Генетическая характеристика клинических изолятов клебсиелл, циркулирующих в Новосибирске

Проанализированы 72 клинических штамма Klebsiella spp., изолированных в Новосибирске из образцов, полученных от людей. Проведена видовая идентификация штаммов по последовательностям генов 16S рРНК и rpoB. Показано, что в популяции клебсиелл доминировали штаммы Klebsiella pneumoniaе (57 штаммов), остальные 15 штаммов относились к видам K. grimontii, K. aerogenes, K. oxytoca и K. quasipneumoniae. Методом молекулярного серотипирования с использованием последовательности гена wzi штаммы K. pneumoniae были отнесены к двадцати одному K-cеротипу, при этом большую долю составляли вирулентные серотипы K1 и K2. Выявлено, что штаммы K. pneumoniae, полученные от госпитализированных пациентов, обладали максимально выраженной резистентностью к различным классам антибиотиков в отличие от остальных видов клебсиелл. Методом ПЦР в реальном времени обнаружено, что в исследованной популяции присутствуют гены семейств bla_SHV, bla_TEM, bla_CTX и ген bla_OXA-48, являющиеся генетическими детерминантами резистентности к бета-лактамам. Показано, что присутствие последовательности bla_CTX коррелирует с продукцией штаммом бета-лактамаз расширенного спектра, а фенотипическая устойчивость к карбапенемам обусловлена наличием гена bla_OXA-48. При этом генов карбапенемаз vim, ndm, kpc, imp обнаружено не было. Cреди исследованных генов устойчивости к аминогликозидам были найдены гены aph(6)-Id и aadA, однако их наличие не всегда совпадало с фенотипической резистентностью. Устойчивость к фторхинолонам у большинства штаммов сопровождалась присутствием генов aac(6’)-Ib-cr, oqxA, oqxB, qnrB и qnrS в различных комбинациях, при этом наличие только генов oqxA и/или oqxB не коррелировало с устойчивостью к фторхинолонам. Таким образом, обнаружение bla_CTX и bla_OXA-48 может быть использовано для быстрого выявления продукции беталактамаз расширенного спектра и определения резистентности клебсиелл к карбапенемам, а выявление генов aac(6’)-Ib-cr и/или qnrB/qnrS – для быстрого определения устойчивости к фторхинолонам.

1. Иванов Д.В., Егоров А.М. Распространение и механизмы резистентности микроорганизмов, продуцирующих бета­лактамазы. Молекулярные механизмы устойчивости к бета­лактамным антибиотикам штаммов клебсиелл, выделенных при внутрибольничных инфекциях. Биомед. химия. 2008;54(1):104­113. DOI 10.1134/S1990750808030141.

2. Козлова Н.С., Баранцевич Н.Е., Баранцевич Е.П. Чувствительность к антибиотикам штаммов Klebsiella pneumoniae, выделенных в многопрофильном стационаре. Инфекция и иммунитет. 2018; 8(1):79­84. DOI 10.15789/2220­7619­2018­1­79­84.

3. Козлова Ю.Н., Фоменко Н.В., Морозова В.В., Саранина И.В., Тикунов А.Ю., Ганичев Д.А., Самохин А.Г., Павлов В.В., Рожнова О.М., Бондарь И.А., Зенкова Е.В., Нимаев В.В., Климонтов В.В., Тикунова Н.В. Идентификация стафилококков, включая метицилинрезистентные штаммы, биохимическими и генетическими методами. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2017;21(8):952­958. DOI 10.18699/VJ17.318.

4. Машковский М.Д. Лекарственные средства. М.: Новая Волна, 2005.

5. Сухорукова М.В., Эйдельштейн М.В., Иванчик Н.В., Склеенова Е.Ю., Шайдуллина Э.Р., Азизов И.С., Шек Е.А., Кузьменков А.Ю., Дехнич А.В., Козлов Р.С., Семенова Н.В., … Звонарева О.В., Корнилова П.А., Крянга В.Г., Портнягина У.С., Шамаева С.Х., Попов Д.А., Вострикова Т.Ю. Антибиотикорезистентность нозокомиальных штаммов Enterobacterales в стационарах России: результаты многоцентрового эпидемиологического исследования «МАРАФОН 2015–2016». Клин. микробиология и антимикробная химиотерапия. 2019;21(2): 147­159. DOI 10.36488/cmac.2019.2.147­159.

6. Тапальский Д.В., Осипов В.А., Жаворонок С.В. Карбапенемазы грамотрицательных бактерий: распространение и методы детекции. Мед. журн. 2012;2(40):10­15.

7. Чеботарь И.В., Бочарова Ю.А., Подопригора И.В., Шагин Д.А. Почему Klebsiella pneumoniae становится лидирующим оппортунистическим патогеном. Клин. микробиология и антимикробная химиотерапия. 2020;22(1):4­19. DOI 10.36488/cmac.2020.1.4­19.

8. Эйдельштейн М.В. Выявление β­лактамаз расширенного спектра у грамотрицательных бактерий с помощью фенотипических методов. Клин. микробиология и антимикробная химиотерапия. 2001;3(2):183­189.

9. Brisse S., Passet V., Haugaard A.B., Babosan A., Kassis­Chikhani N., Struve C., Decré D. wzi gene sequencing, a rapid method for determination of capsulartype for Klebsiella strains. J. Clin. Microbiol. 2013;51:4073­4078. DOI 10.1128/JCM.01924­13.

10. Broberg C.A., Palacios M., Miller V.L. Klebsiella: a long way to go towards understanding this enigmatic jet­setter. F1000Prime Rep. 2014;6:64. DOI 10.12703/P6­64.

11. Bush K., Jacoby G.A. Updated functional classification of beta­lactamases. Antimicrob. Agents Chemother. 2010;54(3):969­976. DOI 10.1128/AAC.01009­09.

12. Galal L., Abdel Aziz N.A., Hassan W.M. Defining the relationship between phenotypic and genotypic resistance profiles of multidrugresistant enterobacterial clinical isolates. Adv. Exp. Med. Biol. 2019; 1214:9­21. DOI 10.1007/5584_2018_208.

13. Gharrah M.M., El­Mahdy A.M., Barwa R.F. Association between virulence factors and extended spectrum beta­lactamase producing Kleb siella pneumoniae compared to nonproducing isolates. Interdiscip. Perspect. Infect. Dis. 2017:7279830. DOI 10.1155/2017/7279830.

14. Hoa P.L., Chowa K.H., Yuena K.Y., Ngb W.S., Chaua P.Y. Comparison of a novel, inhibitor­potentiated disc­diffusion test with other methods for the detection of extended­spectrum beta­lactamases in Escherichia coli and Klebsiella pneumoniae. J. Antimicrob. Chemother. 1998;42:49­54.

15. Hooper D.C., Jacoby G.A. Mechanisms of drug resistance: quinolone resistance. Ann. N.Y. Acad. Sci. 2015;1354(1):12­31. DOI 10.1111/nyas.12830.

16. Lee H.C., Chuang Y.C., Yu W.L., Lee N.Y., Chang C.M., Ko N.Y., Wang L.R., Ko W.C. Clinical implications of hypermucoviscosity phenotype in Klebsiella pneumoniae isolates: association with invasive syndrome in patients with community­acquired bacteraemia. J. Intern. Med. 2006;259(6):606­614. DOI 10.1111/j.1365­2796.2006.01641.x.

17. Lee K., Chong Y., Shin H.B., Kim Y.A., Yong D., Yum J.H. Modified Hodge and EDTA­disk synergy tests to screen metallo­lactamaseproducing strains of Pseudomonas and Acinetobacter species. Clin. Microbiol. Infect. 2001;7:88­91.

18. Liakopoulos A., Mevius D., Ceccarelli D. A review of SHV extendedspectrum β­lactamases: neglected yet ubiquitous. Front. Microbiol. 2016;5(7):1374. DOI 10.3389/fmicb.2016.01374.

19. Morozova V.V., Babkin I.V., Kozlova Y.N., Baykov I.K., Bokovaya O.V., Tikunov A.Yu., Ushakova T.А., Bardasheva A.V., Ryabchikova E.I., Zelentsova E., Tikunova N.V. Isolation and characterization of a novel Klebsiella pneumoniae N4­like bacteriophage KP8. Viruses. 2019;11(12):1115. DOI 10.3390/v11121115.

20. Mukherjee S., Naha S., Bhadury P., Saha B., Dutta M., Dutta S., Basu S. Emergence of OXA­232­producing hypervirulent Klebsiella pneumoniae ST23 causing neonatal sepsis. J. Antimicrob. Chemother. 2020;75(7):2004­2006. DOI 10.1093/jac/dkaa080.

21. Podschun R., Ullmann U. Klebsiella spp. as nosocomial pathogens: epidemiology, taxonomy, typing methods, and pathogenicity factors. Clin. Microbiol. Rev. 1998;11(4):589­603.

22. Ramirez M.S., Tolmasky M.E. Aminoglycoside modifying enzymes. Drug. Resist. Updat. 2010;13(6):151­171.

23. Robicsek A., Jacoby G.A., Hooper D.C. The worldwide emergence of plasmid­mediated quinolone resistance. Lancet Infect. Dis. 2006;6: 629­640.

24. Walsh T.R., Toleman M.A., Poirel L., Nordmann P. Metallo­beta­lactamases: the quiet before the storm? Clin. Microbiol. Rev. 2005;18(2): 306­325.

25. Yang H.Y., Nam Y.S., Lee H.J. Prevalence of plasmid­mediated quinolone resistance genes among ciprofloxacin­nonsusceptible Escherichia coli and Klebsiella pneumoniae isolated from blood cultures in Korea. Can. J. Infect. Dis. Med. Microbiol. 2014;25(3): 163­169.

26. Yong D., Lee K., Yum J.H., Shin H.B., Rossolini G.M., Chong Y. Imipenem­EDTA disk method for differentiation of metallo­betalactamase­producing clinical isolates of Pseudomonas spp. and Acinetobacter spp. J. Clin. Microbiol. 2002;40(10):3798­3801.