Научная статья на тему 'Оценка механизмов устойчивости к антимикробным препаратам клинических штаммов Pseudomonas aeruginosa'

Оценка механизмов устойчивости к антимикробным препаратам клинических штаммов Pseudomonas aeruginosa Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

CC BY
14
2
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
РМЖ
ВАК
Ключевые слова
Pseudomonas aeruginosa / сиквенс-тип / механизмы резистентности / мутации / blaVEB-14 / blaOXA-14 / Pseudomonas aeruginosa / sequence type / mechanisms of resistance / mutations / blaVEB-14 / blaOXA-14

Аннотация научной статьи по фундаментальной медицине, автор научной работы — А.Е. Алексеева, Н.Ф. Бруснигина, М.А. Махова

Введение: представители вида Pseudomonas aeruginosa, обладающие устойчивостью к карбапенемам, представляют серьезную проблему в области инфекционной патологии человека. Цель исследования: оценка генетических механизмов резистентности к антибактериальным препаратам клинических штаммов P. aeruginosa. Материал и методы: исследование включало полногеномное секвенирование на платформе MiSeq (Illumina) шести клинических штаммов P. aeruginosa, характеризующихся устойчивостью к карбапенемам. Проведен биоинформатический анализ полученных результатов секвенирования с использованием специализированных веб-сервисов и баз данных. Результаты и обсуждение: согласно результатам биоинформатического анализа установлено, что штаммы принадлежат к эпидемически значимым, глобально распространенным сиквенс-типам 235 (n=3), 357 (n=2) и 654 (n=1). В структуре генома всех исследуемых штаммов P. aeruginosa присутствуют гены сериновых β-лактамаз PDC (молекулярный класс С) и OXA-50-подобных (молекулярный класс D), а также гены aph(3’)-IIb, fosA, catB7. Штаммы сиквенс-типа 357 дополнительно обладают генами β-лактамазы расширенного спектра группы VEB. Впервые описан случай обнаружения blaVEB-14 у представителя сиквенс-типа 357. Детерминанта металло-β-лактамазы VIM-2 была определена только у штамма сиквенс-типа 654. У двух штаммов сиквенс-типа 235 выявлен In998-подобный интегрон, несущий ген β-лактамазы расширенного спектра blaOXA-14. У всех исследуемых штаммов определено наличие мутаций в гене nalC, приводящих к увеличению скорости выведения антибактериальных препаратов за счет гиперэкспрессии эффлюксных белков MexAB-OprM, и мутаций в гене поринового белка OprD, связанных со снижением проницаемости для карбапенемов. Сочетание этих двух механизмов, по-видимому, обусловливает формирование резистентности к карбапенемам у штаммов P. aeruginosa, не обладающих карбапенемазной активностью. Заключение: в исследовании показана популяционная структура клинических, устойчивых к карбапенемам штаммов P. aeruginosa. Установлено, что основным механизмом карбапенеморезистентности является мутационная изменчивость хромосомных генов. Полученные данные свидетельствуют о необходимости рационального использования антибактериальных препаратов с целью предотвращения распространения антибиотикорезистентных патогенов.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по фундаментальной медицине , автор научной работы — А.Е. Алексеева, Н.Ф. Бруснигина, М.А. Махова

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Assessment of the antimicrobial resistance mechanisms of Pseudomonas aeruginosa clinical strains

Background: Pseudomonas aeruginosa resistance to carbapenems is a major challenge in the field of human infectious diseases. Aim: to assess the genetic mechanisms of antibacterial resistance of clinical strains of P. aeruginosa. Materials and Methods: the study included whole-genome sequencing (MiSeq, Illumina) of six clinical strains of P. aeruginosa resistant to carbapenems. Bioinformatics analysis of sequencing results was performed using specialized web services and databases. Results and Discussion: bioinformatics analysis has demonstrated that strains belong to epidemically significant, globally widespread sequence types 235 (n=3), 357 (n=2), and 654 (n=1). The genome structure of all studied P. aeruginosa strains contains serine β-lactamase PDC (molecular class C) and OXA-50-like (molecular class D) genes as well as aph(3’)-IIb, fosA, and catB7 genes. In addition, sequence-type 357 strains include extended-spectrum β-lactamase VEB genes. BlaVEB-14 has been described in sequence-type 357 for the first time. The VIM-2 metallo-β-lactamase determinant was identified only in sequence-type strain 654. In two sequence-type 235 strains, an In998-like integron carrying the extended-spectrum β-lactamase gene blaOXA-14 was identified. In all studied strains, mutations in the nalC gene were detected. These mutations increase the rate of elimination of antibacterial drugs due to the overexpression of the efflux proteins MexABOprM. Meanwhile, mutations in the porin protein gene OprD are associated with a decrease in carbapenem permeability. The combination of these two mechanisms may mediate carbapenem resistance of P. aeruginosa strains without carbapenemase activity. Conclusion: our study describes the population structure of clinical carbapenem-resistant P. aeruginosa strains. The key mechanism of carbapenem resistance is mutational variability in chromosomal genes. These findings illustrate the need for the rational use of antibacterial drugs to prevent antibiotic-resistant pathogen spread.

Текст научной работы на тему «Оценка механизмов устойчивости к антимикробным препаратам клинических штаммов Pseudomonas aeruginosa»

Оценка механизмов устойчивости к антимикробным препаратам клинических штаммов Pseudomonas aeruginosa

К.б.н. А.Е. Алексеева, к.м.н. Н.Ф. Бруснигина, к.б.н. М.А. Махова

ФБУН ННИИЭМ им. академика И.Н. Блохиной Роспотребнадзора, Нижний Новгород

РЕЗЮМЕ

Введение: представители вида Pseudomonas aeruginosa, обладающие устойчивостью к карбапенемам, представляют серьезную проблему в области инфекционной патологии человека.

Цель исследования: оценка генетических механизмов резистентности к антибактериальным препаратам клинических штаммов P. aeruginosa.

Материал и методы: исследование включало полногеномное секвенирование на платформе MiSeq (Illumina) шести клинических штаммов P. aeruginosa, характеризующихся устойчивостью к карбапенемам. Проведен биоинформатический анализ полученных результатов секвенирования с использованием специализированных веб-сервисов и баз данных.

Результаты и обсуждение: согласно результатам биоинформатического анализа установлено, что штаммы принадлежат к эпидемически значимым, глобально распространенным сиквенс-типам 235 (n=3), 357 (n=2) и 654 (n=1). В структуре генома всех исследуемых штаммов P. aeruginosa присутствуют гены сериновых в-лактамаз PDC (молекулярный класс С) и OXA-50-подобных (молекулярный класс D), а также гены aph(3')-IIb, fosA, catB7. Штаммы сиквенс-типа 357 дополнительно обладают генами в-лак-тамазы расширенного спектра группы VEB. Впервые описан случай обнаружения blaVEB-14 у представителя сиквенс-типа 357. Детерминанта металло-в-лактамазы VIM-2 была определена только у штамма сиквенс-типа 654. У двух штаммов сиквенс-типа 235 выявлен In998-подобный интегрон, несущий ген в-лактамазы расширенного спектра blaOXA-14. У всех исследуемых штаммов определено наличие мутаций в гене nalC, приводящих к увеличению скорости выведения антибактериальных препаратов за счет гиперэкспрессии эффлюксных белков MexAB-OprM, и мутаций в гене поринового белка OprD, связанных со снижением проницаемости для карбапенемов. Сочетание этих двух механизмов, по-видимому, обусловливает формирование резистентности к карбапенемам у штаммов P. aeruginosa, не обладающих карбапенемазной активностью.

Заключение: в исследовании показана популяционная структура клинических, устойчивых к карбапенемам штаммов P. aeruginosa. Установлено, что основным механизмом карбапенеморезистентности является мутационная изменчивость хромосомных генов. Полученные данные свидетельствуют о необходимости рационального использования антибактериальных препаратов с целью предотвращения распространения антибиотикорезистентных патогенов.

Ключевые слова: Pseudomonas aeruginosa, сиквенс-тип, механизмы резистентности, мутации, blaVEB-14, blaOXA-14.

Для цитирования: Алексеева А.Е., Бруснигина Н.Ф, Махова МА. Оценка механизмов устойчивости к антимикробным препаратам

клинических штаммов Pseudomonas aeruginosa. РМЖ. 2023;10:48-51.

ABSTRACT

Assessment of the antimicrobial resistance mechanisms of Pseudomonas aeruginosa clinical strains A.E. Alekseeva, N.F. Brusnigina, M.A. Makhova

Academician I.N. Blokhina Nizhniy Novgorod Research Institute for Epidemiology and Microbiology, Nizhniy Novgorod

Background: Pseudomonas aeruginosa resistance to carbapenems is a major challenge in the field of human infectious diseases. Aim: to assess the genetic mechanisms of antibacterial resistance of clinical strains of P. aeruginosa.

Materials and Methods: the study included whole-genome sequencing (MiSeq, Illumina) of six clinical strains of P. aeruginosa resistant to carbapenems. Bioinformatics analysis of sequencing results was performed using specialized web services and databases. Results and Discussion: bioinformatics analysis has demonstrated that strains belong to epidemically significant, globally widespread sequence types 235 (n=3), 357 (n=2), and 654 (n=1). The genome structure of all studied P. aeruginosa strains contains serine p-lactamase PDC (molecular class C) and OXA-50-like (molecular class D)genes as well as aph(3')-IIb, fosA, and catB7 genes. In addition, sequence-type 357 strains include extended-spectrum fi-lactamase VEB genes. BlaVEB-14 has been described in sequence-type 357 for the first time. The VIM-2 metallo-fi-lactamase determinant was identified only in sequence-type strain 654. In two sequence-type 235 strains, an In998-like integron carrying the extended-spectrum fi-lactamase gene blaOXA-14 was identified. In all studied strains, mutations in the nalC gene were detected. These mutations increase the rate of elimination of antibacterial drugs due to the overexpression of the efflux proteins MexAB-OprM. Meanwhile, mutations in the porin protein gene OprD are associated with a decrease in carbapenem permeability. The combination of these two mechanisms may mediate carbapenem resistance of P. aeruginosa strains without carbapenemase activity.

Conclusion: our study describes the population structure of clinical carbapenem-resistant P. aeruginosa strains. The key mechanism of carbapenem resistance is mutational variability in chromosomal genes. These findings illustrate the need for the rational use of antibacterial drugs to prevent antibiotic-resistant pathogen spread.

Keywords: Pseudomonas aeruginosa, sequence type, mechanisms of resistance, mutations, blaVEB-14, blaOXA-14.

For citation: Alekseeva A.E., Brusnigina N.F., Makhova M.A. Assessment of the antimicrobial resistance mechanisms of Pseudomonas aeruginosa clinical strains. RMJ. 2023;10:48-51.

Введение

Бактерии вида Pseudomonas aeruginosa являются опасными оппортунистическими патогенами — актуальными возбудителями инфекций, связанными с оказанием медицинской помощи, что обусловливает повышенное внимание к их изучению со стороны научного сообщества [1—5]. Так, по данным российского эпидемиологического многоцентрового исследования «МАРАФОН», в 17,4% случаев возбудителями госпитальных инфекций являются штаммы P. aeruginosa [3]. Согласно сведениям, представленным на онлайн-платформе AMRmap, созданной для анализа данных о резистентности бактерий к антимикробным препаратам в России [5], по состоянию на 2020 г. штаммы P. aeruginosa являются возбудителями нозокомиальных инфекций в 18,6% случаев .

Известно, что штаммы P. aeruginosa часто выявляются при сепсисе (20%), вентилятор-ассоциированных пневмониях (45%), инфекциях мочевыводящих путей (10%), ин-траабдоминальных инфекциях (28%), ожоговых и раневых инфекциях (17%), хронических респираторных инфекциях у пациентов с муковисцидозом (70%) [1—4]. Особую настороженность вызывают случаи инфекций кровотока и центральной нервной системы, вызванных полирезистентными штаммами P. aeruginosa, в связи с высокими показателями смертности (до 28%) и затратами на лечение [6, 7].

В формировании эпидемически значимых клонов P. aeruginosa большое значение имеют такие свойства возбудителя, как высокий адаптивный потенциал, пластичность генома, наличие широкого спектра детерминант патогенности и природной устойчивости к антибактериальным препаратам различных классов: цефалоспоринам, аминогликозидам, фторхинолонам [1, 2, 4]. Последнее обусловливает применение карбапенемов в качестве основного средства антибиотикотерапии инфекций, вызванных синегнойной палочкой

В последние годы наблюдается рост числа штаммов P. aeruginosa с множественной и экстремальной лекарственной устойчивостью, что связано с накоплением мутаций в хромосомных генах, а также распространением генов металло^-лактамаз (МБЛ) и ß-лак-тамаз расширенного спектра (БЛРС), локализованных на мобильных элементах [1—4]. По данным разных авторов, устойчивостью к карбапенемам обладали 13,87% штаммов P. aeruginosa, выделенных из мокроты [8], 50% нозокомиальных штаммов [4, 9] и до 70% штаммов из крови и ликвора [6, 7]. Это свидетельствует о необходимости динамического мониторинга за механизмами устойчивости бактерий данного вида с целью обеспечения эффективной терапии противомикробными препаратами

С целью эпидмаркирования клинических штаммов P. aeruginosa используется схема молекулярного сиквенс-типирования (Multilocus Sequence Typing — MLST), основанная на анализе нуклеотидной последовательности генов «домашнего хозяйства» (acsA, aroE, guaA, mutL, nuoD, ppsA и trpE). С помощью данной схемы были определены доминирующие сиквенс-типы, которые сформировали группу международных «клонов высокого риска», к ним относятся сиквенс-типы 111, 175, 233, 235, 277, 357, 654 и 773 [1, 2, 4]. Отличительной особенностью данных сиквенс-типов является присутствие в геноме приобретенных генов БЛРС и карбапенемаз, включая МБЛ [1-4, 6-10].

В клинической практике для определения генов карбапе-немаз используются коммерческие ПЦР тест-системы (на-

пример, «АмплиСенс® MDR MBL-FL»), градиентные тест-полоски (Etests MBL IP/IPI, BioMerieux, Франция) и др. Однако данные методы не позволяют в полной мере оценить весь спектр генетических механизмов, вовлеченных в формирование устойчивости к антимикробным препаратам .

Применение современных технологий высокопроизводительного секвенирования и биоинформатического анализа позволяет проводить расширенное эпидмаркиро-вание карбапенем-резистентных штаммов P. aeruginosa, имеющее большое значение для эпидемиологического надзора за инфекциями, связанными с оказанием медицинской помощи

Цель исследования — оценка механизмов устойчивости к антимикробным препаратам клинических штаммов P. aeruginosa.

Материал и методы

Объектом исследования являлись 6 клинических штаммов P. aeruginosa, выделенных из раневого отделяемого у пациентов с ожоговой травмой, находящихся на стационарном лечении в медицинских организациях г. Нижнего Новгорода . Все штаммы характеризовались устойчивостью к карбапенемам (имипенему, дорипенему, меропенему). Полногеномное секвенирование проводили на приборе MiSeq (Illumina, США) с набором MiSeq Reagent kit v3 (150 циклов). Выравнивание и сборку нуклеотидных последовательностей de novo осуществляли с помощью программы SPAdes, версия 3 . 9 .1. Аннотирование проводили с использованием Prokaryotic Genome Annotation Pipeline (https://www. ncbi . nlm. nih . gov/genome/annotation_prok). Для определения сиквенс-типа штаммов P. aeruginosa по схеме Multilocus Sequence Typing (MLST) использовали поисковый сервис базы данных Pseudomonas aeruginosa typing database (https://pubmlst. org/bigsdb?db=pubmlst_ paeruginosa_seqdef). С помощью веб-сервиса Resistance Gene Identifier — RGI (https://card.mcmaster. ca/analyze/ rgi) базы данных The Comprehensive Antibiotic Resistance Database — CARD (https://card.mcmaster.ca/home) проводили определение генетических детерминант резистентности Поиск гомологичных последовательностей, депонированных в базе данных GenBank, осуществляли с использованием сервиса BLASTN (https://blast . ncbi . nlm . nih . gov/Blast . cgi). Web-сервисы ICEfinder (https://bioinfo-mml.sjtu. edu. cn/ICEfinder/index.php), IS-finder (https:// www-is.biotoul.fr/), VRprofile2 (https://tool2-mml.sjtu.edu. cn/VRprofile/home php) использовали для поиска и характеристики мобильных элементов

Результаты и обсуждение

Результаты исследования позволили определить детерминанты резистентности (см таблицу)

Согласно результатам типирования по схеме MLST установлено, что все исследуемые штаммы псевдомонад принадлежат к эпидемически значимым сиквенс-типам, имеющим глобальное распространение, представители сиквенс-типа 235 занимают лидирующие позиции по всему миру [10]. Штаммы P. aeruginosa, принадлежащие ST357, являются наиболее распространенными в Азии [10], а штаммы сиквенс-типа 654 имеют более широкое распространение на территории России (их доля достигает 24%) [11] по сравнению со странами Европы [10].

Таблица. Механизмы резистентности штаммов P. aeruginosa

Штамм Pазмер генома, тыс. п. н. Сиквенс-тип Детерминанты резистентности Эффлюксные системы

NNPslSG 6 607 235 aac(3)-Ic, aac(3)-Id, aac(6')-Il, aph(3')-IIb, blaP-DC-35, blaOXA-433, dfrB5, fosA, catB7, sull Семейство RND - MexAB-OprM, MexCD-OprJ, MexEF-OprN, MexHI-OpmD, MexJK-OprM/OpmH, MexPQ-OpmE, Mex- VW-OprM, MexXY-OMP, TriABC-OpmH; семейство MATE - PmpM; семейство MFS - QacEdeltal, Bcr-1, CmlA; семейство ABC - SoxR; семейство SMR - EmrE

NNPs269 6 S72 235 aac(6')-Ib4, ant(3")-Ia, aph(3')-IIb, blaPDC-35, blaOXA-433, blaOXA-14, fosA, catB7, sull

NNPa50 6 S4S 235 aac(6')-Ib3, aph(3')-IIb, blaPDC-35, blaOXA-433, blaOXA-14, fosA, catB7, sul1

NNPa51 6 567 357 aph(3')-IIb, ant(3")-IIa, ant(2")-Ia, blaPDC-11, blaOXA-346, blaOXA-10, blaVEB-14, fosA, catB7, sul1 Семейство RND - MexAB-OprM, MexCD-OprJ, MexEF-OprN, MexHI-OpmD, MexJK-OprM/OpmH, MexPQ-OpmE, Mex- VW-OprM, MexXY-OMP, TriABC-OpmH; семейство MATE - PmpM; семейство MFS - QacEdeltal, Bcr-1, TetA; семейство SMR - EmrE

NNPa52 6 795 357 aph(3')-IIb, ant(3")-IIa,, ant(2")-Ia, blaPDC-11, blaOXA-346, blaOXA-10, blaVEB-9, fosA, catB7, sul1 Семейство RND - MexAB-OprM, MexCD-OprJ, MexEF-OprN, MexHI-OpmD, MexJK-OprM/OpmH, MexPQ-OpmE, Mex- VW-OprM, MexXY-OMP, TolC/OpmH, TriABC-OpmH; семейство MATE - PmpM; семейство MFS - QacEdeltal, Bcr-1, TetAD; семейство ABC - SoxR; семейство SMR - Emr

NNPs244 6 912 654 aph(3")-Ib, aph(3')-IIb, aph(3')-VI, aph(6)-Id, blaOXA-396, blaPDC-3, blaVIM-2, fosA, catB7, sul1 Семейство RND - MexAB-OprM, MexCD-OprJ, MexEF-OprN, MexHI-OpmD, MexJK-OprM/OpmH, MexPQ-OpmE, Mex-VW-OprM, MexXY-OMP, TolC/OpmH, TriABC-OpmH; семейство MATE - PmpM; семейство MFS - QacEdeltal, Bcr-1, CmlA9, TetAG, FloR2; семейство ABC - SoxR; семейство SMR - EmrE

Сравнительный анализ структуры резистома показал, что общими для всех исследуемых штаммов P. aeruginosa являются гены ß-лактамаз молекулярного класса С (PDC) и класса D (OXA-50-подобные), а также гены хлорам-феникол-ацетилтрансферазы (catB7), фосфомицин-ти-ол-трансферазы (fosA), аминогликозид-фосфотрансфера-зы (aph(3')-IIb).

С помощью сервиса VRprofile2 и IS-finder у исследуемых штаммов P. aeruginosa определены приобретенные детерминанты резистентности, которые связаны с мобильными структурами В частности, у штаммов P. aeruginosa NNPs269 и NNPa50 гены clmA, acc(6')-Ib (aacA4) и blaOXA-14 расположены в составе 1п998-подоб-ного интегрона первого класса, отличие заключается в замене гена blaOXA-10 на blaOXA-14. БЛРС OXA-14 имеет аминокислотную замену G157D по сравнению с 0XA-10, что обеспечивает ферментативную активность в отношении цефтазидима [12]. В результате поиска в базе данных GenBank идентичных последовательностей интегрона, несущих blaOXA-14, выявлено не было . Первый случай обнаружения (в Турции) штамма P. aeruginosa, продуцирующего ß-лактамазу OXA-14, датируется 1991 г. [12]. У штамма P. aeruginosa NNPs269 определен ген амино-гликозидаденилтрансферазы (aadA6) с последовательностью gcuD (orfD), кодирующей гипотетический белок. Штамм NNPs180 обладает 1п274-подо6ным интегроном (DQ899759.1), несущим гены aac(3')-Ic и cmlA5, и дополнительную детерминанту smr, кодирующего белок семейства эффлюксных белков SMR. Также в структуре генома штамма NNPs180 определены кассетные гены aac(3)-Id-

dfrB5-aac(6')-IL По данным литературы, у представителей сиквенс-типа 235 часто обнаруживается сходный по структуре интегрон 1-го типа — In559 (AM749810).

Ген МБЛ VIM-2 выявлен лишь у штамма P. aeruginosa NNPs244. Нужно отметить, что в геноме штамма NNPs244 присутствуют другие гены резистентности, которые сцеплены с мобильными элементами, в частности гены амино-гликозидфосфотрансфераз (aph(6)-Id, aph(3")-Ib).

У штаммов NNPa51 и NNPa52 в структуре интегрона первого класса определены гены aac(6')-I1, ant(2")-Ia, blaOXA-Ю, ant(3")-Ia. Различие между штаммами P. aeruginosa NNPa51 и NNPa52 наблюдается и в наличии генов, кодирующих аллельные варианты БЛРС — VEB, в частности VEB-14 и VEB-9 соответственно . Данные литературы свидетельствуют о широком распространении генов ß-лактамазы VEB среди представителей сиквенс-типа 357, в первую очередь VEB-9 [13]. Факты обнаружения blaVEB-14 у представителей данного сиквенс-типа на настоящий момент в литературе не описаны

Все исследуемые штаммы псевдомонад характеризуются наличием широкого разнообразия детерминант эф-флюкс-систем, принадлежащих различным семействам (см таблицу)

В ходе анализа нуклеотидной последовательности исследуемых штаммов были установлены изменения в структуре хромосомных генов, которые ассоциированы с формированием лекарственной устойчивости В частности, у всех штаммов обнаружены мутации в структуре гена gyrA, сопровождающиеся аминокислотной заменой (T83I), что обусловливает снижение чувствительности к фторхи-

нолонам, и в регуляторном гене nalC, приводящие к аминокислотным заменам (S209R, G71E). У штаммов псевдомонад сиквенс-типа ST235 выявлена дополнительная мутация в гене nalC, приводящая к замене E153Q . Известно, что данные мутации в гене nalC сопровождаются гиперэкспрессией эффлюксных белков MexAB-OprM, что увеличивает скорость выведения антибактериальных препаратов, включая карбапенемы, из клеток бактерий [14]. У 5 штаммов P. aeruginosa (кроме NNPa50) выявлена мутационная изменчивость нуклеотидной последовательности гена пори-нового белка OprD . Известно, что белок OprD ответственен за проницаемость имипенема внутрь бактериальной клетки [11]. По-видимому, комбинирование механизмов резистентности, обусловленных мутационными процессами в генах oprD и nalC, является ключевым фактором формирования устойчивости к карбапенемам исследуемых штаммов P. aeruginosa, не обладающих карбапенемазной активностью

Заключение

Установлено, что исследуемые карбапенем-резистент-ные штаммы P. aeruginosa принадлежат к международным эпидемически значимым клональным линиям и характеризуются присутствием большого разнообразия детерминант резистентности к аминогликозидам и в-лактамам. Отмечены различия в наборе генов устойчивости между штаммами P. aeruginosa, принадлежащими к одному сиквенс-типу. Ген карбапенемазы VIM-2 определен только у представителя сиквенс-типа 654, остальные штаммы характеризовались присутствием генов БЛРС групп VEB-1 и OXA-10 . Анализ структуры хромосомных генов показал, что устойчивость к карбапенемам штаммов P. aeruginosa, не обладающих карбапенемазной активностью, связана с комбинированием механизмов устойчивости, связанных с мутациями в структуре генов поринового OprD- и регуля-торного NalC-белков .

Таким образом, получены новые знания о механизмах устойчивости клинических штаммов P. aeruginosa, принадлежащих к международным клонам «высокого риска», к антимикробным препаратам, включая карбапенемы. Применение высокопроизводительного секвенирования позволило получить детальную характеристику популя-ционной структуры карбапенем-устойчивых штаммов P. aeruginosa. Данная технология может стать одним из надежных методов молекулярной эпидемиологии в аспекте эпидемиологического маркирования возбудителей нозо-комиальных инфекций

Источник финансирования

Работа выполнена в рамках государственного задания отраслевой научно-исследовательской программы Роспотребнадзора на 2021-2025 гг. «Научное обеспечение эпидемиологического надзора и санитарной охраны территории Российской Федерации . Создание новых технологий, средств и методов контроля и профилактики инфекционных и паразитарных болезней» (п . 1. 3 . 6.2, утв. приказом Роспотребнадзора от 24.12. 2020 № 869).

Литература

1. Freschi L., Vincent A.T., Jeukens J. et al. The Pseudomonas aeruginosa Pan-Genome Provides New Insights on Its Population Structure, Horizontal Gene Transfer, and Pathogenicity. Genome Biol Evol. 2019;11(1):109-120. DOI: 10.1093/gbe/evy259.

2. Del Barrio-Tofino E., Lopez-Causape C., Oliver A. Pseudomonas aeruginosa epidemic high-risk clones and their association with horizontally-acquired в-lactamases: 2020 update. Int J Antimicrob Agents. 2020;56(6):106196. DOI: 10.1016/j.ijantimicag.2020.106196.

3. Шек Е.А., Сухорукова М.В., Эйдельштейн М.В. и др. Антибиотикорези-стентность, 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—170. [Edelstein M.V., Shek E.A., Sukhorukova M.V. et al. Antimicrobial resistance, carbapenemase production and genotypes of nosocomial Pseudomonas aeruginosa isolates in Russia: results of multicenter epidemiological study «MARATHON 2015—2016». Clinical Microbiology and Antimicrobial Chemotherapy. 2019;21(2):160—170 (in Russ.)]. DOI: 10.36488/cmac.2019.2.147-159.

4. Склеенова Е.Ю., Азизов И.С., Шек Е.А. и др. Pseudomonas aeruginosa в РФ: история одного из наиболее успешных нозокомиальных патогенов. Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. 2018;20(3):164—171. [Skleenova E.Yu., Azizov I.S., Shek Е.А et al. Pseudomonas aeruginosa: the history of one of the most successful nosocomial pathogens in Russian hospitals. Clinical Microbiology and Antimicrobial Chemotherapy. 2018;20(3):164—171 (in Russ.)].

5. Кузьменков А.Ю., Виноградова А.Г., Трушин И.В. и др. AMRmap — система мониторинга антибиотикорезистентности в России. Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. 2021;23(2):198—204. [Kuzmenkov A.Yu, Vinogradova A.G., Trushin I.V. et al. AMRmap — antibiotic resistance surveillance system in Russia. Clinical Microbiology and Antimicrobial Chemotherapy. 2021;23(2):198—204 (in Russ.)]. DOI: 10.36488/cmac.2021.2.198-204.

6. Santoro A., Franceschini E., Meschiari M. et al. Epidemiology and risk factors associated with mortality in consecutive patients with bacterial bloodstream infection: impact of MDR and XDR bacteria. Open Forum Infect. Dis. 2020;7(11):ofaa461. DOI: 10.1093/ofid/ofaa461.

7. Садеева З.З., Новикова И.Е., Алябьева Н.М. Характеристика Pseudomonas aeruginosa, выделенных из положительных проб гемокультур и ликвора у детей. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2022;99:309-321. [Sadeeva Z.Z., Novikova I.E., Alyabyeva N.M. et al. Characterization of Pseudomonas aeruginosa isolated from positive samples of hemocultures and cerebrospinal fluid of children. Journal of Microbiology, Epidemiology and Immunobiology. 2022;99(3):309—321 (in Russ.)]. DOI: 10.36233/0372-9311-241.

8. Zhang X., Zhu Y., Gao Y. et al. Evaluation and analysis of multidrug resistance- and hypervirulence-associated genes in carbapenem-resistant Pseudomonas aeruginosa strains among children in an area of China for five consecutive years. Front Microbiol. 2023;14:1280012. DOI: 10.3389/fmicb.2023.1280012.

9. Багирова Н.С., Петухова И.Н., Григорьевская З.В. и др. Проблемы устойчивости к противомикробным препаратам в онкологическом стационаре: диагностика продукции карбапенемаз, генотипы нозокомиальных штаммов A. baumannii, P. aeruginosa и K. pneumoniae. Лабораторная служба. 2020;9(4):17—25. [Bagirova N.S., Petukhova I.N., Grigoryevskaya Z.V. et al. Problems of antimicrobial resistance in cancer hospital: diagnosis of carbapenemase production, genotypes of nosocomial A. baumannii, P. aeruginosa and K. pneumoniae strains. Laboratory Service=Laboratornaya sluzhba. 2020;9(4):17—25 (in Russ.)]. DOI: 10.17116/ labs2020904117.

10. Kocsis B., Gulyas D., Szabo D. Diversity and distribution of resistance markers in Pseudomonas aeruginosa international high-risk clones. Microorganisms. 2021;9(2):359. DOI: 10.3390/microorganisms9020359.

11. Bocharova Y., Savinova T., Lazareva A. et al. Genotypes, carbapenemase carriage, integron diversity and oprD alterations among carbapenem-resistant Pseudomonas aeruginosa from Russia. Int J Antimicrob Agents. 2020;55(4):105899. DOI: 10.1016/j. ijantimicag.2020.105899.

12. Danel F., Hall L.M., Gur D., Livermore D.M. OXA-14, another extended-spectrum variant of OXA-10 (PSE-2) beta-lactamase from Pseudomonas aeruginosa. Antimicrob Agents Chemother. 1995;39:1881-1884. DOI: 10.1128/AAC.39.8.1881.

13. Greenwood B., Meunier D., Hopkins K.L. et al. Pseudomonas aeruginosa sequence type 357 with VEB extended-spectrum в-lactamases in the UK: relatedness and resistance. Int J Antimicrob Agents. 2018;52(2):301—302. DOI: 10.1016/j. ijantimicag.2018.03.013.

14. Aguilar-Rodea P., Zuniga G., Cerritos R. et al. Nucleotide substitutions in the mexR, nalC and nalD regulator genes of the MexAB-OprM efflux pump are maintained in Pseudomonas aeruginosa genetic lineages. PLoS One. 2022;17(5):e02 66742. DOI: 10.1371/journal.pone.026 6742. eCollection 2022.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.