CC BY
107
КМ'АК www.antibiotic.ru/cmac/ КЛИНИЧЕСКАЯ МИКРОБИОЛОГИЯ ■ЙДЯИ ПОЯ
И АНТИМИКРОБНАЯ ХИМИОТЕРАПИЯ 2019
Изучение генетического разнообразия штаммов Klebsiella pneumoniae, выделенных в многопрофильном медицинском центре г. Москвы, с помощью секвенирования нового поколения
Скачкова Т.С.1, Шипулина О.Ю.1, Шипулин Г.А.1, Шеленков А.А.1, Янушевич Ю.Г.1, Михайлова Ю.В.1, Замятин М.Н.2, Гусаров В.Г.2, Петрова Н.В.2, Лашенкова Н.Н.2, Фомина В.С.2, Шагин Д.А.1
1 ФБУН «ЦНИИ эпидемиологии» Роспотребнадзора, Москва, Россия
2 ФГБУ «Национальный медико-хирургический центр им. Н.И. Пирогова» Минздрава России, Москва, Россия
Цель. Изучить генетическое разнообразие штаммов K. pneumoniae, выделенных в Национальном медико-хирургическом центре им. Н.И. Пирогова г. Москвы, с помощью секвенирования нового поколения.
Материалы и методы. В анализ включено 19 штаммов K. pneumoniae (18 из различного биологического материала и 1 с объектов внутрибольничной среды), выделенных в медико-хирургическом центре в период с 30 января по 9 октября 2017 г., фенотипически проявляющих множественную резистентность к антимикробным препаратам. Секвенирование ДНК штаммов проводилось на приборе Illumina HiSeq1500 с использованием наборов Illumina HiSeq PE Rapid Cluster Kit v2 и Illumina HiSeq Rapid SBS Kit v2.
Результаты. Все исследованные штаммы относились к 9 различным сиквенс-типам. Один из штаммов имел новый аллельный профиль. Обнаружен штамм с геном карбапенемазы, который относится к филогенетической линии, отличающейся повышенной патогенностью для человека. Во всех штаммах выявлены гены бета-лактамаз SHV-типа. Доля штаммов с генами бета-лактамаз CTX-M-типа составила 63,2%, OXA-типа - 68,4%, TEM-типа - 57,9%; в двух штаммах обнаружены гены металло-бета-лак-тамазы NDM-1. Практически во всех штаммах присутствовали гены нескольких типов бета-лактамаз одновременно. У всех 19 штаммов выявлены плазмид-ассоциированные детерминанты резистентности к фторхинолонам и ген fosA, обеспечивающий резистентность к фосфомицину. Выводы. Проведенное исследование показало высокую гетерогенность штаммов K. pneumoniae. Преобладания какого-либо одного сиквенс-типа не обнаружено. Выявлены гипервирулентные штаммы сиквенс-типа ST23 и штаммы сиквенс-типов «высокого риска» (ST11 и ST147). В двух штаммах, относящихся к ST23, обнаружены бета-лактамазы blaSHV-1, blaCTX-M-55, blaOXA-1 и blaSHV-1, blaOXA-48 соответственно. Основным механизмом множественной устойчивости к антимикробным препаратам являлась продукция бета-лактамаз. Колистин был единственным препаратом, к которому сохраняли чувствительность все выделенные в центре штаммы K. pneumoniae.
Characterization of genetic diversity of the Klebsiella pneumoniae strains in a Moscow tertiary care center using next-generation sequencing
Skachkova T.S.1, Shipulina O.Yu.1, Shipulin G.A.1, Shelenkov A.A.1, Yanushevich Yu.G.1, Mikhaylova Yu.V1., Zamyatin M.N.2, Gusarov V.G.2, Petrova N.V.2, Lashenkova N.N.2, Fomina V.S.2, Shagin D.A.1
1 Central Research Institute of Epidemiology, Moscow, Russia
2 National Medical and Surgical Center named after N.I. Pirogov, Moscow, Russia
Objective. To study genetic diversity of Klebsiella pneumoniae strains obtained in the National Medical and Surgical Center named after N.I. Pirogov (Moscow) using next-generation sequencing. Materials and methods. A total of 19 isolates of K. pneumoniae were included in the study (18 - from patients and 1 - from nosocomial environment). The strains were isolated from January 30 to October 9, 2017 and phenotypically showed multi-drug resistance. DNA sequencing of the strains was performed on the Illumina HiSeq1500 instrument using the Illumina HiSeq PE Rapid Cluster Kit v2 and Illumina HiSeq Rapid SBS Kit v2 kits.
Results. A total of 9 different sequence types were found. One strain had a novel allelic profile. There was one hypervirulent strain of K. pneumoniae carrying a carbapenemase gene. The genes of beta-lactamase SHV were detected in each strain. The proportion of strains carrying CTX-M, OXA or TEM beta-lactamase genes was 63.2%, 68.4% and 57.9%, respectively. NDM-1 beta-lactamase genes were found in two strains. Nearly all strains had several types of beta-lactamase genes simultaneously. Plasmid-associated determinants of resistance to fluoroquinolones and the fosA gene providing resistance to fosfomycin were determined in 100% of strains.
Conclusions. There was a high genetic diversity of K. pneumoniae strains isolated in the Moscow tertiary care center. No prevalence of any sequence type has been identified. Hypervirulent ST23 clones and high-risk resistant ST11 and ST147 clones were detected. Two hypervirulent strains ST23 had blaSHV-1, blaCTX-M-55, blaOXA-1 and blaSHV-1, blaOXA-48, respectively. The main mechanism of multiple antimicrobial resistance was p-lactamase production. Colistin was the only drug to which all K. pneumoniae strains were susceptible.
CKanKOBa T.C. u coaBT.
Контактный адрес: Татьяна Сергеевна Скачкова Эл. почта: [email protected]
Ключевые слова: Klebsiella pneumoniae, антибиотикорезистент-ность, бета-лактамазы, секвениро-вание нового поколения, сиквенс-тип.
Contacts:
Tatyana S. Skachkova E-mail: [email protected]
Key words: Klebsiella pneumoniae, antimicrobial resistance, ß-lactamase, next-generation sequencing, sequence type.
Введение
Klebsiella pneumoniae, один из ведущих возбудителей нозокомиальных инфекций [1], входит в группу так называемых «ESKAPE»-naT0reH0B - микроорганизмов, ассоциированных с повышенной антибиотикорезистентно-стью и представляющих собой серьезную проблему для здравоохранения [2]. K. pneumoniae распространена повсеместно и обладает выраженной способностью приобретать устойчивость к антимикробным препаратам (АМП). Неадекватная антибактериальная терапия у пациентов с нозокомиальными инфекциями кровотока, согласно исследованиям, ухудшает прогноз заболевания и увеличивает больничную летальность [3], поэтому назначение препаратов должно опираться на знание актуального профиля антибиотикорезистентности возбудителя в конкретном стационаре. Изучение генетического разнообразия K. pneumoniae позволит выявить основные механизмы устойчивости этого возбудителя и сформулировать рекомендации по рациональной антибиоти-котерапии.
Традиционно K. pneumoniae относят к условно-патогенным бактериям, тем не менее способным вызывать целый ряд заболеваний: пневмонию, инфекции кожи и мягких тканей, инфекции мочевых путей и др. Кроме того, в литературе представлены данные о тяжелых инвазивных заболеваниях, вызванных K. pneumoniae. Первое подобное сообщение появилось в 1995 г. и было связано со случаями гнойных абсцессов печени [4]. Позже было показано, что тяжелые инвазивные формы вызваны так называемыми гипервирулентными штаммами [5]. В ин-вазивные инфекции были вовлечены K. pneumoniae кло-нального комплекса 23, включая ST23 и ST57 [6]. К гипервирулентным относят также ST86, ST375 и ST380, ST65 и ST375 [7], к сиквенс-типам «высокого риска» -ST11, ST15, ST37 и ST147 [8-17]. Это повсеместно распространенные генетические линии, несущие детерминанты резистентности. Особую опасность представляют собой гипервирулентные и одновременно множественно резистентные штаммы K. pneumoniae [18, 19]. Появление подобных штаммов уже зафиксировано в России: в диссертации Лев А.И. «Молекулярно-генетическая характеристика клинических штаммов Klebsiella pneumoniae: вирулентность и устойчивость к антимикробным препаратам» 2018 г. впервые говорится о наличии одновременно двух генов эпидемических бета-лактамаз, CTX-M-15 и OXA-48, в штаммах гипервирулентного сиквенс-типа ST23 K. pneumoniae.
Цель данного исследования - изучение генетического разнообразия штаммов K. pneumoniae, выделенных в Национальном медико-хирургическом центре им. Н.И. Пирогова (г. Москва), с помощью секвенирования нового поколения.
Материалы и методы
Были проанализированы 19 штаммов K. pneumoniae (18 из различного биологического материала и 1 с объектов внутрибольничной среды), фенотипически проявляющих множественную резистентность к АМП. Все включенные в исследование штаммы были выделены в период
с 30 января по 9 октября 2017 г. в Национальном медико-хирургическом центре им. Н.И. Пирогова (далее -Центр). 8 штаммов были получены в отделении реанимации и интенсивной терапии (ОРИТ), 3 - в отделении медицинской реабилитации, по 2 штамма - в отделениях урологии, хирургии и гастроэнтерологии, 1 - в отделении рентгенохирургических методов диагностики и лечения, 1 - в отделении терапии. Из них 8 (42,1%) были выделены из мочевых путей; по 3 образца (15,8%) - из крови, из отделяемого в области операционной раны и из дыхательных путей; по одному образцу из смыва в ОРИТ и кала. В анализ не включались повторные изо-ляты, выделенные от одного пациента. Возраст пациентов составил от 22 до 96 лет (медиана - 59), среди них женщин - 10 (55,6%), мужчин - 8 (44,4%). Одиннадцать больных (61,1%) до госпитализации в многопрофильный медицинский центр находились на лечении в различных стационарах (Москва - 10, РФ - 2). 12 пациентов (66,7%) до поступления в центр имели факторы риска хронической колонизации полирезистентными микроорганизмами, такие как многократная госпитализация, длительная катетеризация мочевого пузыря, рецидивирующее течение мочекаменной болезни, хроническая задержка мочи.
Для бактериологического исследования взятие крови проводилось в стандартные флаконы со средами BACTEC™ Plus Aerobic/F Medium и BACTEC™ Plus Anaerobic/F Medium. В случае выявления роста микроорганизмов в крови проводили их идентификацию и определение чувствительности к АМП на бактериологическом автоматизированном анализаторе VITEK 2 Compact (bioMérieux, Франция).
Геномная ДНК бактерий выделялась с использованием набора Qiagen DNeasy Blood & Tissue Kits согласно протоколу производителя. Приготовление образцов ДНК для дальнейшего секвенирования осуществлялось с использованием Illumina Nextera DNA Library Prep Kit и Illumina Nextera Index Kit. Секвенирование проводилось на приборе Illumina HiSeq1500 с использованием наборов Illumina HiSeq PE Rapid Cluster Kit v2 и Illumina HiSeq Rapid SBS Kit v2.
Определение принадлежности штамма к сиквенс-типу осуществлялось путем сравнения результатов секвенирования с последовательностями, приведенными в международной базе данных Института Пастера http://bigsdb.pasteur.fr/klebsiella [20-22]. Поиск детерминант антибиотикорезистентности проводился с помощью ресурса ResFinder 3.0 [23]. Поиск плазмид выполнялся с помощью ресурса PlasmidFinder 1.3 [24].
Для построения core-генома использовалась программа Roary (https://sanger-pathogens.github.io/Roary/) [25]. Предварительная аннотация генов для собранных геномов K. pneumoniae выполнялась с помощью программы Prokka (www.vicbioinformatics.com/software. prokka.shtml). Для построения деревьев по полученным данным использовалась программа FastTree (www. microbesonline.org/fasttree/). Визуализация деревьев проводилась с помощью программы TreeGraph (http:// treegraph.bioinfweb.info/) [26].
Скачкова Т.С. и соавт.
Результаты и обсуждение
Схема мультилокусного сиквенс-типирования (MLST) для K. pneumoniae была разработана в 2005 г. [20]. Данный метод основан на определении нуклеотид-ной последовательности фрагментов 7 генов: rpoB (бета-субъединицы РНК-полимеразы), gapA (глице-ральдегид-3-фосфатдегидрогеназы), mdh (малатдеги-дрогеназы), pgi (фосфоглюкозы-изомеразы), phoE (фос-форина E), infB (фактора инициации трансляции 2), tonB (белка TonB), и сравнении последовательностей с имеющимися в постоянно пополняющейся международной базе данных [20]. Следует отметить, что на июль 2018 г. в базе содержались сведения о 3376 сиквенс-типах K. pneumoniae. В проведенном нами исследовании с помощью секвенирования нового поколения установлено, что все штаммы относились к 9 различным сиквенс-типам (Таблица 1). Один из исследуемых штаммов имел новый аллельный профиль, не представленный в базе данных. Преобладания какого-либо сиквенс-типа выявлено не было. Пять штаммов относились к ST395, 3 штамма - к ST377, 3 - к ST147, 2 - к ST11, 2 - к ST23; было выявлено по одному штамму каждого из следую-
щих сиквенс-типов: ST29, ST35, ST453. На основании анализа нуклеотидной последовательности 4052 генов, выбранных для филогенетического анализа, образец Р-45 с новым аллельным профилем, не имеющим аналогов в международной базе данных, образует общий кластер с образцом Р-69, относящимся к ST29 (Рисунок 1).
В данном исследовании у двух пациентов были выявлены гипервирулентные штаммы ST23, выделенные из крови и эндотрахеального аспирата. В гипервирулентных штаммах обнаружены бета-лактамазы СТХ-М и ОХА-типа. Образец Р-140 относится к филогенетической группе, отличающейся повышенной патогенно-стью для человека ^Т23), и имеет ген карбапенемазы; этот штамм был выделен из крови женщины 40 лет с сепсисом. Кроме того, были выявлены так называемые сиквенс-типы «высокого риска»: ST11 - у двух пациентов в моче и крови, ST147 - у двух пациентов в моче и кале.
Для исследуемых образцов было построено филогенетическое дерево (Рисунок 1). Число генов, по которым проводился анализ для 19 геномов, составило 4052. Данные гены присутствовали во всех штаммах, степень подобия между штаммами для каждого из них
Таблица 1. Характеристики штаммов K. pneumoniae, выделенных в многопрофильном медицинском центре г. Москвы
№ образца Сиквенс-тип Кол-во изолятов Бета-лактамазы Плазмиды Биологический материал/источник
P-68 ST11 2 blaSHV-11, blaOXA-1 Col(BS512); IncR; IncFIB(K); IncFII(K) Моча
P-117 blaTEM-1B; blaCTX-M-15; blaSHV-11 IncL/M; IncR Кровь
P-108 ST23 2 blaSHV-1; blaCTX-M-55; blaOXA-1 ColRNAI; IncFII(K); IncFII; IncQ1; IncFIA(HI1) Эндотрахеальный аспират
P-140 blaSHV-1; blaOXA-48 ColRNAI; IncFII(K); IncFIA(HI1); IncL/ M(pOXA-48) Кровь из периферической вены
P-69 ST29 1 blaTEM-1B, blaSHV-83, blaCTX-M-14 IncFII; IncFIB(K) Мокрота
P-115 ST35 1 blaSHV-33 - Моча
P-99 blaCTX-M-15; blaOXA-9; blaSHV-11; blaTEM-1B; blaOXA-1; blaNDM-1 IncFII(K); IncFIB(pQil); FIA(pBK30683; IncHI1B Моча
P-142 ST147 3 blaCTX-M-15; blaOXA-9; blaSHV-11; blaTEM-1B; blaOXA-1;blaNDM-1 IncFII(K); IncFIB(pQil); FIA(pBK30683); IncHI1B Кал
P-29 blaOXA-9, blaTEM-1B, blaCTX-M-15, blaOXA-48, blaSHV-11, blaOXA-1 Col(BS512); IncFIB(Mar); IncN; IncHI1B; IncR Аспират
P-21 blaOXA-48; blaCTX-M-15; blaSHV-110; blaOXA-1 IncQ1; IncHI1B; ColRNAI; IncL/M(pOXA-48) Смыв
P-26 ST377 3 blaOXA-48; blaCTX-M-15; blaSHV-110; blaOXA-1 IncQ1; IncHI1B; ColRNAI; IncL/M(pOXA-48) Раневое отделяемое
P-38 blaOXA-48; blaCTX-M-15; blaSHV-110; blaTEM-1B ColRNAI; IncHI1B; IncL/M; IncFIB(Mar) Моча
P-75 blaCTX-M-15; blaSHV-11; blaTEM-1B; blaOXA-1 IncR; Col(BS512); IncFII Кровь
P-133 blaTEM-1B; blaSHV-11 IncR Моча
P-134 ST395 5 blaSHV-11; blaTEM-1B; blaOXA-48; blaCTX-M-15; blaOXA-1 IncX4; IncHI1B; IncFIB(Mar); IncR; IncL/M(pOXA-48) Моча
P-137 blaSHV-11; blaCTX-M-15; blaTEM-1B; blaOXA-1 IncFIB(Mar); IncHI1B; IncR Моча
P-36 blaCTX-M-15, blaSHV-11, blaTEM-1B, blaOXA-1 IncR Моча
P-6 ST453 1 blaSHV-1 Col(BS512); IncFIA(HI1); IncFII(K); IncFIB(K) Раневое отделяемое
P-45 Неизвестно 1 blaSHV-11 - Моча
Скачкова Т.С. и соавт.
составляла не менее 90%. Результаты построения филогенетического дерева свидетельствуют о генетической неоднородности исследуемых штаммов, при этом были выявлены образцы с генетически близкими нукле-отидными последовательностями. Полученные данные могут указывать на эпидемиологическую связь между образцами. Например, образцы Р-21 и Р-26 образуют общий кластер. Зная, что они выделены в одном отделении с разницей в 2 недели, с большой долей вероятности можно говорить о том, что образцы эпидемиологически связаны друг с другом. Оба образца относятся к ST377. Основываясь только на данных MLST, можно было бы предположить полную идентичность Р-21 и Р-26 с образцом Р-38. Однако на филогенетическом дереве мы видим, что нуклеотидная последовательность Р-38 отличается от Р-21 и Р-26. Это же подтверждают и результаты типирования плазмид, а также данные о выявленных бета-лактамазах. В образцах Р-21 и Р-26 обнаружены плазмиды IncQl, IncHIlB, ColRNAI и IncL/ M(pOXA-48). В образце Р-38 дополнительно присутствует плазмида IncFIB(Mar), при этом IncQl не выявлена. В Р-21 и Р-26 идентифицированы бета-лактамазы blaOXA-48, blaCTX-M-15, blaSHV-110 и blaOXA-1. В образце Р-38 дополнительно обнаружена blaTEM-1B, а blaOXA-1 отсутствует. Таким образом, выявление плазмид и локусов антибиотикорезистентности может служить дополнительным источником данных для внутривидовой дифференциации штаммов при расшифровке локальных вспышек.
Практически во всех включенных в анализ штаммах были обнаружены гены бета-лактамаз нескольких типов одновременно. Во всех штаммах присутствовали гены бета-лактамаз SHV-типа. Как известно, SHV-1 является хромосомно-кодируемой и обеспечивает устойчивость K. pneumoniae к ампициллину [27]. Доля штаммов с генами бета-лактамаз CTX-M-типа составила 63,2%, OXA-типа - 68,4%, TEM-типа - 57,9%. В двух штаммах присутствовали гены металло-бета-лактамазы (МБЛ) NDM-1. Идентифицированные CTX-M бета-лакта-мазы относились к двум генетически родственным группам - СТХ-М-14 и СТХ-М-15. Среди бета-лактамаз SHV-типа были выявлены SHV1, SHV11, SHV33, SHV83 и SHV110. Чаще всего встречались SHV11 - у 11 штаммов. Также был обнаружен ряд ферментов OXA-типа -подгруппы OXA-1, OXA-9 и OXA-48. Среди ферментов TEM-типа встречался только один вариант - TEM-1B (Таблица 1).
Как известно, продукция бета-лактамаз расширенного спектра обеспечивает резистентность практически ко всем бета-лактамным антибиотикам (пенициллинам, цефалоспоринам), кроме карбапенемов [28]. Отдельные представители разных молекулярных классов бета-лак-тамаз обладают способностью гидролизовать карбапе-немы, однако наиболее распространенными и клинически важными в настоящее время являются сериновые карбапенемазы KPC (молекулярный класс A), МБЛ (молекулярный класс В) и отдельные OXA-ферменты (молекулярный класс D) - подгруппы OXA-23, OXA-40, OXA-51, OXA-58 [29]. На сегодняшний день выявление и дифференциация карбапенемаз становятся необходимыми для эффективного применения новых АМП - ком-
0,753
0,99
Р-115 [ST35] Р-6 [ST453]
Р-69 [ST29] Р-45 [ST???]
Р-108 [ST23] Р-140 [ST23]
Р-117 [ST11] Р-68 [ST11]
Р-75 [ST395] Р-133 [ST395] Р-36 [ST395] Р-137 [ST395] Р-134 [ST395] Р-38 [ST377] Р-21 [ST377] Р-26 [ST377] Р-29 [ST147] Р-142 [ST147] Р-99 [ST147]
Рисунок 1. Филогенетическое дерево соге-геномов исследованных штаммов K. pneumoniae
бинаций бета-лактамов с ингибиторами бета-лактамаз (цефтазидим/авибактам, азтреонам/авибактам и др.). Так, авибактам эффективно ингибирует карбапенемазы групп KPC и OXA-48, но не ингибирует МБЛ [30, 31]. При этом для МБЛ NDM-1 характерна высокая скорость глобального распространения, а расположение гена NDM на плазмиде расширяет возможности внутри- и межвидового переноса. Карбапенемаза NDM-1 впервые была выделена в 2008 г. у пациента с инфекцией мочевых путей в больнице г. Нью-Дели [32, 33]. Сообщение о первом случае выделения штамма K. pneumoniae, продуцирующего карбапенемазу NDM-1, у пациента в России (Санкт-Петербург) появилось в 2012 г. [34]. Изоляты продуцентов NDM-1 относились к одному сиквенс-типу K. pneumoniae - ST340 [34]. Выделенные в проведенном нами исследовании 2 изолята, продуцирующие карбапенемазу NDM-1, относились к сиквенс-типу ST147 и обладали сходным генетическим профилем антибио-тикорезистентности. Фенотипически микроорганизмы были устойчивы к цефалоспоринам и карбапенемам, но сохраняли чувствительность к колистину. Изоляты были выделены от двух пациентов ОРИТ (из мочи и кала) на 30-ые и 100-ые сутки госпитализации. Следует отметить, что ранее уже был описан случай обнаружения изолятов ST147 с карбапенемазой NDM-1 у пациента с травмой (раневая инфекция после открытого перелома голени) в Санкт-Петербурге [35].
Первые сообщения об угрозе плазмид-ассоцииро-ванной резистентности грамотрицательных бактерий к фторхинолонам появились еще в 2006 г. [36]. Серьезную опасность, по мнению исследователей, представляло бы-
Скачкова Т.С. и соавт.
строе распространение генов белков Qnr и гена, кодирующего производную аминогликозид ацетилтрансферазы aac(6')Ib-cr. Кроме того, плазмид-ассоциированными являются гены oqxAB, обеспечивающие устойчивость к ци-профлоксацину [37]. Во всех 19 исследованных нами штаммах K. pneumoniae были найдены плазмид-ассоци-ированные детерминанты резистентности к фторхино-лонам. В 5 штаммах обнаружены одновременно oqxA, oqxB, aac(6')Ib-cr и QnrS1, в 6 штаммах - oqxA, oqxB, aac(6')Ib-cr, в 5 - oqxA и oqxB, в 2 - oqxA, oqxB и QnrS1, в 1 - QnrS1. Из-за малого размера выборки сложно оценить вклад отдельных генетических конструкций в фено-типические проявления антибиотикорезистентности. При определении чувствительности к фторхинолонам с использованием микробиологического анализатора VITEK 2 Compact у 15 штаммов выявлена устойчивость к ци-профлоксацину и левофлоксацину, а 4 штамма феноти-пически были чувствительны к данным АМП.
В проведенном нами исследовании с помощью секвенирования нового поколения во всех 19 штаммах K. pneumoniae был обнаружен ген fosA, отвечающий за устойчивость к фосфомицину, поэтому данный антибиотик не может быть рекомендован для использования в центре в качестве препарата резерва для лечения инфекций, вызванных карбапенеморезистентными штаммами бактерий [38, 39, 40].
Единственным препаратом, к которому сохраняли чувствительность все выделенные в центре штаммы K. pneumoniae, являлся колистин: локусов резистентности к данному АМП выявлено не было. Однако следует отметить, что случаи появления колистинорезистентнных штаммов уже описаны в литературе [41, 42], показано увеличение летальности среди пациентов, инфицированных устойчивыми к данному препарату K. pneumoniae [43], поэтому постоянный мониторинг ситуации необходим в каждом конкретном стационаре.
Литература
1. Sukhorukova M.V., Edelstein M.V., Skleenova E.Yu., et al. Antimicrobial resistance of nosocomial Enterobacteriaceae isolates in Russia: results of multicenter epidemiological study «MARATHON» 20132014. Klinicheskaja mikrobiologija i antimikrobnaja himioterapija. 2017;19(1):49-56. Russian. (Сухорукова М.В., Эйдельштейн М.В., Склеенова Е.Ю. и соавт. Антибиотикорезистентность нозокоми-альных штаммов Enterobacteriaceae в стационарах России: результаты многоцентрового эпидемиологического исследования «Марафон» 2013-2014. Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. 2017;19(1):49-56.).
2. Boucher H.W., Talbot G.H., Bradley J.S., et al. Bad bugs, no drugs: no ESKAPE! An update from the Infectious Diseases Society of America. Clin Infect Dis. 2009;48(1):1-12. DOI: 10.1086/595011
3. Ibrahim E.H., Sherman G., Ward S., Fraser V.J., Kollef M.H. The influence of inadequate antimicrobial treatment of bloodstream infections on patient outcomes in the ICU setting. Chest. 2000;118:146-155. DOI: 10.1378/chest.118.1.146
4. Chang F.Y., Chou M.Y. Comparison of pyogenic liver abscesses caused by Klebsiella pneumoniae and non-K. pneumoniae pathogens. J Formos Med Assoc. 1995;94:232-237.
5. Shon A.S., Bajwa R.P., Russo T.A. Hypervirulent (hypermucoviscous) Klebsiella pneumoniae: a new and dangerous breed. Virulence. 2013;4(2):107-118. DOI: 10.4161/viru.22718
6. Luo Y., Wang Y., Ye L., Yang J. Molecular epidemiology and
Скачкова Т.С. и соавт.
Выводы
Проведенный анализ генетического разнообразия включенных в исследование штаммов K. pneumoniae показал их высокую гетерогенность. Было выявлено 9 различных сиквенс-типов, один из штаммов имел новый аллельный профиль; превалирования какого-либо одного сиквенс-типа не установлено. Обнаружены гипервирулентные штаммы ST23 и штаммы сиквенс-ти-пов «высокого риска» (ST11 и ST147). В двух штаммах, относящихся к высоковирулентному ST23, выявлены бета-лактамазы blaSHV-1, blaCTX-M-55, blaOXA-1 и blaSHV-1, blaOXA-48 соответственно. Основным механизмом множественной устойчивости бактерий к АМП являлась продукция бета-лактамаз. Практически во всех штаммах одновременно присутствовали гены бета-лак-тамаз нескольких типов. Обнаружены штаммы-продуценты МБЛ NDM-1. Во всех штаммах K. pneumoniae найдены плазмид-ассоциированные детерминанты резистентности к фторхинолонам и ген fosA, обеспечивающий резистентность к фосфомицину. Колистин являлся единственным препаратом, к которому сохраняли чувствительность все выделенные в центре штаммы K. pneumoniae.
Полученные нами данные позволили зафиксировать появление в центре гипервирулентного штамма K. pneumoniae, имеющего при этом ген карбапене-мазы, поэтому актуальным становится вопрос проведения мероприятий, направленных на ограничение распространения подобных штаммов. Кроме того, серьезной угрозой является возможность формирования госпитальных штаммов, их длительная циркуляция и выход за пределы лечебного учреждения. В связи с этим для контроля за распространением проблемных микроорганизмов необходимо проведение регулярного мониторинга ситуации.
virulence factors of pyogenic liver abscess causing Klebsiella pneumoniae in China. Clin Microbiol Infect. 2014;20(l 1):818-824. D0l:10.1111/1469-0691.12664
7. Bialek-Davenet S., Criscuolo A., Ailloud F., et al. Genomic definition of hypervirulent and multidrug-resistant Klebsiella pneumoniae clonal groups. Emerg Infect Dis. 2014;20(11):1812-1820. DOI: 10.3201/ eid2011.140206
8. Yan J.J., Wang M.C., Zheng P.X., Tsai L.H., Wu J.J. Associations of the major international high-risk resistant clones and virulent clones with specific ompK36 allele groups in Klebsiella pneumoniae in Taiwan. New Microbes New Infect. 2015;5:1-4. DOI: 10.1016/j. nmni.2015.01.002
9. Woodford N., Turton J.F., Livermore D.M. Multiresistant Gramnegative bacteria: the role of high-risk clones in the dissemination of antibiotic resistance. FEMS Microbiol Rev. 2011;35:736-755. DOI: 10.1111/j.1574-6976.2011.00268.x
10. Damjanova I., Toth A., Paszti J., et al. Expansion and countrywide dissemination of ST11, ST15 and ST147 ciprofloxacin-resistant CTXM-15-type ß-lactamase-producing Klebsiella pneumoniae epidemic clones in Hungary in 2005 - the new 'MRSAs'? J Antimicrob Chemother. 2008;62(5):978-985. DOI: 10.1093/jac/dkn287
11. Samuelsen, Toleman M.A., Hasseltvedt V., et al. Molecular characterization of VIM-producing Klebsiella pneumoniae from Scandinavia reveals genetic relatedness with international clonal
complexes encoding transferable multidrug resistance. Clin Microbiol Infect. 2011;17(12):1811-1816. DOI: 10.1111/j.1469-0691.2011.03532.x
12. Breurec S., Guessennd N., Timinouni M., et al. Klebsiella pneumoniae resistant to third-generation cephalosporins in five African and two Vietnamese major towns: multiclonal population structure with two major international clonal groups, CG15 and CG258. Clin Microbiol Infect. 2013; 19(4):349-355. DOI: 10.1111/j.1469-0691.2012.03805.x
13. Lee M.Y., Ko K.S., Kang C.I., et al. High prevalence of CTX-M-15-producing Klebsiella pneumonia isolates in Asian countries: diverse clones and clonal dissemination. Int J Antimicrob Agents. 2011;38(2):160-163. DOI: 10.1016/j.ijantimicag.2011.03.020
14. Chiu S.K., Wu T.L., Chuang Y.C., et al. National surveillance study on carbapenem non-susceptible Klebsiella pneumoniae in Taiwan: the emergence and rapid dissemination of KPC-2 carbapenemase. PLoS One. 2013;8(7):e69428. D0I:10.1371/journal.pone.0069428
15. Qi Y, Wei Z, Ji S, Du X, Shen P, Yu Y. ST11, the dominant clone of KPC-producing Klebsiella pneumoniae in China. J Antimicrob Chemother. 2011;66(2):307-312. DOI: 10.1093/jac/dkq431
16. Ko K.S., Lee J.Y., Baek J.Y., et al. Predominance of an ST11 extended spectrum ß-lactamase-producing Klebsiella pneumoniae clone causing bacteraemia and urinary tract infections in Korea. J Med Microbiol. 2010;59:822-828. DOI:10.1099/jmm.0.018119-0
17. Illiaquer M., Caroff N., Bémer P., et al. Occurrence and molecular characterization of Klebsiella pneumoniae ST37 clinical isolates producing plasmid-mediated AmpC recovered over a 3-year period. Diagn Microbiol Infect Dis. 2012;74(1):95-97. DOI: 10.1016/j. diagmicrobio.2012.05.023
18. Cejasa D., Canigiab L.F., Cruz G.R. First Isolate of KPC-2-Producing Klebsiella pneumonaie Sequence Type 23 from the Americas. J. Clin. Microbiol. 2014;52(9):3483-3485. DOI: 10.1128/JCM.00726-14
19. Surgers L., Boyd A., Girard P.M., Arlet G., Decre D. ESBL-producing strain of hypervirulent Klebsiella pneumoniae K2, France. Emerg Infect Dis. 2016;22(9):1687-1688. DOI: 10.3201/eid2209.160681
20. Diancourt L., Passet V., Verhoef J., Grimont P.A., Brisse S. Multilocus Sequence Typing of Klebsiella pneumoniae nosocomial isolates. J Clin Microbiol. 2005;43(8):4178-4182. DOI: 10.1128/ JCM.43.8.4178-4182.2005
21. Bialek-Davenet S., Criscuolo A., Ailloud F., et al. Genomic definition of Hypervirulent and Multidrug-Resistant Klebsiella pneumoniae Clonal Groups. Emerg Infect Dis. 2014;20(11):1812-20. DOI: 10.3201/ eid2011.140206
22. Larsen M.V., Cosentino S., Rasmussen S. Multilocus Sequence Typing of Total Genome Sequenced Bacteria. J Clin Micobiol. 2012;50(4):1355-1361. DOI: 10.1128/JCM.06094-11
23. Zankari E., Hasman H., Cosentino S., et al. Identification of acquired antimicrobial resistance genes. J Antimicrob Chemother. 2012;67(11):2640-2644. DOI: 10.1093/jac/dks261
24. Carattoli A., Zankari E., Garcia-Fernandez A., et al. PlasmidFinder and pMLST: in silico detection and typing of plasmids. Antimicrob Agents Chemother. 2014;58(7):3895-903. DOI: 10.1128/AAC.02412-14
25. Page AJ., Cummins C.A., Hunt M., et al. Roary: Rapid large-scale prokaryote pan genome analysis. Bioinformatics. 2015;31(22):3691-3693. DOI: 10.1093/bioinformatics/btv421
26. Stöver B.C., Müller K.F. TreeGraph 2: Combining and visualizing evidence from different phylogenetic analyses. BMC Bioinformatics.
2010;11:7. DOI: 10.1186/1471-2105-11-7
27. Hennequin C., Robin F. Correlation between antimicrobial resistance and virulence in Klebsiella pneumoniae. Eur J Clin Microbiol Infect Dis. 2016;35(3):333-341. DOI: 10.1007/s10096-015-2559-7
28. Stratchounski L.S. Extended-Spectrum ß-Lactamases - Rapidly spreading and underestimated problem. Klinicheskaja mikrobiologija i antimikrobnaja himioterapija. 2005;7(1):92-96. Russian. (Страчунский Л.С. ß-лактамазы расширенного спектра - быстро растущая и плохо осознаваемая угроза. Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. 2005;7(1):92-96.).
29. Tapalski D.V., Osipov V.A., Zhavoronok S.V. Carbapenemases of gramnegative pathogens: spread and methods of detection. Medicinskij zhurnal. 2012;2(40):1015. Russian. (Тапальский Д.В., Осипов В.А., Жаворонок С.В. Карбапенемазы грамотрицательных бактерий: распространение и методы детекции. Медицинский журнал. 2012;2(40):1015.).
30. Carmeli Y., Armstrong J., Laud PJ., et al. Ceftazidime-avibactam or best available therapy in patients with ceftazidime-resistant Enterobacteriaceae and Pseudomonas aeruginosa complicated urinary tract infections or complicated intra-abdominal infections (REPRISE): a randomised, pathogen-directed, phase 3 study. Lancet Infect Dis. 2016;16(6):661 -673. DOI: 10.1016/S1473-3099(16)30004-4
31. Papp-Wallace K.M., Bonomo R.A. New ß-Lactamase Inhibitors in the Clinic. Infect Dis Clin North Am. 2016;30(2):441-464. DOI: 10.1016/j.idc.2016.02.007
32. Yong D., Toleman M.A., Christian G.G., et al. Characterization of a New Metallo-ß-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):5046-5054. DOI: 10.1128/ AAC.00774-09
33. Kumarasamy K.K., Toleman M.A., Walsh T.R., et al. Emergence of a new antibiotic resistance mechanism in India, Pakistan, and the UK: a molecular, biological, and epidemiological study. Lancet Infect Dis. 2010;10(9):597-602. DOI: 10.1016/S1473-3099(10)70143-2
34. Ageevets V.A., Partina I.V., Lisitsyina E.S., et al. The first detection of metallo-beta-lactamase NDM-type multidisciplinary hospital in Russia. Meditsinskiy akademicheskiy zhurnal. 2012;(4):43-45. Russian. (Агеевец В.А., Партина И.В., Лисицына Е.С. и соавт. Первое обнаружение металло-бета-лактамазы NDM-типа в многопрофильном стационаре в России. Медицинский академический журнал. 2012;(4):43-45.).
35. Shabanova V.V., Krasnova M.V., Bozhkova S.A., et al. The first case of isolation of Klebsiella pneumoniae ST147, producing NDM-1 carbapenemase, in trauma and orthopedic hospital in Russia. Travmatologija i ortopedija Rossii. 2015;(2):90-98. (Шабанова В.В, Краснова М.В., Божкова С.А. и соавт. Первый случай выявления в России Klebsiella pneumoniae ST147, продуцирующей NDM-1 карбапенемазу, в травматолого-ортопедическом стационаре. Травматология и ортопедия России. 2015;(2):90-98.).
36. Robicsek A., Jacoby G.A., Hooper D.C. The worldwide emergence of plasmid-mediated quinolone resistance. Lancet Infect Dis. 2006;6(10):629-640. DOI: 10.1016/S1473-3099(06)70599-0
37. Jacoby G.A. Plasmid-Mediated Quinolone Resistance. In: Mayers D., Sobel J., Ouellette M., Kaye K., Marchaim D., Eds. Antimicrobial Drug Resistance. Springer, Cham. 2017. 265-268 pp. DOI 10.1007/9783-319-46718-4
38. Kozlov S.N., Stratchounski L.S. Modern Antimicrobial Chemotherapy: A Guide for Physicians. M., 2009. Russian. (Козлов С.Н., Страчунский Л.С. Современная антимикробная химиотерапия: Руководство для врачей. М., 2009.).
39. Castaneda-Garcia A., Blazquez J., Rodriguez-Rojas A. Molecular mechanisms and clinical impact of acquired and intrinsic fosfomycin resistance. Antibiotics. 2013;2(2):217-236. DOI 10.3390/ antibiotics2020217
40. Silver L.L. Fosfomycin: Mechanism and Resistance. Cold Spring Harb Perspect Med. 2017;7(2):a025262. DOI: 10.1101/cshperspect. a025262
41. Marchaim D., Chopra T., Jason M.P., et al. Outbreak of Colistin-Resistant, Carbapenem-Resistant Klebsiella pneumoniae in Metropolitan Detroit, Michigan Antimicrob Agents Chemother. 2011;55:593-599. DOI: 10.1128/AAC.01020-10
42. Antoniadou A., Kontopidou F., Poulakou G., et al. Colistin-resistant isolates of Klebsiella pneumoniae emerging in intensive care unit patients: first report of a multiclonal cluster. J Antimicrob Chemother. 2007;59(4):786-790. DOI:10.1093/jac/dkl562
43. Capone A., Giannella M., Fortini D., et al. High rate of colistin resistance among patients with carbapenem-resistant Klebsiella pneumoniae infection accounts for an excess of mortality. Clin Microbiol Infect. 2013;19(1):E23-E30. DOI:10.1111/1469-0691.12070
Скачкова T.C. и соавт.
