Сопоставление генетических маркеров резистентности и фенотипического профиля устойчивости к антимикробным препаратам у клинических изолятов Escherichia coli и Klebsiella pneumoniae
26.12.2024
Авторы:
Название:
Сопоставление генетических маркеров резистентности и фенотипического профиля устойчивости к антимикробным препаратам у клинических изолятов Escherichia coli и Klebsiella pneumoniae
Страницы:
369-380
Представители семейства Enterobacteriaceae являются одними из распространенных возбудителей инфекционных заболеваний по всему миру. Массовое ненадлежащее использование антибиотиков привело к развитию и распространению множественной лекарственной устойчивости у энтеробактерий. На данный момент известны различные механизмы резистентности, которые могут быть детерминированы генами устойчивости к антибиотикам. Однако, данные мониторинга распространения генов устойчивости на территории Российской Федерации разрознены или отсутствуют.
Методы. Исследовали клинические изоляты E. coli и K. pneumoniae, выделенные в КНИИЭМ Роспотребнадзора. Оценку чувствительности изолятов к антибиотикам проводили с помощью диско-диффузионного метода согласно рекомендаций МАКМАХ. Наличие генетических маркеров устойчивости у клинических изолятов определяли с помощью полимеразной цепной реакции.
Результаты. Клинические изоляты E. coli и K. pneumoniae обладали устойчивостью к разным классам антибиотиков, в тоже время нередко один изолят был невосприимчив к препаратам 3 классов. При этом Меропенем был эффективен в отношении большинства изолятов. Только у некоторых фенотипически устойчивых изолятов подтвердилось наличие распространенных генетических маркеров mexB, mexD, ampC, aac(3)-IIa, aphA, aadB, ассоциированных с резистентностью к разным классам антибиотиков. Это может ставить под сомнение актуальность использования данных маркеров для идентификации генов устойчивости.
Вывод. Мониторинг распространенности генов устойчивости необходим для оптимизации использования антибактериальных препаратов с учетом рисков горизонтального переноса генетических маркеров и понижения скорости их распространения среди патогенных и условно-патогенных микроорганизмов.
Методы. Исследовали клинические изоляты E. coli и K. pneumoniae, выделенные в КНИИЭМ Роспотребнадзора. Оценку чувствительности изолятов к антибиотикам проводили с помощью диско-диффузионного метода согласно рекомендаций МАКМАХ. Наличие генетических маркеров устойчивости у клинических изолятов определяли с помощью полимеразной цепной реакции.
Результаты. Клинические изоляты E. coli и K. pneumoniae обладали устойчивостью к разным классам антибиотиков, в тоже время нередко один изолят был невосприимчив к препаратам 3 классов. При этом Меропенем был эффективен в отношении большинства изолятов. Только у некоторых фенотипически устойчивых изолятов подтвердилось наличие распространенных генетических маркеров mexB, mexD, ampC, aac(3)-IIa, aphA, aadB, ассоциированных с резистентностью к разным классам антибиотиков. Это может ставить под сомнение актуальность использования данных маркеров для идентификации генов устойчивости.
Вывод. Мониторинг распространенности генов устойчивости необходим для оптимизации использования антибактериальных препаратов с учетом рисков горизонтального переноса генетических маркеров и понижения скорости их распространения среди патогенных и условно-патогенных микроорганизмов.
- Barbu I.C., Gheorghe-Barbu I., Grigore G.A., Vrancianu C.O., Chifiriuc M.C. Antimicrobial Resistance in Romania: Updates on Gram-Negative ESCAPE Pathogens in the Clinical., Veterinary, and Aquatic Sectors // International Journal of Molecular Sciences. 2023. V. 24(9). 7892. doi:10.3390/ijms24097892 2. Berrazeg M., Jeannot K., Ntsogo Enguene V. Y., Broutin L., Loeffert S., Fournier D., Plesiat P. Mutations in β-Lactamase AmpC Increase Resistance of Pseudomonas aeruginosa Isolates to Antipseudomonal Cephalosporins // Antimicrobial agents and chemotherapy. 2015. V. 59(10). P.6248-6255. doi:10.1128/AAC.00825-15 3. Diaz P.Q., Bello H.T., Dominguez M.Y., Trabal N.F., Mella S.M., Zemelman R.Z., Gonzalez G.R. Resistencia a gentamicina, amikacina y ciprofloxacina en cepas hospitalarias de Klebsiella pneumoniae subespecie pneumoniae productoras de beta-lactamasas // Rev Med Chil. 2004. V. 132(10). P. 1173-1178. doi:10.4067/s0034-98872004001000003 4. Du D. Wang-Kan X., Neuberger A., Veen H. W., Pos K. M., Piddock L. J. V., Luisi B. F. Multidrug efflux pumps: structure, function and regulation // Nature Reviews Microbiology. 2018. V.16. P.523-539. doi:10.1038/s41579-018-0048-6 5. Gauba A., Rahman K.M., Evaluation of Antibiotic Resistance Mechanisms in Gram-Negative Bacteria // Antibiotics (Basel). 2023. V. 12(11). 1590. doi:10.3390/antibiotics12111590 6. Khan R.T., Sharma V., Khan S.S., Rasool S. Prevention and potential remedies for antibiotic resistance: current research and future prospects // Front Microbiol. 2024. V. 3(15). 1455759. doi:10.3389/fmicb.2024.1455759 7. Lakhundi S., Zhang K. Methicillin-resistant Staphylococcus aureus: molecular characterization, evolution, and epidemiology // Clin Microbiol. 2018. V. 31(4). e00020-18. doi:10.1128/cmr.00020-18. 8. Martínez-Trejo A., Ruiz-Ruiz J.M., Gonzalez-Avila L.U., Saldana-Padilla A., Hernandez-Cortez C., Loyola-Cruz M. A., Bello-Lopez J. M., Castro-Escarpulli G. Evasion of Antimicrobial Activity in Acinetobacter baumannii by Target Site Modifications: An Effective Resistance Mechanism // Int J Mol Sci. 2022. V. 23(12) 6582. doi:10.3390/ijms23126582 9. Maynard C., Fairbrother J.M., Bekal S., Sanschagrin F., Levesque R.C., Brousseau R., Masson L., Lariviere S., Harel J. Antimicrobial resistance genes in enterotoxigenic Escherichia coli O149:K91 isolates obtained over a 23-year period from pigs // Antimicrob Agents Chemother. 2003. V. 47(10). P. 3214-3221. doi:10.1128/AAC.47.10.3214-3221.2003 10. Munita J.M., Arias C.A. Mechanisms of Antibiotic Resistance // Virulence Mechanisms of Bacterial Pathogens. 2016. P. 481–511. doi:10.1128/9781555819286.ch17 11. Oliveira M., Antunes W., Mota S., Madureira-Carvalho A., Dinis-Oliveira R.J., Dias da Silva D. An Overview of the Recent Advances in Antimicrobial Resistance // Microorganisms. 2024. V. 12(9). 1920. doi:10.3390/microorganisms12091920 12. Saenz Y., Brinas L., Dominguez E., Ruiz J., Zarazaga M., Vila J., Torres C. Mechanisms of resistance in multiple-antibiotic-resistant Escherichia coli strains of human, animal., and food origins // Antimicrob Agents Chemother. 2004. V. 48(10). P. 3996-4001. doi:10.1128/AAC.48.10.3996-4001.2004 13. Saenz Y., Brinas L., Dominguez E., Ruiz J., Zarazaga M., Vila J., Torres C. Mechanisms of resistance in multiple-antibiotic-resistant Escherichia coli strains of human, animal., and food origins // Antimicrob Agents Chemother. 2004. V. 48(10). P. 3996-4001. doi:10.1128/AAC.48.10.3996-4001.2004 14. Softley C.A., Zak K.M., Bostock M.J., Fino R., Zhou R.X., Kolonko M., Mejdi-Nitiu R., Meyer H., Sattler M., Popowicz G. M. Structure and Molecular Recognition Mechanism of IMP-13 Metallo-β-Lactamase // Antimicrobial Agents and Chemotherapy. 2020. V. 64(7). e01077-20. doi:10.1128/AAC.01077-20 15. Terreni M., Taccani M., Pregnolato M. New Antibiotics for Multidrug-Resistant Bacterial Strains: Latest Research Developments and Future Perspectives // Molecules. 2021.V. 26(9). 2671. doi:10.3390/molecules26092671 16. Thacharodi A., Lamont I. L. Aminoglycoside-Modifying Enzymes Are Sufficient to Make Pseudomonas aeruginosa Clinically Resistant to Key Antibiotics // Antibiotics. 2022. V. 11(7). 884. doi:10.3390/antibiotics11070884 17. Vasudevan A. Mohanalakshmi N., Dineshkumar K., Hopper W. Identification of inhibitors for RND efflux pump of Pseudomonas aeruginosa using structure - based pharmacophore modeling approach // International Journal of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences. 2014. V.6. P.84–89. doi:10.1371/journal.pone.0101840 18. Venter. H., Mowla R., Ohene-Agyei T., Ma S. RND-type drug efflux pumps from Gram-negative bacteria: molecular mechanism and inhibition // Front Microbiol. 2015. V. 6(18). 377. doi:10.3389/fmicb.2015.00377 19. Xavier D.E., Picao R.C., Girardello R., Fehlberg L.C., Gales A.C. Efflux pumps expression and its association with porin down-regulation and beta-lactamase production among Pseudomonas aeruginosa causing bloodstream infections in Brazil // BMC Microbiol. 2010. V. 10. 217. doi:10.1186/1471-2180-10-217 20. Yoneda K., Chikumi H., Murata T., Gotoh N., Yamamoto H., Fujiwara H., Nishini T., Shimizu E. Measurement of Pseudomonas aeruginosa multidrug efflux pumps by quantitative real-time polymerase chain reaction // FEMS Microbiol Lett. 2005. V. 243(1). P. 125-131. doi:10.1016/j.femsle.2004.11.048