties. Molochnaya Promyshlennost’. 2020; 9: 48-9. DOI: 10.31515/1019-8946-2020-09-48-49. (in Russian)
Kaszab E., Laczkó L., Kardos G., Bányai K (2023) Antimicrobial resistance genes and associated mobile genetic elements in Lactobacillales from various sources. Front. Microbiol. 2023; 14: 1281473. DOI: 10.3389/fmicb.2023.1281473.
Álvarez-Cisneros Y.M., Ponce-Alquicira E. Antibiotic resistance in lactic acid bacteria [Internet]. Antimicrobial Resistance — A Global Threat; 2019. DOI: 10.5772/intechopen.80624.
Anisimova E.A., Yarullina D.R. Antibiotic resistance and mobility of its genetic determinants in Lactobacillus fermentum. Molekulyarnaya Genetika, Mikrobiologiya i Virusologiya. 2020; 38(4): 162-9. DOI: 10.17116/molgen202038041162. (in Russian)
Colautti A., Arnoldi M., Comi G., Iacumin L. Antibiotic resistance and virulence factors in lactobacilli: something to carefully consider. Food Microbiol. 2022; 103:103934. DOI: 10.1016/j.fm.2021.103934.
Das D.J., Shankar A., Johnson J.B., Thomas S. Critical insights into antibiotic resistance transferability in probiotic Lactobacillus. Nutrition. 2020; 69: 110567. DOI: 10.1016/j.nut.2019.110567.
Moravkova M., Kostovova I., Kavanova K., Pechar R., Stanek S., Brychta A., Zeman M., Kubasova T. Antibiotic susceptibility, resistance gene determinants and corresponding genomic regions in Lactobacillus amylovorus isolates derived from wild boars and domestic pigs. Microorganisms. 2023; 11(1): 103. DOI: 10.3390/microorganisms11010103.
Anisimova E., Gorokhova I., Karimullina G., Yarullina D. Alarming antibiotic resistance of lactobacilli isolated from probiotic preparations and dietary supplements. Antibiotics (Basel). 2022; 11(11): 1557. DOI: 10.3390/antibiotics11111557.
Moradi J., Fathollahi M., Halimi S., Alvandi A., Abiri R., Vaziri S., Rezaei A. Characterization of the resistome in Lactobacillus genomic sequences from the human gut. Journal of Global Antimicrobial Resistance. 2022; 30: 451-8. DOI: 10.1016/j.jgar.2022.05.014.
Ma Q., Pei Z., Fang Z., Wang H., Zhu J., Lee Y.K., Zhang H., Zhao J., Lu W., Chen W. Evaluation of tetracycline resistance and determination of the tentative microbiological cutoff values in lactic acid bacterial species. Microorganisms. 2021; 9(10): 2128. DOI: 10.3390/microorganisms9102128.
Mancabelli L., Mancino W., Lugli G.A., Milani C., Viappiani A., Anzalone R. et al. Comparative genome analyses of Lactobacillus crispatus isolates from different ecological niches reveal an adaptation of this species to the human vaginal environment. ASM Journals Applied and Environmental Microbiology. 2021; 87(8): e 02899-20. DOI: 10.1128/AEM.02899-20.
Rogovskaya S.I., Bebneva T.N., Moskvicheva V.S. Vaginal microbiota and cervical neoplasia [Mikrobiota vlagalishcha i tservikal’nye neoplazii]. Moscow: StatusPraesens; 2021. (in Russian)
Zhang Q., Zhang L., Ross P., Zhao J., Zhang H., Chen W. Comparative genomics of Lactobacillus crispatus from the gut and vagina reveals genetic diversity and lifestyle adaptation. Genes (Basel). 2020; 11(4): 360. DOI: 10.3390/genes11040360.
Campedelli I., Mathur H., Salvetti E., Clarke S., Rea M.C., Torriani S. et al. Genus-Wide assessment of antibiotic resistance in Lactobacillus spp. Appl. Environ. Microbiol. 2018; 85(1): e01738-18. DOI: 10.1128/AEM.01738-18.
Amelia R., Harun H., Pratama Y.E., Suryanis I. Antibiotic resistance of Lactobacillus fermentum isolates of dadiah lintau. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2024; 1341. DOI: 10.1088/1755-1315/1341/1/012120.
Poliscshuk A.G., Yakubovich E.I., Polukhina O.V., Osovskikh V.V., Evtushenko V.I. Сarbapenemase-producing gram-negative bacteria in a specialized hospital of St. Petersburg. Infektsiya i Immunitet. 2017; 7(2); 181-92. DOI: 10.15789/2220-7619-2017-2-181-192. (in Russian)
Moradi J., Fathollahi M., Halimi S., Alvandi A., Abiri R., Vaziri S., Rezaei A. Characterization of the resistome in Lactobacillus genomic sequences from the human gut. J. Glob. Antimicrob. Resist. 2022; 30: 451-8. DOI: 10.1016/j.jgar.2022.05.014.

Ключевые слова