CC BY
24
DOI: 10.21055/0370-1069-2022-3-82-89
удк 616.6:579.842.11(470.44)
А.В. казанцев1, м.В. Проскурякова1, Е.с. казакова1, н.А. осина1, и.Г. Швиденко2, А.н. микеров2"3
Антибиотикорезистентность уропатогенных Escherichia coli, выделенных от пациентов с инфекциями мочевыводящих путей в урологическом стационаре
клинической больницы Саратова
'ФКУН «Российский научно-исследовательский противочумный институт «Микроб», Саратов, Российская Федерация;
2ФГБОУ ВО «Саратовский государственный медицинский университет имени В.И. Разумовского» Саратов, Российская Федерация; 3Саратовский медицинский научный центр гигиены ФБУН «Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения», Саратов, Российская Федерация
цель работы - изучить профиль антибиотикорезистентности уропатогенных штаммов Escherichia coli, выделенных от пациентов с инфекциями мочевыводящих путей в урологическом стационаре клинической больницы Саратова, в зависимости от принадлежности к филогенетическим группам и подгруппам, О-серогруппам. материалы и методы. У 102 штаммов уропатогенных E. coli (УПЭК), выделенных из мочи пациентов с инфекциями мочевыводящих путей, изучена чувствительность/устойчивость к 25 различным антибактериальным препаратам. Исследования проводили с использованием диско-диффузионного метода. Методом двойных дисков оценена продукция бета-лактамаз расширенного спектра. Продукцию карбапенемаз определяли с использованием CIM-теста. Методом ПЦР определяли принадлежность к филогенетическим группам и подгруппам, О-серогруппам, а также частоту встречаемости генов mcr-1, mcr-2, mcr-3, mcr-4, mcr-5, кодирующих белки, опосредующих развитие резистентности к колистину. результаты и обсуждение. Установлено, что все штаммы уропатогенных E. coli в той или иной мере обладают резистентностью к антибактериальным препаратам. У всех изученных 102 штаммов выявлена резистентность к 23 антибактериальным препаратам из 8 функциональных групп. резистентность штаммов уропатогенных E. coli в зависимости от принадлежности к филогенетическим группам и подгруппам, О-серогруппам имела определенные отличия. Штаммы уропатогенных E. coli, обладающие высокой резистентностью (до 100,0 %), принадлежали к филогенетической подгруппе B23, основными представителями которой являются культуры наиболее часто встречающейся О25-серогруппы. Фенотипически подтверждена продукция бета-лактамаз расширенного спектра для 69 (67,6 %) штаммов. Карбапенемазопродуцирующие культуры в исследовании не выявлены. У 3 штаммов (2,9 %) УПЭК выявлены гены mcr-1 и mcr-2, кодирующие резистентность к колистину.
Ключевые слова: уропатогенные Escherichia coli, инфекции мочевыводящих путей, антибиотикорезистент-ность, О-серогруппы, филогенетическая характеристика, бета-лактамазы расширенного действия.
Корреспондирующий автор: Казанцев Андрей Васильевич, e-mail: rusrapi@microbe.ru.
Для цитирования: Казанцев А.В., Проскурякова М.В., Казакова Е.С., Осина Н.А., Швиденко И.Г, Микеров А.Н. Антибиотикорезистентность уропатогенных Escherichia coli, выделенных от пациентов с инфекциями мочевыводящих путей в урологическом стационаре клинической больницы Саратова. Проблемы особо опасных инфекций. 2022; 3:82-89. DOI: 10.21055/0370-1069-2022-3-82-89
Поступила 16.09.2022. Принята к публ. 20.09.2022.
A.V. Kazantsev1, M.V. Proskuryakova1, E.S. Kazakova1, N.A. Osina1, I.G. Shvidenko2, A.N. Mikerov23
Antibiotic Resistance of Uropathogenic Escherichia coli Isolated from Patients with Urinary Tract Infections at the Urological Inpatient Facility of the Saratov Clinical Hospital
'Russian Research Anti-Plague Institute "Microbe", Saratov, Russian Federation; 2Saratov State Medical University named after V.I. Razumovsky, Saratov, Russian Federation;
3Saratov Medical Scientific Center of Hygiene, Federal Scientific Center of Medical and Preventive Health Risk Management Technologies, Saratov, Russian Federation
Abstract. The aim of the work was to study the profile of antibiotic resistance of uropathogenic Escherichia coli strains isolated from patients with urinary tract infections in the urological inpatient facility of the clinical hospital in the Saratov city, depending on appurtenance to phylogenetic groups and subgroups, as well as O-serogroups. Materials and methods. We assessed sensitivity/resistance to 25 different antibacterial drugs in 102 strains of uropathogenic E. coli. The studies were carried out using the disk diffusion method. The production of extended spectrum beta-lactamases was evaluated by the double disk method. Carbapenemase output was determined using the CIM test. The PCR method was applied to determine appurtenance to phylogenetic groups and subgroups, O-serogroups, as well as the frequency of occurrence of the mcr-1, mcr-2, mcr-3, mcr-4, mcr-5 genes encoding the proteins that mediate the development of resistance to colistin. Results and discussion. It has been established that all strains of uropathogenic E. coli are more or less resistant to antibacterial drugs. All studied 102 strains showed resistance to 23 antibacterial drugs from 8 functional groups. The resistance of uropathogenic E. coli had certain differences depending on belonging to phylogenetic groups and subgroups, O-serogroups. Strains of uropathogenic E. coli with high resistance (up to 100 %) belonged to the B23 phylogenetic group, the main representatives of which are cultures of the most common O-25 serogroup. The production of extended-spectrum beta-lactamases has been phenotypically confirmed for 69 (67.6 %) strains. No carbapenemase-producing cultures were found in the study. The mcr-1 and mcr-2 genes encoding resistance to colistin have been identified in 3 uropathogenic E. coli strains (2.9 %).
Key words: uropathogenic Escherichia coli, urinary tract infections, antibiotic resistance, O-serogroups, phylogenetic characteristics, extended-spectrum beta-lactamases
Conflict of interest: The authors declare no conflict of interest. Corresponding author: Andrei V. Kazantsev, e-mail: rusrapi@microbe.ru.
Citation: Kazantsev A.V., Proskuryakova M.V., Kazakova E.S., Osina N.A., Shvidenko I.G., Mikerov A.N. Antibiotic Resistance of Uropathogenic Escherichia coli Isolated from Patients with Urinary Tract Infections at the Urological Inpatient Facility of the Saratov Clinical Hospital. Problemy Osobo Opasnykh Infektsii [Problems of Particularly Dangerous Infections]. 2022; 3:82-89. (In Russian). DOI: 10.21055/0370-1069-2022-3-82-89 Received 16.09.2022. Accepted 20.09.2022.
Kazantsev A.V., ORCID: https://orcid.org/0000-0003-1790-0411 Proskuryakova M.V., ORCID: https://orcid.org/0000-0002-7171-855X
Инфекции мочевыводящих путей (ИМП) -одни из наиболее распространенных и часто встречающихся заболеваний, обусловленных патогенами бактериальной природы. В этиологической структуре возбудителей ИМП преобладает уропатогенная Escherichia coli (УПЭК), которая вызывает до 90 % внегоспитальных и до 50 % госпитальных случаев ИМП [1]. В качестве одного из эффективных способов лечения ИМП рассматривается применение антибактериальных препаратов (АБП). Эффективность такой терапии зависит от чувствительности возбудителя к используемым АБП. Определенные опасения вызывает отмечаемое в настоящее время снижение чувствительности к АБП, а также выявление штаммов с множественной лекарственной устойчивостью, встречаемое и среди представителей УПЭК [2].
По классификации, предложенной O. Clermont et al. [3] и P. Escobar-Paramo et al. [4], культуры E. coli разделяют на четыре основные филогенетические группы: A, B1, B2 и D, - при этом группы А, B2, D подразделяются на подгруппы A0 и А1, B22 и В23, D1 и D2 соответственно. Наиболее часто встречающиеся при ИМП штаммы УПЭК принадлежат в основном к филогенетической группе B2 и реже к группе D. Данные группы имеют больше детерминант вирулентности, которые опосредуют развитие инфекционного процесса с помощью токсинов, систем утилизации железа (сидерофоров), факторов адгезии, устойчивости к действию иммунной системы и др. [5, 6]. Филогенетические группы A, B1 и D обычно принадлежат к штаммам, выделенным при заболеваниях внекишечной локализации, и в этиологии ИМП имеют меньшую выраженность.
Штаммы УПЭК относятся к O1, О2, О4, О6, О7, О8, О15, О16, О18, О21, О22, О25, О75 и О83-серогруппам и характеризуются определенным профилем факторов вирулентности, а также резистентностью/чувствительностью к АБП [1, 7-9]. Кроме того, увеличивается доля штаммов, продуцирующих бета-лактамазы расширенного спектра (БЛРС), а также распространение штаммов, резистентных к карбапенемам [10]. В настоящее время появляются данные о распространении у штаммов УПЭК гена mcr, кодирующего синтез резистентности к колистину - АБП резерва, используемого для лечения пациентов с множественной лекарственной устойчивостью [11]. Однако вопреки указанным фактам в доступной нам литературе отсутствуют данные о распространении антибиотикорезистент-
Osina N.A., ORCID: https://orcid.org/0000-0003-0954-5683
ных штаммов патогена среди пациентов урологических стационаров как на территории Саратова, так и Саратовской области. Актуальным являются исследования, направленные на локальный мониторинг антибиотикорезистентности штаммов УПЭК с целью коррекции эмпирической антибактериальной терапии и повышения качества лечения пациентов с ИМП.
Цель работы - изучить профиль антибиотикорезистентности уропатогенных штаммов E. coli, выделенных от пациентов с инфекциями мочевыво-дящих путей в урологическом стационаре клинической больницы Саратова в зависимости от принадлежности к филогенетическим группам и подгруппам, О-серогруппам.
Материалы и методы
Культуры E. coli (n=102) выделены из образцов мочи от 102 пациентов (мужчины - 28 %, женщины -72 %) при поступлении в урологические отделения ГУЗ «Саратовская городская клиническая больница № 8» в 2017-2018 гг.
Штаммы E. coli выделены из образцов мочи пациентов в диагностически значимом титре (степень бактериурии >105 КОЕ/мл) с одним из следующих диагнозов: калькулезный пиелонефрит, острый пиелонефрит, хронический пиелонефрит, острый цистит, хронический цистит, а также другими инфекционно-воспалительными заболеваниями мочевыводящей системы без установленной локализации.
Проведение исследований одобрено решением этической комиссии Саратовского государственного медицинского университета им. В.И. Разумовского (протокол от 07.06.2016 № 9). Информированное согласие на участие в исследовании получено от всех пациентов.
Видовую идентификацию культур E. coli осуществляли с использованием автоматического бактериологического анализатора Vitek 2 Compact (Biomerieux, Франция), применяя карты Vitek 2 Compact Gram-Negative identification card (GN), а также тест-систем API 20E (Biomerieux, Франция), с учетом результатов на микробиологическом анализаторе Biomic V3 (Giles Scientific, США).
Хранение культур осуществляли в протеозо-пептоне (HiMedia Laboratories Pvt. Ltd., Индия) с добавлением 50 % глицерина при температуре минус 40 °С.
Исследование антибиотикорезистентности УПЭК осуществляли диско-диффузионным методом в соответствии с МУК 4.2.1890-04 на агаре Мюллера -Хинтон (HiMedia Laboratories, Индия).
В работе использовали набор дисков с АБП (HiMedia, Индия), содержащих в качестве действующего вещества: ампициллин (10 мкг), амоксицил-лин (10 мкг), амоксициллин/клавуланат (20/10 мкг), пиперациллин (75 мкг), цефиксим (5 мкг), цефо-таксим (30 мкг), цефтазидим (30 мкг), цефтриаксон (30 мкг), цефуроксим (30 мкг), меропенем (10 мкг), азтреонам (30 мкг), ципрофлоксацин (5 мкг), левоф-локсацин (5 мкг), моксифлоксацин (5 мкг), офлокса-цин (5 мкг), амикацин (30 мкг), гентамицин (10 мкг), нетилмицин (30 мкг), тобрамицин (10 мкг), докси-циклин (30 мкг), тетрациклин (30 мкг), хлорамфе-никол (30 мкг), фосфомицин (200 мкг), нитрофу-рантоин (300 мкг), триметоприм-сульфаметоксазол (1,25-23,75 мкг). Оценку спектра чувствительности/ резистентности к АБП оценивали в соответствии с клиническими рекомендациями [12].
Для выявления продукции бета-лактамаз расширенного спектра использовали метод двойных дисков согласно МУК 4.2.1890-04. Для этого в центр чашки Петри, содержащей агар Мюллера - хинтон, помещали диск с амоксициллин-клавуланатом (2010 мкг), с обеих сторон от диска на расстоянии 20 и 30 мм раскладывали диски с цефтазидимом (30 мкг) и цефотаксимом (30 мкг). Учет результатов оценивали визуально через 16-20 часов после инкубации чашки в термостате при температуре (35±1) °С. При обнаружении у изучаемых штаммов УПЭК продукции БЛРС зона вокруг диска с цефалоспоринами III поколения оказывалась «втянутой» в сторону диска с амоксициллин-клавуланатом.
Для определения продукции карбапенемаз использовали CIM-тест, основанный на ферментативном гидролизе карбапенем при инкубации диска с меропенемом (10 мкг) [13].
В качестве контрольных при определении чувствительности к АБП применяли штаммы E. coli ATCC 25922, для контроля продукции БЛРС - штамм Klebsiella pneumonia ATCC 70060, продуцирующий БЛРС. Для контроля продукции карбапенем использовали E. coli ATCC 25922. Контрольные штаммы получены из Государственной коллекции патогенных микроорганизмов Российского противочумного института «Микроб».
Выделение ДнК осуществляли с использованием набора реагентов «ДНК-Сорб-В» (ЦНИИ эпидемиологии, Россия) согласно инструкции производителя.
Принадлежность штаммов УПЭК к филогенетическим группам и подгруппам A, B1, B2, B22, B23, D1, D2 определяли с помощью детекции генов chuA, jyaA, TspE4.C2 согласно [3, 4].
Для выявления О-серогрупп (O1, O2, O4, O6, O7, O8, O15, O16, O18, O21, O22, O25, O75, O83) возбудителя использовали ПЦР с праймерами, детектирующими фрагменты генов wzx, wzy и orf469 [14].
Детекцию генов mcr-1, mcr-2, mcr-3, mcr-4, mcr-5, кодирующих белки резистентности к колисти-ну, осуществляли согласно рекомендациям [15].
Амплифицированные фрагменты изучаемых генов визуализировали методом электрофореза в 2 % агарозном геле в присутствии бромида этидия.
Результаты и обсуждение
Установлено, что все исследованные штаммы уропатогенных E. coli в той или иной мере обладали резистентностью к АБП (табл. 1). У двух штаммов патогена отмечена устойчивость только к одному из АБП: в одном случае - к меропенему, во втором -к нитрофурантоину.
Резистентность изученных штаммов уропа-тогенных E. coli к группе пенициллинов составила от 53,9 до 84,3 %, к цефалоспоринам - от 61,8 до 71,6 %, азтреонаму - 70,6 %, фторхинолонам -от 67,6 до 85,3 %, тетрациклинам - от 57,8 до 63,7 %. К другим антимикробным препаратам (хлорамфени-кол, фосфомицин, нитрофурантоин и триметоприм-сульфаметоксазол) устойчивость УПЭК варьировала от высокой (у фосфомицина - 70,6 %) до самой низкой (у нитрофурантоина - 1 %). Низкая резистентность также отмечена к группе карбапенемов, представленных меропенемом (1 %).
Таким образом, по результатам определения резистентности к АБп установлено, что максимальная антибиотикорезистентность Упэк выявлена к следующим препаратам: ципрофлоксацин (85,3 %), ампициллин (84,3 %), амоксициллин (83,3 %), моксифлоксацин (82,4 %), пиперациллин (77,5 %), офлок-сацин (73,5 %), цефуроксим (71,6 %), цефтриаксон (70,6 %), азтреонам (70,6 %), фосфомицин (70,6 %), цефотаксим (68,6 %),триметоприм-сульфаметоксазол (68,6 %). Наиболее высокая чувствительность уропа-тогенных E. coli среди выбранного для исследований набора АБп различных групп выявлена к меропене-му и нитрофурантоину (99,0 %).
первоначальный скрининг штаммов Упэк с целью установления возможной продукции БЛРС показал, что для 72 культур (70,6 %) характерно проявление резистентности к одному или нескольким представителям группы цефалоспоринов (цефотак-симу, цефтазидиму, цефтриаксону). Фенотипическое подтверждение наличия продукции БЛРС методом двойных дисков установлено для 69 штаммов Упэк (67,6 %), что согласуется с представленными литературными данными [16, 17].
Изученные нами штаммы уропатогенных E. coli принадлежали к пяти филогенетическим группам и подгруппам: А1 - 17 штаммов, В1 - 11, В23 - 54, D1 - 9, D2 - 11. Культуры УПЭК филогенетической подгруппы А1 принадлежали по 1 штамму к 07 и о8-серогруппам, у 15 штаммов серогруппу установить не удалось; В1 - 2 штамма 08-серогруппы, у 9 штаммов серогруппа не определена; B23 -33 штамма 025-серогруппы, по 2 штамма 01, 075 и
Таблица 1 / Table 1
Чувствительность к антибактериальным препаратам штаммов уропатогенных E. coli, выделенных из мочи пациентов с инфекциями мочевыводящих путей на территории саратова
Sensitivity to antibacterial preparations in strains of uropathogenic E. coli isolated from the urine of patients with urinary tract infections
in the territory of the Saratov city
Aнтибактериальный нренарат Antibacterial preparation Количество штаммов Number of strains
чувствительных, абс. (%) sensitive to, abs. (%) резистентных, абс. (%) resistant to, abs. (%) умеренно-устойчивых*, абс. (%) moderately resistant to*, абс. (%)
Пенициллины I Penicillins
Ампициллин /Ampicillin 16 (15,7) 86 (84,3) -
Амоксициллин / Amoxicillin 17 (16,7) 85 (83,3) -
Амоксициллин-клавуланат / Amoxicillin-clavulanate 47 (46,1) 55 (53,9) -
Пиперациллин / Piperacillin 19 (18,6) 79 (77,5) 4 (3,9)
Цефалоспорины I Cephalosporins
Цефиксим / Cefixime 34 (33,3) 68 (66,7) -
Цефотаксим / Cefotaxime 31 (30,4) 70 (68,6) 1 (1,0)
Цефтазидим / Ceftazidime 30 (29,4) 63 (61,8) 9 (8,8)
Цефтриаксон / Ceftriaxone 21 (20,6) 72 (70,6) 9 (8,8)
Цефуроксим / Cefuroxime 29 (28,4) 73 (71,6) -
Карбапенемы I Carbapenems
Мероненем I Meropenem 90 (88,2) 1 (1,0) 11 (10,8)
Монобактамы I Monobactams
Aзтреонам I Aztreonam 21 (20,6) 72 (70,6) 9 (8,8)
Фторхинолоны I Fluoroquinolones
Ципрофлоксацин / Ciprofloxacin 12 (11,8) 87 (85,3) 3 (2,9)
Левофлоксацин / Levofloxacin 22 (21,6) 69 (67,6) 11 (10,8)
Моксифлоксацин / Moxifloxacin 18 (17,6) 84(82,4) -
Офлоксацин / Ofloxacin 23 (22,5) 75 (73,5) 4(3,9)
Aминогликозиды I Aminoglycosides
Амикацин / Amikacin 62 (60,8) 18 (17,6) 22 (21,6)
Гентамицин / Gentamicin 47 (46,1) 40 (39,2) 15 (14,7)
Нетилмицин / Netilmicin 59 (57,8) 34 (33,3) 9 (8,8)
Тобрамицин / Tobramycin 29 (28,4) 57 (55,9) 16 (15,7)
Тетрациклины I Tetracyclines
Доксициклин I Doxycycline 34 (33,3) 59 (57,8) 9 (8,8)
Тетрациклин I Tetracycline 37 (36,3) 65 (63,7) -
Другие антимикробные препараты / Other antimicrobial preparations
Хлорамфеникол / Chloramphenicol 79 (77,5) 23 (22,5) -
Фосфомицин / Fosfomycin 30 (29,4) 72 (70,6) -
Нитрофурантоин / Nitrofurantoin 101 (99,0) 1 (1,0) -
Триметоприм-сульфаметоксазол / Trimethoprim-sulfamethoxazole 28 (27,5) 70 (68,6) 4(3,9)
Примечание: * к категории умеренно устойчивых отнесены антибактериальные препараты, обладающие терапевтическим эффектом при более высоких (по сравнению с обычными) концентрациями антибиотика [12].
Note: * the moderately resistant category includes antibacterial drugs that have a therapeutic effect at higher (compared to conventional) antibiotic concentrations [12].
неустановленных О-серогрупп, по 1 штамму 018 и 083, 5 штаммов 06 и 8 культур 02-серогрупп; D1 -2 штамма 015-серогруппы, 3 штамма - 01, 4 культуры - не детектируемые О-серогруппы; D2 - 1 штамм 02-серогруппы и 10 культур с неустановленными в данном исследовании О-серогруппами.
Резистентность штаммов патогена различных филогенетических групп и подгрупп к АБП имела
определенные отличия (табл. 2). К АПБ пеницил-линового ряда (ампициллин, амоксициллин, пипе-рациллин) резистентны 81,8-100 % исследованных культур возбудителя филогенетических групп и подгрупп В1, В23, D1, D2. Для подгруппы А1 этот показатель ниже - 47,1-58,8 %. В то же время к препарату из этого класса амоксициллин-клавуланату в высокой степени были резистенты только штаммы фило-
Таблица 2 / Table 2
резистентность к антибактериальным препаратам штаммов уропатогенных E. coli, относящихся к различным филогенетическим группам и подгруппам
Resistance to antibacterial preparations of uropathogenic E. coli strains belonging to different phylogenetic groups and subgroups
Количество резистентных штаммов уропатогенных E. coli,
относящихся к различным филогенетическим группам и подгруппам, %
Антибактериальный препарат Antibacterial preparation Number of resistant strains of uropathogenic E. coli belonging to different phylogenetic groups and subgroups, %
Ai B1 B23 D, d2
n=17 n=11 n=54 n=9 n=11
Пенициллины I Penicillins
Ампициллин / Ampicillin 58,8 100,0 88,9 88,9 81,8
Амоксициллин /Amoxicillin 58,8 100,0 87,0 88,9 81,8
Амоксициллин-клавуланат / Amoxicillin-clavulanate 17,б 54,5 бб,7 22,2 72,7
Пиперациллин / Piperacillin 47,1 100,0 83,3 бб,7 81,8
Цефалоспорины I Cephalosporins
Цефиксим / Cefixime 47,1 бЗ,б 77,8 44,4 бЗ,б
Цефотаксим / Cefotaxime 70,б 90,9 70,4 22,2 72,7
Цефтазидим / Ceftazidime 41,2 81,8 б8,5 22,2 72,7
Цефтриаксон / Ceftriaxone 47,1 72,7 81,5 33,3 81,8
Цефуроксим / Cefuroxime 47,1 81,8 83,3 33,3 72,7
Карбапенемы I Carbapenems
Меропенем I Meropenem 0 0 1,9 0 0
Монобактамы I Monobactams
Aзтреонам I Aztreonam 47,1 81,8 79,б 33,3 81,8
Фторхинолоны I Fluoroquinolones
Ципрофлоксацин / Ciprofloxacin 70,б 81,8 90,7 бб,7 100,0
Левофлоксацин / Levofloxacin б4,7 81,8 б8,5 33,3 81,8
Моксифлоксацин / Moxifloxacin 7б,5 81,8 85,2 бб,7 90,9
Офлоксацин / Ofloxacin 70,б 72,7 77,8 55,б 72,7
Aминогликозиды I Aminoglycosides
Амикацин / Amikacin 11,8 9,1 20,4 11,1 27,3
Гентамицин / Gentamicin 29,4 45,5 40,7 11,1 бЗ,б
Нетилмицин / Netilmicin 41,2 9,1 33,3 11,1 бЗ,б
Тобрамицин / Tobramycin 47,1 54,5 б1,1 33,3 бЗ,б
Тетрациклины I Tetracyclines
Доксициклин I Doxycycline 70,б 81,8 44,4 бб,7 72,7
Тетрациклин I Tetracycline 52,9 бЗ,б б8,5 бб,7 54,5
Другие антимикробные препараты / Other antimicrobial preparations
Хлорамфеникол / Chloramphenicol 23,5 Зб,4 13,0 22,2 54,5
Фосфомицин / Fosfomycin 82,4 27,3 70,4 77,8 90,9
Нитрофурантоин / Nitrofurantoin 0 0 1,9 0 0
Триметоприм-сульфаметоксазол / Trimethoprim-sulfamethoxazole 70,б 81,8 б3,0 бб,7 81,8
Бета-лактамазы расширенного спектра / Extended-spectrum beta-lactamases 52,9 72,7 75,9 22,2 81,8
генетических подгрупп B23 и D2, тогда как представители В1 составили 54,5 %, А1 - 17,0 %.
Картина резистентности к цефалоспоринам была несколько иной. К данному классу АПБ устойчивы 63,6-90,9 % штаммов уропатогенных E. coli филогенетических групп B1, В23, D2; 22,2-47,1 % -групп А1 и D1. Аналогичная зависимость отмечена по отношению к азтреонаму. Для всех филогенетических групп патогена характерна высокая резистентность к фторхинолонам - 64,7-100 %, тетраци-
клинам - 52,9-81,8 %, триметоприм-сульфаметокса-золу - 63,0-81,8 %. Исключением были представители УПЭК подгруппы D1, чувствительные к левоф-локсацину.
Резистентность к аминогликозидам у штаммов патогена различных филогенетических подгрупп варьировала: D1 - в большинстве случаев 11,1 %; D2 - 63,6 %; А1, В1, В23 - от 9,1 до 54,5 % в зависимости от вида препарата. Практически все фило-группы (кроме D2) изученных штаммов уропатоген-
ных E. coli умеренно устойчивы к хлорамфениколу (13,0-36,4 %).
Исходя из полученных данных видно, что для штаммов патогена филогенетической подгруппы В23 и группы В1 характерна высокая резистентность к пенициллинам (кроме амоксициллин-клавуланата), цефалоспоринам, монобактамам, фторхинолонам, тобромицину, триметоприм-сульфаметоксазолу, умеренно - к аминогликозидам и хлорамфениколу. По отношению к фосфомицину устойчивость для этих групп была высокой и низкой соответственно. Рядом исследователей отмечены аналогичные результаты по превалирующей частоте встречаемости резистентности к АБП у представителей УПЭК филогенетической группы B2 [5, 18], а также подгруппы B23 [19].
В то же время для подгруппы D1 спектр резистентности отличался: высокая устойчивость к пе-нициллинам (кроме амоксициллин-клавуланата) и фосфомицину, умеренно - к цефалоспоринам, фтор-хинолонам (кроме левофлоксацина), тетрациклинам и триметоприм-сульфаметоксазолу. Для штаммов
уропатогенных E. coli подгруппы D2 характерна высокая устойчивость к пенициллинам, цефалоспори-нам, монобактамам, фторхинолонам, фосфомици-ну, триметоприм-сульфаметоксазолу, умеренно - к аминогликозидам, тетрацилину, хлорамфениколу. Наибольшие отличия по резистентности к АПБ отмечены для штаммов патогена филогенетической подгруппы A1: умеренно устойчивы практически ко все классам препаратов (кроме фторхинолонов), фосфомицину, триметоприм-сульфаметоксазолу.
Полученные результаты указывают на необходимость детального изучения геномов штаммов уро-патогенных E. coli разных филогенетических групп с целью выявления генетических маркеров, определяющих различия в устойчивости этих групп к различным классам АБП. Среди возможных причин могут быть мутации в ряде генов, характерные для каждой филогенетической группы.
Анализ результатов определения резистентности к АБП штаммов УПэк различных серологических групп представлен в табл. 3.
Таблица 3 / Table 3
Резистентность к антибактериальным препаратам штаммов уропатогенных E. coli, принадлежащих к различным серогруппам Resistance to antibacterial preparations of uropathogenic E. coli belonging to different serogroups
Антибактериальный препарат Antibacterial preparation Количество резистентных к антибактериальным препаратам штаммов уропатогенных E. coli, относящихся к различным серогруппам, % The number of antibiotic-resistant strains of uropathogenic E. coli belonging to different serogroups, %
О1 О2 О6 О8 О15 О25 О75
n=5 n=9 n=5 n=3 n=2 n=33 n=2
1 2 3 4 5 6 7 8
Пенициллины / Penicillins
Ампициллин / Ampicillin 100,0 88,9 60,0 100,0 100,0 100,0 50,0
Амоксициллин / Amoxicillin 100,0 88,9 40,0 100,0 100,0 100,0 50,0
Амоксициллин-клавуланат / Amoxicillin-clavulanate 40,0 33,3 40,0 33,3 0,0 81,8 50,0
Пиперациллин / Piperacillin 60,0 88,9 40,0 100,0 50,0 97,0 50,0
Цефалоспорины / Cephalosporins
Цефиксим / Cefixime 60,0 88,9 0,0 66,7 0,0 97,0 0,0
Цефотаксим / Cefotaxime 40,0 11,1 40,0 33,3 0,0 97,0 50,0
Цефтазидим / Ceftazidime 60,0 44,4 20,0 66,7 0,0 81,8 50,0
Цефтриаксон / Ceftriaxone 60,0 88,9 20,0 66,7 0,0 97,0 0,0
Цефуроксим / Cefuroxime 60,0 88,9 40,0 66,7 0,0 97,0 50,0
Карбапенемы / Carbapenems
Меропенем / Meropenem 0,0 0,0 20,0 0,0 0,0 0,0 0,0
Монобактамы / Monobactams
Азтреонам / Aztreonam 60,0 100,0 40,0 66,7 0,0 90,9 0,0
Фторхинолоны / Fluoroquinolones
Ципрофлоксацин / Ciprofloxacin 40,0 88,9 60,0 66,7 50,0 100,0 50,0
Левофлоксацин / Levofloxacin 40,0 11,1 40,0 66,7 0,0 100,0 0,0
Моксифлоксацин / Moxifloxacin 60,0 55,6 60,0 66,7 50,0 100,0 50,0
Офлоксацин / Ofloxacin 60,0 66,7 0,0 66,7 0,0 93,9 50,0
Аминогликозиды / Aminoglycosides
Амикацин / Amikacin 20,0 11,1 40,0 33,3 0,0 18,2 0,0
Гентамицин / Gentamicin 20,0 11,1 0,0 33,3 0,0 54,5 0,0
Нетилмицин / Netilmicin 20,0 0,0 20,0 33,3 0,0 48,5 0,0
Тобрамицин / Tobramycin 20,0 0,0 40,0 66,7 0,0 81,8 50,0
Окончание табл. 3 / Ending of table 3
1 2 3 4 5 6 7 8
Тетрациклины I Tetracyclines
Доксициклин I Doxycycline 40,0 0,0 80,0 100,0 100,0 54,5 50,0
Тетрациклин I Tetracycline 40,0 55,6 40,0 100,0 100,0 81,8 100,0
Другие антимикробные препараты I Other antimicrobial preparations
Хлорамфеникол I Chloramphenicol 40,0 44,4 0,0 66,7 0,0 6,1 50,0
Фосфомицин I Fosfomycin 60,0 55,6 80,0 66,7 50,0 69,7 100,0
Нитрофурантоин I Nitrofurantoin 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 3,0 0,0
Триметоприм-сульфаметоксазол I Trimethoprim-sulfamethoxazole 80,0 66,7 20,0 100,0 100,0 75,8 0,0
Бета-лактамазы расширенного спектра I Extended-spectrum beta-lactamases 60,0 66,6 40,0 0 0 53,7 50,0
Наибольшая частота встречаемости резистентности к АБП, включая нитрофурантоин, выявлена у штаммов E. coli, принадлежащих к 025-серогруппе и филогенетической группе В23. По литературным данным, штаммы УПэК, принадлежащие к 025-серогруппе, обладают большей частотой встречаемости резистентности к АБП [7, 9]. У штаммов 06-серогруппы выявлена резистентность к меропенему.
В 3 штаммах (2,9 %) УПЭК выявлено наличие генов mcr-1 и mcr-2, кодирующих белки, детерминирующие резистентность к колистину. У данных штаммов, принадлежащих к филогенетической подгруппе A1, с помощью молекулярно-генетических методов установить принадлежность к 0-серогруппам не удалось. На территории РФ ген mcr-1 детектирован у 2 штаммов УПЭК, принадлежащих к 011-серогруппе [1].
таким образом, результаты проведенного исследования свидетельствуют, что штаммы УПЭК, выделенные из мочи пациентов, находящихся на стационарном лечении в урологическом стационаре клинической больницы Саратова, характеризуются высокой резистентностью к большинству классов АБП. Спектры резистентности изученных штаммов патогена, принадлежащих различным филогенетическим группам и подгруппам А1, B1, В23, D1, D2 и серогруппам (01, 02, 06, 07, 08, 015, 018, 025, 075, 083), имеют определенные отличия. Штаммы УПЭК, обладающие высокой резистентностью (до 100,0 %), принадлежали к филогенетической подгруппе B23, основными представителями которой являются культуры наиболее часто встречающейся 025-серогруппы. В исследуемой выборке штаммов УПЭК с использованием метода двойных дисков в 67,6 % случаев выявлена продукция БЛРС. У трех исследованных уропатогенных штаммов E. coli впервые на территории Саратова и Саратовской области выявлены гены mcr-1 и mcr-2, кодирующие резистентность к колистину - препарату резерва, используемому для лечения заболеваний, вызванных полирезистентными штаммами. Полученные данные свидетельствуют о необходимости постоянного мониторинга чувствительности/резистентности к
антимикробным препаратам штаммов УПЭК с целью оптимизации назначения лекарственных препаратов, а также детального изучения генома патогена для оценки эволюционных преобразований.
конфликт интересов. Авторы подтверждают отсутствие конфликта финансовых/нефинансовых интересов, связанных с написанием статьи.
список литературы
1. Слукин П.В., Лсташкин E.K, Лсданян EM., Eршова М.Г., Полетаева E.^, Светоч ЭА., Шепелин A.R, Фурсова Н.К. Характеристика вирулентных штаммов Escherichia coli, выделенных от пациентов с урологической инфекцией. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2021; 98(б):671-84. DOI: 10.Зб2ЗЗ/0З72-9З11-134.
2. Kot B. Antibiotic resistance among uropathogenic Escherichia coli. Pol. J. Microbiol. 2019; 68(4):403-15. DOI: 10.33073/ pjm-2019-048.
3. Clermont O., Bonacorsi S., Bingen E. Rapid and simple determination of the Escherichia coli phylogenetic group. Appl. Environ. Microbiol. 2000; 66(10):4555-8. DOI: 10.1128/aem.66.10.4555-4558.2000.
4. Escobar-Páramo P., Grenet K., Le Menac'h A., Rode L., Salgado E., Amorin C., Gouriou S., Picard B., Rahimy M.C., Andremont A., Denamur E., Ruimy R. Large-scale population structure of human commensal Escherichia coli isolates. Appl. Environ. Microbiol. 2004; 70(9):5б98-700. DOI: 10.1128/AEM.70.9.5698-5700.2004.
5. Hyun M., Lee J.Y., Kim H. Differences of virulence factors, and antimicrobial susceptibility according to phylogenetic group in uropathogenic Escherichia coli strains isolated from Korean patients. Ann. Clin. Microbiol. Antimicrob. 2021; 20(1):77. DOI: 10.1186/ s12941-021-00481-4.
6. Dadi B.R., Abebe T., Zhang L., Mihret A., Abebe W., Amogne W. Distribution of virulence genes and phylogenetics of uropathogenic Escherichia coli among urinary tract infection patients in Addis Ababa, Ethiopia. BMC Infect. Dis. 2020; 20(l):108. DOI: 10.1186/s12879-020-4844-z.
7. Mohammed E.J., Allami M., Sharifmoghadam M.R., Bahreini M. Relationship between antibiotic resistance patterns and O-serogroups in uropathogenic Escherichia coli strains isolated from Iraqi patients. Jundishapur J. Microbiol. 2021; 14(8):e118833. DOI: 10.5812/jjm.118833.
8. Park M., Kim S.M. Comparison of O-serogroups, virulence factors and phylogenetic groups of uropathogenic Escherichia coli isolated from patients with urinary tract infections between 2 time
Eeriods of 1989 and 2010-2014 at Gangwon Province in Korea. ■iomedical Science Letters. 2022; 28(2):127-36. DOI: 10.15616/ BSL.2022.28.2.127.
9. Momtaz H., Karimian A., Madani M., Safarpoor Dehkordi F., Ranjbar R., Sarshar M., Souod N. Uropathogenic Escherichia coli in Iran: serogroup distributions, virulence factors and antimicrobial resistance properties. Ann. Clin. Microbiol. Antimicrob. 2013; 12:8. DOI: 10.1186/1476-0711-12-8.
10. Halaji M., Shahidi S., Atapour A., Ataei B., Feizi A., Havaei S.A. Characterization of extended-spectrum ß-lactamase-producing uropathogenic Escherichia coli among Iranian kidney transplant patients. Infect. Drug Resist. 2020; 13:1429-37. DOI: 10.2147/IDR.S248572.
11. Шедько E^., Тимошина OTO., Aзизов И.С. Молекулярная эпидемиология генов группы mcr. Клиническая микро-
биология и антимикробная химиотерапия. 2020; 22(4):287-300. DOI: 10.36488/cmac.2020.4.287-300.
12. Клинические рекомендации «Определение чувствительности микроорганизмов к антимикробным препаратам» (версия-2018-03). [Э лектронный ресурс]. URL: https://www.anti-biotic.ru/files/321/clrec-dsma2018.pdf?ysclid=l93wjtzctq67148516.
13. Van der Zwaluw K., de Haan A., Pluister G.N., Bootsma H.J., de Neeling A.J., Schouls L.M. The carbapenem inactivation method (CIM), a simple and low-cost alternative for the Carba NP test to assess phenotypic carbapenemase activity in gram-negative rods. PloS One. 2015; 10(3):e0123690. DOI: 10.1371/journal. pone.0123690.
14. Li D., Liu B., Chen M., Guo D., Guo X., Liu F., Feng L., Wang L.A multiplex PCR method to detect 14 Escherichia coli serogroups associated with urinary tract infections. J. Microbiol. Methods. 2010; 82(1):71-7. DOI: 10.1016/j.mimet.2010.04.008.
15. Osei Sekyere J. Mcr colistin resistance gene: a systematic review of current diagnostics and detection methods. MicrobiologyOpen. 2019; 8(4):e00682. DOI: 10.1002/mbo3.682.
16. Hasan S.M., Ibrahim K.S. Molecular characterization of extended spectrum P-lactamase (ESBL) and virulence gene-factors in uropathogenic Escherichia coli (UPEC) in children in Duhok City, Kurdistan Region, Iraq. Antibiotics (Basel). 2022; 11(9):1246. DOI: 10.3390/antibiotics11091246.
17. Zhang L., Li F., Li X. Studies on virulence and extended-spectrum p-lactamase-producing uropathogenic Escherichia coli isolates and therapeutic effect of fosfomycin in acute pyelonephritis mice. Biomed Res. Int. 2022; 2022:8334153. DOI: 10.1155/2022/8334153.
18. Allami M., Bahreini M., Sharifmoghadam M.R. Antibiotic resistance, phylogenetic typing, and virulence genes profile analysis of uropathogenic Escherichia coli isolated from patients in southern Iraq. J. Appl. Genetics. 2022; 63(2):401-12. DOI: 10.1007/s13353-022-00683-2.
19. Amiri M., Jajarmi M., Ghanbarpour R. Prevalence of resistance to quinolone and fluoroquinolone antibiotics and screening of qnr genes among Escherichia coli isolates from urinary tract infection. Int. J. Enteric Pathog. 2017; 5(4):100-5. DOI: 10.15171/ ijep.2017.24.
References
1. Slukin P.V., Astashkin E.I., Aslanyan E.M., Ershova M.G., Poletaeva E.D., Svetoch E.A., Shepelin A.P., Fursova N.K. [Characterization of virulent Escherichia coli strains isolated from patients with urological infection]. Zhurnal Mikrobiologii, Epidemiologii i Immunobiologii [Journal of Microbiology, Epidemiology and Immunobiology]. 2021; 98(6):671-84. DOI: 10.36233/0372-9311-134.
2. Kot B. Antibiotic resistance among uropathogenic Esche-richia coli. Pol. J. Microbiol. 2019; 68(4):403-15. DOI: 10.33073/ pjm-2019-048.
3. Clermont O., Bonacorsi S., Bingen E. Rapid and simple determination of the Escherichia coli phylogenetic group. Appl. Environ. Microbiol. 2000; 66(10):4555-8. DOI: 10.1128/aem.66.10.4555-4558.2000.
4. Escobar-Páramo P., Grenet K., Le Menac'h A., Rode L., Salgado E., Amorin C., Gouriou S., Picard B., Rahimy M.C., Andremont A., Denamur E., Ruimy R. Large-scale population structure of human commensal Escherichia coli isolates. Appl. Environ. Microbiol. 2004; 70(9):5698-700. DOI: 10.1128/AEM.70.9.5698-5700.2004.
5. Hyun M., Lee J.Y., Kim H. Differences of virulence factors, and antimicrobial susceptibility according to phylogenetic group in uropathogenic Escherichia coli strains isolated from Korean patients. Ann. Clin. Microbiol. Antimicrob. 2021; 20(1):77. DOI: 10.1186/ s12941-021-00481-4.
6. Dadi B.R Abebe T., Zhang L., Mihret A., Abebe W., Amogne W. Distribution of virulence genes and phylogenetics of uropathogenic Escherichia coli among urinary tract infection patients in Addis Ababa, Ethiopia. BMC Infect. Dis. 2020; 20(1):108. DOI: 10.1186/s12879-020-4844-z.
7. Mohammed E.J., Allami M., Sharifmoghadam M.R., Bahreini M. Relationship between antibiotic resistance patterns and O-serogroups in uropathogenic Escherichia coli strains isolated from Iraqi patients. Jundishapur J. Microbiol. 2021; 14(8):e118833. DOI: 10.5812/jjm.118833.
8. Park M., Kim S.M. Comparison of O-serogroups, virulence factors and phylogenetic groups of uropathogenic Escherichia coli isolated from patients with urinary tract infections between 2 time periods of 1989 and 2010-2014 at Gangwon Province in Korea. Biomedical Science Letters. 2022; 28(2):127-36. DOI: 10.15616/ BSL.2022.28.2.127.
9. Momtaz H., Karimian A., Madani M., Safarpoor Dehkordi F., Ranjbar R., Sarshar M., Souod N. Uropathogenic Escherichia coli in Iran: serogroup distributions, virulence factors and antimicrobial resistance properties. Ann. Clin. Microbiol. Antimicrob. 2013; 12:8. DOI: 10.1186/1476-0711-12-8.
10. Halaji M., Shahidi S., Atapour A., Ataei B., Feizi A., Havaei S.A. Characterization of extended-spectrum P-lactamase-producing uropathogenic Escherichia coli among Iranian kidney transplant patients. Infect. Drug Resist. 2020; 13:1429-37. DOI: 10.2147/IDR.S248572.
11. Shed'ko E.D., Timoshina O.Yu., Azizov I.S. [Molecular epidemiology of mcr gene group]. Klinicheskaya Mikrobiologiya i Antimikrobnaya Khimioterapiya [Clinical Microbiology and Antimicrobial Chemotherapy]. 2020; 22(4):287-300. DOI: 10.36488/ cmac.2020.4.287-300.
12. [Clinical Recommendations "Determination of the sensitivity of microorganisms to antimicrobial drugs" (edition-2018-03)]. [Internet]. Available from: https://www.antibiotic.ru/files/321/clrec-dsma2018.pdf?ysclid=l93wjtzctq67148516.
13. Van der Zwaluw K., de Haan A., Pluister G.N., Bootsma H.J., de Neeling A.J., Schouls L.M. The carbapenem inactivation method (CIM), a simple and low-cost alternative for the Carba NP test to assess phenotypic carbapenemase activity in gram-negative rods. PloS One. 2015; 10(3):e0123690. DOI: 10.1371/journal. pone.0123690.
14. Li D., Liu B., Chen M., Guo D., Guo X., Liu F., Feng L., Wang L.A multiplex PCR method to detect 14 Escherichia coli serogroups associated with urinary tract infections. J. Microbiol. Methods. 2010; 82(1):71-7. DOI: 10.1016/j.mimet.2010.04.008.
15. Osei Sekyere J. Mcr colistin resistance gene: a systematic review of current diagnostics and detection methods. MicrobiologyOpen. 2019; 8(4):e00682. DOI: 10.1002/mbo3.682.
16. Hasan S.M., Ibrahim K.S. Molecular characterization of extended spectrum P-lactamase (ESBL) and virulence gene-factors in uropathogenic Escherichia coli (UPEC) in children in Duhok City, Kurdistan Region, Iraq. Antibiotics (Basel). 2022; 11(9):1246. DOI: 10.3390/antibiotics11091246.
17. Zhang L., Li F., Li X. Studies on virulence and extended-spectrum p-lactamase-producing uropathogenic Escherichia coli isolates and therapeutic effect of fosfomycin in acute pyelonephritis mice. Biomed Res. Int. 2022; 2022:8334153. DOI: 10.1155/2022/8334153.
18. Allami M., Bahreini M., Sharifmoghadam M.R. Antibiotic resistance, phylogenetic typing, and virulence genes profile analysis of uropathogenic Escherichia coli isolated from patients in southern Iraq. J. Appl Genetics. 2022; 63(2):401-12. DOI: 10.1007/s13353-022-00683-2.
19. Amiri M., Jajarmi M., Ghanbarpour R. Prevalence of resistance to quinolone and fluoroquinolone antibiotics and screening of qnr genes among Escherichia coli isolates from urinary tract infection. Int. J. Enteric Pathog. 2017; 5(4):100-5. DOI: 10.15171/ ijep.2017.24.
Authors:
Kazantsev A.V., Proskuryakova M.V., Kazakova E.S., Osina N.A. Russian Research Anti-Plague Institute "Microbe". 46, Universitetskaya St., Saratov, 410005, Russian Federation. E-mail: rusrapi@microbe.ru.
Shvidenko I.G. Saratov State Medical University named after V.I. Razumovsky. 112, Bolshaya Kazachia St., 410012, Saratov, Russian Federation. E-mail: meduniv@sgmu.ru.
Mikerov A.N. Saratov State Medical University named after V.I. Razumovsky; 112, Bolshaya Kazachia St., 410012, Saratov, Russian Federation; e-mail: meduniv@sgmu.ru. Saratov Medical Scientific Center of Hygiene at the Federal Scientific Center of Medical and Preventive Health Risk Management Technologies; block 1a, building 1, Zarechnaya St., Saratov, 410022, Russian Federation; e-mail: mail@smncg.ru.
Об авторах:
Казанцев А.В., Проскурякова М.В., Казакова Е.С., Осина Н.А. Российский научно-исследовательский противочумный институт «Микроб». Российская Федерация, 410005, Саратов, ул. Университетская, 46. E-mail: rusrapi@microbe.ru.
Швиденко И.Г. Саратовский государственный медицинский университет им. В.И. Разумовского. Российская Федерация, 410012, Саратов, ул. Большая Казачья, 112. E-mail: meduniv@sgmu.ru.
МикеровА.Н. Саратовский государственный медицинский университет им. В.И. Разумовского; Российская Федерация, 410012, Саратов, ул. Большая Казачья, 112; e-mail: meduniv@sgmu.ru. Саратовский медицинский научный центр гигиены ФБун «Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения»; Российская Федерация, 410022, Саратовская область, Саратов, ул. Заречная, зд. 1а, стр. 1. E-mail: mail@smncg.ru.
