ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОЛИМЕРАЗНОЙ ЦЕПНОЙ РЕАКЦИИ ДЛЯ ДЕТЕКЦИИ ГЕНОВ РЕЗИСТЕНТНОСТИ У ГРАМОТРИЦАТЕЛЬНЫХ БАКТЕРИЙ В РУТИННОЙ ПРАКТИКЕ ПЕДИАТРИЧЕСКОГО СТАЦИОНАРА

Аннотация

Цель — оценка ПЦР-РВ для детекции генов резистентности к карбапенемам грамотрицательных бактерий. Исследовано 499 изолятов грамотрицательных микроорганизмов, выделенных в двух педиатрических стационарах в 2019-2020 г. г. Видовую идентификацию проводили методом MALDI-ToF масс-спектрометрии (Bruker Daltonics, Германия). Минимальную подавляющую концентрацию (МПК) меропенема и имипенема определяли методом Е-тестов (BioMerieux, Франция). Наличие генов приобретённых карбапенемаз групп IMP, NDM, VIM, KPC, OXA-48, OXA-23, OXA-40, OXA-58 определяли методом ПЦР-РВ. Среди отобранных штаммов выявлены Klebsiella pneumoniae (34%), Escherichia coli (4%), Serratia marcescens (6%) и другие представители порядка Enterobacterales (6%), грамотрицательные неферментирующие глюкозу бактерии Acinetobacter baumannii (14%), Pseudomonas aeruginosa (36%). Продукция карбапенемаз обнаружена у 385 изолятов (77%). Основным механизмом, определяющим резистентность к карбапенемам P. aeruginosa стала продукция blaVIM (100%). Среди штаммов A. baumannii выявлены карбапенемазы OXA-23 (55%) и OXA-40 (45%). Основной детерминантой резистентности среди штаммов K. pneumoniae стала карбапенемаза OXA-48, выявленная у 63% образцов, 13% обладали blaNDM-group, сочетание генов карбапенемаз blaNDM-group и blaOXA-48-like обнаружено у 16% изолятов. Карбапенемаза группы KPC детектирована у 8% штаммов K. pneumoniae. Среди штаммов S. marcescens преобладала карбапенемаза группы OXA-48 (95%). Большинство изолятов E. coli обладали металло-бета-лактамазой группы NDM (89%). Другие представители порядка Enterobacterales чаще всего обладали карбапенемазой ОХА-48 (57%), у 39% изолятов обнаружено носительство blaNDM-group. У одного штамма выявлена комбинация blaNDM-group и blaOXA-48-like. ПЦР-РВ является быстрым и надёжным методом выявления приобретённых карбапенемаз и может быть рекомендована для использования в рутинной практике бактериологических лабораторий.

Об авторах

Список литературы

Сухорукова М.В., Эйдельштейн М.В., Склеенова Е.Ю., Иванчик Н.В., Шек Е.А, Дехнич А.В. и др. Антибиотикорезистентность нозокомиальных штаммов Acinetobacter spp. в стационарах России: результаты многоцентрового эпидемиологического исследования «МАРАФОН» 2013-2014. Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. 2017; 19(1): 42-8.

Сухорукова М.В., Эйдельштейн М.В., Склеенова Е.Ю., Иванчик Н.В., Микотина А.В., Дехнич А.В. и др. Антибиотикорезистентность нозокомиальных штаммов Enterobacteriaceae в стационарах России: результаты многоцентрового эпидемиологического исследования «МАРАФОН» 2013-2014. Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. 2017; 19(1): 49-56.

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

Медведева Е.Д., Кецко Ю.Л., Исматуллин Д.Д., Лямин А.В., Кондратенко О.В., Жестков А.В. Структура микроорганизмов, выделенных из бронхоальвеолярного лаважа от пациентов отделения реанимации и интенсивной терапии. Клиническая лабораторная диагностика. 2020; 65(7): 454-7. https://doi.org/10.18821/0869-2084-2020-65-7-454-457

Ageevets V.A, Partina I.V, Lisitsyna E.S, Ilina E.N, Lobzin Y.V, Shlyapnikov S.A, Sidorenko S.V. Emergence of carbapenemase-producing Gram-negative bacteria in Saint Petersburg, Russia.Int. J. Antimicrob. Agents. 2014; 44(2): 152-5. https://doi.org/10.1016/j.ijantimicag.2014.05.004

Сухорукова М.В., Эйдельштейн М.В., Иванчик Н.В., Склеенова Е.Ю., Шайдуллина Э.Р., Шек Е.А. и др. Антибиотикорезистентность нозокомиальных штаммов Enterobacterales в стационарах России: результаты многоцентрового эпидемиологического исследования МАРАФОН 2015-2016. Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. 2019; 21(2): 147-59. https://doi.org/10.36488/cmac.2019.2.147-159

Эйдельштейн М.В., Шек Е.А., Сухорукова М.В., Склеенова Е.Ю., Иванчик Н.В., Шайдуллина Э.Р. и др. Антибиотикорезистентность, продукция карбапенемаз и генотипы нозокомиальных штаммов Pseudomonas aeruginosa в стационарах России: результаты многоцентрового эпидемиологического исследования «МАРАФОН 2015-2016». Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. 2019; 21(2): 160-70. https://doi.org/10.36488/cmac.2019.2.160-170

Шек Е.А., Сухорукова М.В., Эйдельштейн М.В., Склеенова Е.Ю., Иванчик Н.В., Шайдуллина Э.Р. и др. Антибиотикорезистентность, продукция карбапенемаз и генотипы нозокомиальных штаммов Acinetobacter spp. в стационарах России: результаты многоцентрового эпидемиологического исследования «МАРАФОН 2015-2016». Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. 2019; 21(2): 171-80. https://doi.org/10.36488/cmac.2019.2.171-180

Прямчук С.Д., Фурсова Н.К., Абаев И.В., Ковалев Ю.Н., Шишкова Н.А., Печерских Э.И. и др. Генетические детерминанты устойчивости к антибактериальным средствам в нозокомиальных штаммах Escherichia coli, Klebsiella spp. и Enterobacter spp., выделенных в России в 2003-2007 гг. Антибиотики и химиотерапия. 2010; 55(9-10): 3-10.

Edelstein M., Pimkin I., Palagin I., Edelstein I., Stratchounski L. Prevalence and molecular epidemiology of CTX-M extended-spectrum beta-lactamase-producing Escherichia coli and Klebsiella pneumoniae in Russian hospitals. Antimicrob. Agents Chemother. 2003; 47(12): 3724-32. https://doi.org/10.1128/aac.47.12.3724-3732.2003

Pfeifer Y., Cullik A., Witte W. Resistance to cephalosporins and carbapenems in Gram-negative bacterial pathogens.Int. J. Med. Microbiol. 2010; 300(6): 371-9. https://doi.org/10.1016/j.ijmm.2010.04.005

Зверев В.В., Бойченко М.Н. Медицинская микробиология, вирусология и иммунология. М.: ГЭОТАР-Медиа; 2016

Potron A., Poirel L., Nordmann P. Emerging broad-spectrum resistance in Pseudomonas aeruginosa and Acinetobacter baumannii: mechanisms and epidemiology.Int. J. Antimicrob. Agents. 2015; 45(6): 568-85. https://doi.org/10.1016/j.ijantimicag.2015.03.001

Тапальский Д.В., Осипов В.А., Жаворонок С.В. Карбапенемазы грамотрицательных бактерий: распространение и методы детекции. Медицинский журнал. 2012; (2): 10-5.

Алексеева А.Е., Бруснигина Н.Ф., Солнцев Л.А., Гординская Н.А. Молекулярное типирование клинических изолятов Klebsiella pneumoniae, продуцирующих бета-лактамазы расширенного спектра действия. Клиническая лабораторная диагностика. 2017; 62(11): 699-704. https://doi.org/10.18821/0869-2084-2017-62-11-699-704

Hsu A.J. Tamma P.D. Treatment of multidrug-resistant Gram-negative infections in children. Clinical Infectious Diseases. 2014; 58(10): 1439-48. https://doi.org/10.1093/cid/ciu069

Kehl S.C., Dowzicky M.J. Global assessment of antimicrobial susceptibility among Gram-negative organisms collected from pediatric patients between 2004 and 2012: results from the tigecycline evaluation and surveillance trial. The Journal of Clinical Microbiology. 2015; 53(4): 1286-93. https://doi.org/10.1128/jcm.03184-14

Lukac P.J., Bonomo R.A., Logan L.K. Extended-spectrum-lactamase-producing Enterobacteriaceae in children: old foe, emerging threat. Clinical Infectious Diseases. 2015; 60(9): 1389-97. https://doi.org/10.1093/cid/civ020

Лазарева А.В., Катосова Л.К., Крыжановская О.А., Пономаренко О.А., Карасева О.В., Горелик А.Л. и др. Мониторинг и профиль антибиотикорезистентности микробиоты трахеального аспирата у детей с тяжёлой черепно-мозговой травмой в отделении реанимации и интенсивной терапии. Антибиотики и химиотерапия. 2014; 59(7-8): 8-15

Hrabák J., Chudáčková E., Papagiannitsis C.C. Detection of carbapenemases in Enterobacteriaceae: a challenge for diagnostic microbiological laboratories. Clin. Microbiol. Infect. 2014; 20(9): 839-53. https://doi.org/10.1111/1469-0691.12678

Лопухов Л.В., Эйдельштейн М.В. Полимеразная цепная реакция в клинической микробиологической диагностике. Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. 2000; 2 (3): 96-106

European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing (EUCAST). Breakpoint tables for interpretation of MICs and zone diameters. Ver. 9.0., 2019. Available at: https://www.eucast.org/clinical_breakpoints/ Accessed August 01, 2019.

Higgins P.G., Dammhayn C., Hackel M., Seifert H. Global spread of carbapenem-resistant Acinetobacter baumannii. J. Antimicrob. Chemother. 2010; 65(2): 233-8. https://doi.org/10.1093/jac/dkp428

Donald H.M., Scaife W., Amyes S.G.B., Young H-K. Sequence analysis of ARI-1, a novel OXA β-lactamase, responsible for imipenem resistance in Acinetobacter baumannii 6B92. Antimicrob. Agents Chemother. 2000; 44(1): 196-9. https://doi.org/10.1128/aac.44.1.196-199.2000

Dalla-Costa L.M., Coelho J.M., Souza H.A.P.H.M., Castro M.E.S., Stier C.J.N., Bragagnolo K.L. et al. Outbreak of carbapenem-resistant Acinetobacter baumannii producing the OXA-23 enzyme in Curitiba, Brazil. J. Clin. Microbiol. 2003; 41(7): 3403-6. https://doi.org/10.1128/jcm.41.7.3403-3406.2003

Turton J.F., Kaufmann M.E., Glover J., Coelho J.M., Warner M., Pike R. et al. Detection and typing of integrons in epidemic strains of Acinetobacter baumannii found in the United Kingdom. J. Clin. Microbiol. 2005; 43(7): 3074-82. https://doi.org/10.1128/jcm.43.7.3074-3082.2005

Jeon B.-C., Jeong S.H., Bae I.K., Kwon S.B., Lee K., Young D. et al. Investigation of a nosocomial outbreak of imipenem-resistant Acinetobacter baumannii producing the OXA-23 β-lactamase in Korea. J. Clin. Microbiol. 2005; 43(5): 2241-5. https://doi.org/10.1128/jcm.43.5.2241-2245.2005

Valenzuela J.K, Thomas L., Partridge S.R., van der Reijden T., Dijkshoorn L., Iredell J. Horizontal gene transfer in a polyclonal outbreak of carbapenem-resistant Acinetobacter baumannii. J. Clin. Microbiol. 2007; 45(2): 453-60. https://doi.org/10.1128/jcm.01971-06

Boo T.W., Walsh F., Crowley B. First report of OXA-23 carbapenemase in clinical isolates of Acinetobacter species in the Irish Republic. J. Antimicrob. Chemother. 2006; 58(5): 1101-2. https://doi.org/10.1093/jac/dkl345

Bou G., Santillana E., Sheri A., Beceiro A., Sampson J.M., Kalp M. et al. Design, synthesis, and crystal structures of 6-alkylidene-2′-substituted penicillanic acid sulfones as potent inhibitors of Acinetobacter baumannii OXA-24 carbapenemase. J. Am. Chem. Soc. 2010; 132(38): 13320-31. https://doi.org/10.1021/ja104092z

Kuo S.-C., Huang W.-C., Huang T.-W., Wang H.-Y., Lai J.-F., Lauderdale T.-L. Chen T.-L. Molecular epidemiology of emerging blaOXA-23-Like- and blaOXA-24-Like-carrying Acinetobacter baumannii in Taiwan. Antimicrob. Agents Chemother. 2018; 62(3): e01215-17. https://doi.org/10.1128/aac.01215-17

Quinteira S., Grosso F., Ramos H., Peixe L. Molecular epidemiology of imipenem-resistant Acinetobacter haemolyticus and Acinetobacter baumannii isolates carrying plasmid-mediated OXA-40 from a Portuguese Hospital. Antimicrob. Agents Chemother. 2007; 51(9): 3465-6. https://doi.org/10.1128/aac.00267-07

Lolans K., Rice T.W., Munoz-Price L.S., Quinn J.P. Multicity outbreak of carbapenem-resistant Acinetobacter baumannii isolates producing the carbapenemase OXA-40. Antimicrob. Agents Chemother. 2006; 50(9): 2941-5. https://doi.org/10.1128/aac.00116-06

Лазарева А.В., Чеботарь И.В., Бочарова Ю.А., Маянский Н.А. Спектр антибиотикорезистентности и распространенность OXA-карбапенемаз среди штаммов Acinetobacter baumannii, выделенных у пациентов хирургических и реанимационных отделений в Москве. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2016; (1): 40-5. https://doi.org/10.36233/0372-9311-2016-1-40-45

Хрульнова С.А., Федорова А.В., Фролова И.Н., Клясова Г.А. Молекулярно-генетическое типирование Acinetobacter baumannii, выделенных из гемокультуры больных опухолями системы крови, методом ПЦР случайных полиморфных фрагментов ДНК. Эпидемиология и вакцинопрофилактика. 2020; 19(4): 38-47. https://doi.org/10.31631/2073-3046-2020-19-4-38-47

Falagas M.E., Lourida P., Poulikakos P., Rafailidis P.I., Tansarli G.S. Antibiotic treatment of infections due tocarbapenem-resistant Enterobacteriaceae: systematic evaluation of the available evidence. Antimicrob. Agents Chemother. 2014; 58(2): 654-63. https://doi.org/10.1128/aac.01222-13

Шамина О.В., Самойлова Е.А., Новикова И.Е., Лазарева А.В. Klebsiella pneumoniae: микробиологическая характеристика, антибиотикорезистентность и вирулентность. Российский педиатрический журнал. 2020; 23(3): 191-7. https://doi.org/10.18821/1560-9561-2020-23-3-191-197

Yong D., Toleman M.A, Giske C.G., Cho H.S., Sundman K., Lee K. et al. Characterization of a new metallo-β-lactamase gene, blaNDM-1, and a novel erythromycin esterase gene carried on a unique genetic structure in Klebsiella pneumoniae sequence type 14 from India. Antimicrob. Agents Chemother. 2009; 53(12): 5046-54. https://doi.org/10.1128/AAC.00774-09

Khan A.U., Maryam L., Zarrilli R. Structure, genetics and worldwide spread of New Delhi metallo-β-lactamase (NDM): a threat to public health. BMC Microbiol. 2017; 17(1). https://doi.org/10.1186/s12866-017-1012-8

Wu W., Feng Y., Tang G., Qiao F., McNally A., Zong Z. NDM metallo-β-lactamases and their bacterial producers in health care settings. Clin. Microbiol. Rev. 2019; 32(2): e00115-18. https://doi.org/10.1128/CMR.00115-18

La Scola B.Intact cell MALDI-TOF mass spectrometry-based approaches for the diagnosis of bloodstream infections. Expert. Rev. Mol. Diagn. 2011; 11(3): 287-98. https://doi.org/10.1586/erm.11.12

Ключевые слова