epidemiologyЭпидемиология и ВакцинопрофилактикаEpidemiology and Vaccinal Prevention2073-30462619-0494«Numicom» LLC10.31631/2073-3046-2022-21-3-44-49epidemiology-1557Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL ARTICLESРаспространенность генов антибиотикорезистентности bla-CTX-M, bla-SHV, bla-TEM в штаммах энтеробактерий, выделенных от пациентов перинатального центраPrevalence of antibiotic resistance genes bla-CTX-M, bla-SHV, bla-TEM in enterobacteria strains isolated from perinatal center patientshttps://orcid.org/0000-0001-8521-7652УстюжанинА. В.UstyuzhaninA. V.

Александр Владимирович Устюжанин – к. м. н., старший научный сотрудник научного отделения иммунологии, микробиологии, патоморфологии и  цитодиагностики

620028, г. Екатеринбург, ул. Репина, д.1.

+7 (908) 924-94-19, факс +7 (343) 371-87-68

Alexander V. Ustyuzhanin  – Cand. Sci. (Med.), Senior Researcher of the Department of Immunology, Microbiology, Pathomorphology and Cytodiagnostics

1, St. Repina, Yekaterinburg, 620028

+7 (908) 924-94-19, fax +7 (343) 371-87-68

ust103@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0852-6766ЧистяковаГ. Н.ChistyakovaG. N.

Гузель Нуховна Чистякова – д. м. н., профессор, руководитель научного отделения иммунологии, микробиологии, патоморфологии и  цитодиагностики

620028, г. Екатеринбург, ул. Репина, д.1.

+7 (908) 371-42-60

Guzel N. Chistyakova – Dr. Sci. (Med.), Professor, Head of the Department of Immunology, Microbiology, Pathomorphology and Cytodiagnostics

1, St. Repina, Yekaterinburg, 620028

+7 (343) 371-42-60

chistyakovagn@niiomm.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4238-4642РемизоваИ. И.RemizovaI. I.

Ирина Ивановна Ремизова  – к. б. н., старший научный сотрудник научного отделения иммунологии, микробиологии, патоморфологии и цитодиагностики

620028, г. Екатеринбург, ул. Репина, д.1.

+7 (908) 371-28-30

Irina I. Remizova – Cand. Sci. (Biol.), Senior Researcher of the Department of Immunology, Microbiology, Pathomorphology and Cytodiagnostics

1, St. Repina, Yekaterinburg, 620028

+7 (343) 371-28-30

RemizovaII@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2834-6754МаханёкА. А.MakhanyokA. A.

Анна Алексеевна Маханёк – младший научный сотрудник научного отделения иммунологии, микробиологии, патоморфологии и  цитодиагностики

620028, г. Екатеринбург, ул. Репина, д.1.

+7 (908) 371-28-30

Anna A. Makhanyok  – Junior Researche of the Department of Immunology, Microbiology, Pathomorphology and Cytodiagnostics

1, St. Repina, Yekaterinburg, 620028

+79221935099

makhanechek@bk.ruФГБУ «НИИ ОММ» Минздрава РоссииРоссияUral Scientific Research Institute of Maternity and Child CareRussian Federation2022080720222134449Copyright © Устюжанин А.В., Чистякова Г.Н., Ремизова И.И., Маханёк А.А., 20222022Устюжанин А.В., Чистякова Г.Н., Ремизова И.И., Маханёк А.А.Ustyuzhanin A.V., Chistyakova G.N., Remizova I.I., Makhanyok A.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.epidemvac.ru/jour/article/view/1557

Актуальность. Распространенным механизмом резистентности является синтез ферментов, инактивирующих антибиотик (АБ). В конце XX века были открыты бета-лактамазы расширенного спектра действия (БЛРС), широко распространившиеся по всему миру. Представители данной группы сложных белковых соединений обладают общими свойствами гидролиза ß-лактамных АБ и отличаются друг от друга аминокислотной последовательностью. Генетическими детерминантами, определяющими их синтез, являются гены bla-CTX-M, bla-SHV, bla-TEM. Цель. Оценить распространенность встречаемости генов bla-CTX-M, bla-SHV, bla-TEM у антибиотикорезистентных штаммов энтеробактерий, выделенных из проб пациентов перинатального центра. Материалы и методы. В работе исследовали 135 не дублирующих друг друга штаммов БЛРС- продуцирующих энтеробактерий, выделенных в ходе микробиологического мониторинга с 1 января 2020 г. по 31 декабря 2021 г. Биологический материал (кал (92), кровь (1), моча (5), отделяемое цервикального канала (33), послед (4)) поступал от пациентов перинатального центра (43 женщины и 92 новорожденных ребенка), обследованных как по клиническим показаниям, так и в ходе локального микробиологического мониторинга. Видовую идентификацию выделенных микроорганизмов проводили бактериологическим методом, детекцию генов антибиотикорезистентности осуществляли с помощью ПЦР в реальном времени. Результаты и обсуждение. При проведении исследования из 135 штаммов энтеробактерий у 87 (64,4%) успешно определены изучаемые генетические детерминанты антибиотикорезистентности. Из 26 исследованных штаммов Klebsiella pneumonia у 24 (92,3%) удалось установить детерминанты устойчивости к АБ, 50% которых представлены bla-CTX-M. Из 66 штаммов Escherichia coli у 59 (89,33%) определен генетический профиль антибиотикорезистентности, в котором также преобладает bla-CTX-M (67,80%). Однако лишь у 8,10% штаммов Enterobacter cloacae удалось определить наличие изучаемых генов. K. pneumoniae, несущая сразу три гена антибиотикорезистентности bla-CTX-M, bla-SHV, bla-TEM, была выделена однократно из пробы отделяемого цервикального канала женщины в возрасте 27 лет. Штаммы E. coli, обладающие геном CTX-М, были выделены у 3 пар «мать-ребенок» из 135 штаммов энтеробактерий: у матерей – из отделяемого цервикального канала в третьем триместре беременности, у новорожденных – из фекалий в первую недели жизни, что может свидетельствовать о возможной передаче устойчивого к АБ микроорганизма либо внутриутробно, либо при прохождении через родовые пути. Выводы. Доминирующим геном, обеспечивающим устойчивость к АБ среди БЛРС является ген bla-CTX-M. Количество штаммов с установленным генетическим профилем устойчивости к АБ достоверно меньше среди Enterobacter cloacae (р < 0,001). С целью более подробного изучения генетического профиля и установления механизмов формирования антибиотикорезистентности необходимо расширить панель определяемых генов

Relevance A common mechanism of resistance is the synthesis of enzymes that inactivate the antibiotic (AB). Since its discovery at the end of the 20th century, ESBLs have spread widely throughout the world. Representatives of this group of complex protein compounds have common properties of hydrolysis of ß-lactam antibiotics and differ from each other in amino acid sequence. The genetic determinants that determine their synthesis are the bla-CTX-M, bla-SHV, and bla-TEM genes. Aims. To assess the prevalence of bla-CTX-M, bla-SHV, bla-TEM genes in antibiotic-resistant strains of enterobacteria isolated from samples of patients of the perinatal center. Materials & Methods. We studied 135 strains of ESBL-producing enterobacteria isolated during microbiological monitoring from January 01, 2020 to December 31, 2021. Biological material (feces (92), blood (1), urine (5), cervical canal discharge (33), last (4)) came from patients of the perinatal center (43 women and 92 newborns), examined both for clinical indications and during local microbiological monitoring. Species identification of isolated microorganisms was carried out by bacteriological method, detection of antibiotic resistance genes was carried out using real-time PCR. Results. In 87 cases (64.4%), the studied genetic determinants of antibiotic resistance were successfully identified. Of the 26 studied strains of Klebsiella pneumonia, 24 (92.3%) were able to establish the determinants of resistance to AB, 50% of which are represented by bla-CTX-M. Out of 66 Escherichia coli, 59 (89.33%) had a genetic profile of antibiotic resistance, which was also dominated by bla-CTX-M (67.80%). However, in the Enterobacter cloacae group, it was possible to determine the presence of the studied genes only in 8.10% of cases. K. pneumoniae carrying three antibiotic resistance genes bla-CTX-M, bla-SHV, bla-TEM was isolated once from a sample of the cervical canal of a woman aged 27 years. E. coli strains carrying the CTX-M gene were isolated from 3 mother-child pairs out of 135 cases: in mothers – from the discharge of the cervical canal in the third trimester of pregnancy, in newborns – from feces in the first week of life, which can indicate possible transmission of an AB-resistant microorganism either in utero or through the birth canal. Conclusions. Thus, in the course of the study, determinants of antibiotic resistance of enterobacteria isolated from patients of the perinatal center were identified in 64.4% of cases. The dominant gene leading to the occurrence of AD among ESBL is the bla-CTX-M gene. The number of strains with an established genetic profile of resistance to AB is less among Enterobacter cloacae (p<0.001). In order to study the genetic profile in more detail and to identify the mechanisms for the formation of antibiotic resistance, it is necessary to expand the detection of observed genes

антибиотикорезистентностьэнтеробактериигены bla-CTX-Mbla-SHVbla-TEMantibiotic resistanceenterobacteriabla-CTX-Mbla-SHVbla-TEM genesReferencesКосякова К. Г., Эсауленко Н. Б., Каменева О. А. и др. Распространенность генов карбапенемаз, qacE, qacEΔ1 и cepA у множественно-резистентных грамотрицательных бактерий с различной чувствительностью к хлоргексидину. Эпидемиология и Вакцинопрофилактика. 2020;19(5):49-60. https://doi.org/10.31631/2073-3046-2020-19-5-49-60Kosyakova K.G., Esaulenko N.B., Kameneva O.A., Kazakov S.P., Dubinina A.Y., Mezina E.Y., Zaitsev A.A. Prevalence of Carbapenemase Genes, qacE, qacEΔ1 and cepA in Multidrug-Resistant Gram-Negative Bacteria with Different Susceptibility to Chlorhexidine. Epidemiology and Vaccinal Prevention. 2020;19(5):49–60 (In Russ.) https://doi.org/10.31631/2073-3046-2020-19-5-49-60Milic M, Siljic M, Cirkovic V, et al. Colonization with Multidrug-Resistant Bacteria in the First Week of Life among Hospitalized Preterm Neonates in Serbia: Risk Factors and Outcomes. Microorganisms. 2021 Dec 17;9(12):2613. doi: 10.3390/microorganisms9122613. PMID: 34946217; PMCID: PMC8709168Milic M, Siljic M, Cirkovic V, et al. Colonization with Multidrug-Resistant Bacteria in the First Week of Life among Hospitalized Preterm Neonates in Serbia: Risk Factors and Outcomes. Microorganisms. 2021 Dec 17;9(12):2613. doi: 10.3390/microorganisms9122613. PMID: 34946217; PMCID: PMC8709168Chen Y., Brook T.C., Soe C.Z., et al. Preterm infants harbour diverse Klebsiella populations, including atypical species that encode and produce an array of antimicrobial resistance- and virulence-associated factors. Microb Genom. 2020 Jun;6(6):e000377. doi: 10.1099/mgen.0.000377. PMID: 32436839; PMCID: PMC7371107.Chen Y., Brook T.C., Soe C.Z., et al. Preterm infants harbour diverse Klebsiella populations, including atypical species that encode and produce an array of antimicrobial resistance-and virulence-associated factors. Microb Genom. 2020 Jun;6(6):e000377. doi: 10.1099/mgen.0.000377. PMID: 32436839; PMCID: PMC7371107.Collins A., Weitkamp J.H., Wynn J.L. Why are preterm newborns at increased risk of infection? Arch Dis Child Fetal Neonatal Ed. 2018 Jul;103(4):F391-F394. doi: 10.1136/archdischild-2017-313595. Epub 2018 Jan 30. PMID: 29382648; PMCID: PMC6013388.Collins A., Weitkamp J.H., Wynn J.L. Why are preterm newborns at increased risk of infection? Arch Dis Child Fetal Neonatal Ed. 2018 Jul;103(4):F391-F394. doi: 10.1136/archdischild-2017-313595. Epub 2018 Jan 30. PMID: 29382648; PMCID: PMC6013388.Giannoni E. Agyeman PKA, Stocker M, et al. Neonatal Sepsis of Early Onset, and Hospital-Acquired and Community-Acquired Late Onset: A Prospective Population-Based Cohort Study. J Pediatr. 2018 Oct;201:106-114.e4. doi: 10.1016/j.jpeds.2018.05.048. Epub 2018 Jul 24. PMID: 30054165.Giannoni E. Agyeman PKA, Stocker M, et al. Neonatal Sepsis of Early Onset, and Hospital-Acquired and Community-Acquired Late Onset: A Prospective Population-Based Cohort Study. J Pediatr. 2018 Oct;201:106-114.e4. doi: 10.1016/j.jpeds.2018.05.048. Epub 2018 Jul 24. PMID: 30054165.Nordberg V., Peralta AQ, Galindo T, et al. High proportion of intestinal colonization with successful epidemic clones of ESBL-producing Enterobacteriaceae in a neonatal intensive care unit in Ecuador. PLoS One. 2013 Oct 11;8(10):e76597. doi: 10.1371/journal.pone.0076597. PMID: 24146896; PMCID: PMC3795716.Nordberg V., Peralta AQ, Galindo T, et al. High proportion of intestinal colonization with successful epidemic clones of ESBL-producing Enterobacteriaceae in a neonatal intensive care unit in Ecuador. PLoS One. 2013 Oct 11;8(10):e76597. doi: 10.1371/journal.pone.0076597. PMID: 24146896; PMCID: PMC3795716.Peleg A.Y., Hooper D.C. Hospital-acquired infections due to gram-negative bacteria. N Engl J Med. 2010 May 13;362(19):1804-13. doi: 10.1056/NEJMra0904124. PMID:20463340; PMCID: PMC3107499Peleg A.Y., Hooper D.C. Hospital-acquired infections due to gram-negative bacteria. N Engl J Med. 2010 May 13;362(19):1804-13. doi: 10.1056/NEJMra0904124. PMID: 20463340; PMCID: PMC3107499Almogbel M., Altheban A., Alenezi M., et al. CTX-M-15 Positive Escherichia coli and Klebsiella pneumoniae Outbreak in the Neonatal Intensive Care Unit of a Maternity Hospital in Ha’il, Saudi Arabia. Infect Drug Resist. 2021 Jul 23;14:2843–2849. doi: 10.2147/IDR.S317079. PMID: 34326652; PMCID: PMC8316756Almogbel M., Altheban A., Alenezi M., et al. CTX-M-15 Positive Escherichia coli and Klebsiella pneumoniae Outbreak in the Neonatal Intensive Care Unit of a Maternity Hospital in Ha’il, Saudi Arabia. Infect Drug Resist. 2021 Jul 23;14:2843–2849. doi: 10.2147/IDR.S317079. PMID: 34326652; PMCID: PMC8316756Liu J., Fang Z., Yu Y., et al. Pathogens distribution and antimicrobial resistance in bloodstream infections in twenty-five neonatal intensive care units in China, 2017–2019. Antimicrob Resist Infect Control. 2021 Aug 16;10(1):121. doi: 10.1186/s13756-021-00989-6. PMID: 34399840; PMCID: PMC8365905Liu J., Fang Z., Yu Y., et al. Pathogens distribution and antimicrobial resistance in bloodstream infections in twenty-five neonatal intensive care units in China, 2017–2019. Antimicrob Resist Infect Control. 2021 Aug 16;10(1):121. doi: 10.1186/s13756-021-00989-6. PMID: 34399840; PMCID: PMC8365905Feng D.Y.. Zhou Y.Q., Zou X.L., et al. Factors influencing mortality in hospital-acquired pneumonia caused by Gram-negative bacteria in China. J Infect Public Health. 2019 Sep-Oct;12(5):630–633. doi: 10.1016/j.jiph.2019.02.014. Epub 2019 Feb 26. PMID: 30824328Feng D.Y.. Zhou Y.Q., Zou X.L., et al. Factors influencing mortality in hospital-acquired pneumonia caused by Gram-negative bacteria in China. J Infect Public Health. 2019 Sep-Oct;12(5):630–633. doi: 10.1016/j.jiph.2019.02.014. Epub 2019 Feb 26. PMID: 30824328Сужаева Л. В., Егорова С. А. Резистентность к антимикробным препаратам штаммов Escherichia coli, выделенных из микробиоты кишечника детей. Клиническая лабораторная диагностика. – 2020. – Т. 65. – № 10. – С. 638–644. – DOI 10.18821/0869-2084-2020-65-10-638-644.Suzhaeva L. V., Egorova S. А. Antimicrobial resistance of Escherichia coli, isolated from children’s intestinal microbiota. Klinicheskaya Laboratornaya Diagnostika (Russian Clinical Laboratory Diagnostics). 2020; 65 (10): 638–644 (in Russ.). DOI: http://dx.doi.org/10.18821/0869-2084-2020-65-10-638-644.Castanheira M., Simner P.J., Bradford P.A. Extended-spectrum β-lactamases: an update on their characteristics, epidemiology and detection. JAC Antimicrob Resist. 2021 Jul 16;3(3):dlab092. doi: 10.1093/jacamr/dlab092. PMID: 34286272; PMCID: PMC8284625Castanheira M., Simner P.J., Bradford P.A. Extended-spectrum β-lactamases: an update on their characteristics, epidemiology and detection. JAC Antimicrob Resist. 2021 Jul 16;3(3):dlab092. doi: 10.1093/jacamr/dlab092. PMID: 34286272; PMCID: PMC8284625Виноградова А. Г. Кузьменков А. Ю., Виноградова А. Г. Организация данных как основа локального мониторинга антибиотикорезистентности. Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. 2020. Т. 22. № 2. С. 137–141. DOI 10.36488/cmac.2020.2.137-141.Vinogradova A.G., Kuzmenkov A.Yu. Data handling as a basis for local antimicrobial resistance surveillance. Clinical Microbiology and Antimicrobial Chemotherapy. 2020. T. 22. № 2. S. 137–141 (in Russ.). DOI 10.36488/cmac.2020.2.137-141Baier C., Pirr S., Ziesing S., et al. Prospective surveillance of bacterial colonization and primary sepsis: findings of a tertiary neonatal intensive and intermediate care unit. J Hosp Infect. 2019 Jul;102(3):325–331. doi: 10.1016/j.jhin.2019.01.021. Epub 2019 Feb 1. PMID: 30716339Baier C., Pirr S., Ziesing S., et al. Prospective surveillance of bacterial colonization and primary sepsis: findings of a tertiary neonatal intensive and intermediate care unit. J Hosp Infect. 2019 Jul;102(3):325–331. doi: 10.1016/j.jhin.2019.01.021. Epub 2019 Feb 1. PMID: 30716339Припутневич Т. В., Любасовская Л. А., Шувалова М. П. и др. Инфекции, связанные с оказанием медицинской помощи (ИСМП), в родовспомогательных учреждениях Российской Федерации (состояние проблемы в начале XXI века). Вестник Российской академии медицинских наук. 2021. – Т. 76. – № 2. – С. 133–141. – DOI 10.15690/vramn1523Priputnevich T.V., Lyubasovskaya L.A., Shuvalova M.P., et al. Healthcare-Associated Infections in Maternity Hospitals of Russian Federation (the State of the Problem at the Beginning of the XXI Century). Annals of the Russian Academy of Medical Sciences. 2021;76(2):133–141 (in Russ.). DOI 10.15690/vramn1523Устюжанин А. В., Чистякова Г. Н., Ремизова И. И. Филогенетический анализ нуклеотидных последовательностей гена uge, детектированного в штаммах Klebsiella pneumoniae. Эпидемиология и Вакцинопрофилактика. 2020;19(3):28–32. DOI 10.31631/2073-3046-2020-19-3-28-32Ustyuzhanin AV, Chistyakova GN, Remizova II. Phylogenetic Analysis of the Nucleotide Sequences of the Uge Gene Detected in Klebsiella pneumoniae Strains. Epidemiology and Vaccinal Prevention. 2020;19(3):28–32 (In Russ.). https://doi:10.31631/2073-3046-2020-19-3-28-32http://static.government.ru/media/files/onJ3GY3ObDGqLDvrED7AhpLF3ywRRFpp.pdf, дата обращения 08.02.2022http://static.government.ru/media/files/onJ3GY3ObDGqLDvrED7AhpLF3ywRRFpp.pdf, data obrashcheniya 08.02.2022Устюжанин А. В., Чистякова Г. Н., Ремизова И. И. Филогенетический анализ родства штаммов Klebsiella pneumoniae по генам uge и fim. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2020. Т. 97. № 6. С. 556–563. DOI 10.36233/0372-9311-2020-97-6-6.Ustyuzhanin A.V., Chistyakova G.N. Remizova I.I. The relatedness of Klebsiella pneumoniae strains based on phylogenetic analysis of uge and fim genes. Journal of Microbiology, Epidemiology and Immunobiology (Zhurnal mikrobiologii, epidemiologii i immunobiologii). 2020. – T. 97. – № 6. – S. 556– 563. – DOI 10.36233/0372-9311-2020-97-6-6Носкова О. А. , Савилов Е. Д., Чемезова Н. Н., Белькова Н. Л. Антибиотикорезистентность возбудителей генерализованных гнойно-септических инфекций у детей. Эпидемиология и Вакцинопрофилактика. 2020;19(6):56–61. https://doi.org/10.31631/2073-3046-2020-19-6-56-61Noskova O.A., Savilov E.D., Chemezova N.N., Belkova N.L. Antibiotic Resistance of Pathogens of Generalized Purulent Septic Infections in Children. Epidemiology and Vaccinal Prevention. 2020;19(6):56– 61 (In Russ.). https://doi.org/10.31631/2073-3046-2020-19-6-56-61Yang Y., Liu J., Muhammad M., et al. Factors behind the prevalence of carbapenem-resistant Klebsiella pneumoniae in pediatric wards. Medicine (Baltimore). 2021 Sep 10;100(36):e27186. doi: 10.1097/MD.0000000000027186. PMID: 34516520; PMCID: PMC8428699Yang Y., Liu J., Muhammad M., et al. Factors behind the prevalence of carbapenem-resistant Klebsiella pneumoniae in pediatric wards. Medicine (Baltimore). 2021 Sep 10;100(36):e27186. doi: 10.1097/MD.0000000000027186. PMID: 34516520; PMCID: PMC8428699

The authors declare that there are no conflicts of interest present.