epidemiologyЭпидемиология и ВакцинопрофилактикаEpidemiology and Vaccinal Prevention2073-30462619-0494«Numicom» LLC10.31631/2073-3046-2023-22-4-49-55epidemiology-1852Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL ARTICLESГенетические детерминанты антибиотикорезистентности энтеробактерий, выделенных в ходе микробиологического мониторинга в перинатальном центреGenetic determinants of antibiotic resistance in enterobacteria isolated during microbiological monitoring in the perinatal centerhttps://orcid.org/0000-0001-8521-7652УстюжанинА. В.UstyuzhaninA. V.

Александр Владимирович Устюжанин – кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник научного отделения иммунологии, микробиологии, патоморфологии и цитодиагностики

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

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

1, St. Repina, Yekaterinburg, 620028

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

Гузель Нуховна Чистякова – доктор медицинских наук, профессор, руководитель научного отделения иммунологии, микробиологии, патоморфологии и цитодиагностики

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

 

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

1, St. Repina, Yekaterinburg, 620028

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

Ирина Ивановна Ремизова – кандидат биологических наук, старший научный сотрудник научного отделения иммунологии, микробиологии, патоморфологии и цитодиагностики

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

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

1, St. Repina, Yekaterinburg, 620028

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

Анна Алексеевна Маханёк – младший научный сотрудник

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

Anna A. Makhanyok

1, St. Repina, Yekaterinburg, 620028

makhanechek@bk.ruФГБУ «Уральский научно-­исследовательский институт охраны материнства и младенчества» Миндрав РоссииРоссияUral Scientific Research Institute of Maternity and Child CareRussian Federation2023210920232244955Copyright © Устюжанин А.В., Чистякова Г.Н., Ремизова И.И., Маханёк А.А., 20232023Устюжанин 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/1852Актуальность

Актуальность. В настоящее время исследования распространённости антибиотикорезистентности и её генетических основ сосредоточены, главным образом, на взрослом населении, хотя бактерии с множественной лекарственной устойчивостью регистрируются в качестве этиологических агентов генерализованной инфекции и в акушерско-гинекологических и педиатрических медицинских организациях. Изучение распространённости генетических детерминант антибиотикорезистентности актуально во всех возрастных группах пациентов.

Цель

Цель. Проанализировать результаты исследований по выявлению генетических детерминант антибиотикорезистентности энтеробактерий, выделенных в ходе микробиологического мониторинга в перинатальном центре.

Материалы и методы

Материалы и методы. Генетический профиль устойчивости к антибиотикам (АБ) изучали у БЛРСпродуцирующих штаммов, выделенных от 45 женщин и 35 детей, обследованных в отделениях ФГБУ «НИИ ОММ» Минздрава России. Для определения детерминант антибиотикорезистентности исследовали не дублирующие друг друга 80 штаммов 7 видов семейства Enterobacteriaceae. Для оценки статистической значимости различий частоты встречаемости генов использовали критерий c2 Пирсона с поправкой Йейтса.

Результаты и обсуждение

Результаты и обсуждение. При анализе результатов молекулярно-генетической детекции детерминант антибиотикорезистентности, проведенной нами в 2022г. установлено, что в штаммах бактерий, выделенных от пациентов отделений НИИ ОММ г. Екатеринбурга, обнаружено 8 геновариантов, устойчивых к бета-лактамным антибиотикам. Доминирующим геном, как и в 2021г., остается blaCTX-M-1, обнаруженный в 29 случаях. Ген blaTEM был выявлен как в ассоциации с другими генами, так и в моноварианте в штаммах Escherichia coli и Klebsiella pneumoniae. Из восьми штаммов K. pneumonia в четырех установлены сразу три гена антибиотикорезистентности blaCTX-M, blaTEM, blaSHV, однократно выделялись штаммы с генетическим профилем blaCTX-M, blaTEM, blaSHV, blaNDM; и blaTEM, blaSHV, blaKPC. В одном штамме K. pneumoniae, фенотипически проявляющем устойчивость к АБ, не обнаружено генетических детерминант АБ резистентности. Кроме устойчивости к бета-лактамным антибиотикам штаммы демонстрируют резистентность к таким группам антибактериальных препаратов, как фторхинолоны, производные фосфоновой кислоты (фосфомицин), аминогликозиды. Полученные данные свидетельствуют о том, что кишечник новорождённых в период нахождения на стационарном этапе выхаживания в ряде случаев колонизирован штаммами энтеробактерий с множественной лекарственной устойчивостью. Следовательно, дети являются резервуаром резистентных микроорганизмов и могут быть источниками возбудителей инфекционных заболеваний в семьях и детских организованных коллективах.

Relevance

Relevance. Currently, studies of the prevalence of antibiotic resistance and its genetic characteristics are focused primarily on the adult population, although infection with multiple drug infection has been registered as etiological agents of a general infection in obstetric and gynecological and pediatric institutions. The study of the prevalence of genetic determinants of antibiotic resistance is an important area of scientific research.

Aim

Aim. To analyze the results of the studies carried out to identify the genetic determinants of antibiotic resistance of enterobacteria isolated during microbiological monitoring in the perinatal center.

Materials and methods

Materials and methods. The genetic profile of antibiotic resistance was studied in ESBL-producing strains isolated from 45 women and 35 children examined at the departments of the Federal State Budgetary Institution «NII OMM» of the Ministry of Health of Russia. To determine the determinants of antibiotic resistance, 80 non-duplicate strains of 7 species of the Enterobacteriaceae family were studied. DNA of bacterial cells was isolated from a daily culture of microorganisms using the PROBA-NK kit, detection of the tem, ctx-M-1, shv genes; oxa-40-like, oxa-48-like, oxa-23-like, oxa-51-like, imp, kpc, ges, ndm, vim were carried out using the diagnostic kit «BacResista GLA» on the detecting amplifier DT-48 (DNA -technology, Russia). To assess the statistical significance of differences in the frequency of occurrence of genes, Pearson's c2 test with Yates' correction was used.

Results and discussion

Results and discussion. When analyzing the results of studies on the molecular genetic detection of antibiotic resistance determinants, which we conducted in 2022, it was found that 8 genovariants were found in bacterial strains isolated from patients of the departments of the Research Institute of OMM in Yekaterinburg, providing resistance to beta-lactam antibiotics. The dominant genome, as in 2021, remains blaCTX-M-1, found in 29 cases. The blaTEM gene was identified both in association with other genes and as a single variant in Escherichiae coli and Klebsiella pneumoniae strains. Of the eight strains of K. pneumoniae, 4 were found to have three antibiotic resistance genes blaCTX-M, blaTEM, blaSHV, strains with a genetic profile of blaCTX-M, blaTEM, blaSHV, blaNDM were isolated once; and blaTEM, blaSHV, blaKPC. In one strain of K. pneumoniae, phenotypically showing resistance to AB, no genetic determinants of AB resistance were found. In addition to resistance to beta-lactam antibiotics, the strains demonstrate resistance to such groups of antibacterial drugs as fluoroquinolones, phosphonic acid derivatives (fosfomycin), and aminoglycosides. The data obtained indicate that the intestines of newborns during their stay at the stationary stage of nursing in some cases are colonized by strains of enterobacteria with multidrug resistance. Consequently, children are a reservoir of resistant microorganisms and can be sources of pathogens of infectious diseases in families and children's organized groups.

антибиотикорезистентностьгенетический профильblaCTX-MblaTEMblaSHVblaNDMblaKPCEnterobacteriaceaeantibiotic resistancegenetic profileblaCTX-MblaTEMblaSHVblaNDMblaKPCEnterobacteriaceaeReferencesMeropol S., Stange K., Jacobs M., et al. Bacterial Colonization and Antibiotic Resistance in a Prospective Cohort of Newborn Infants During the First Year of Life// Open Forum Infect Dis. 2016 Dec 5;3(4):ofw221. doi: 10.1093/ofid/ofw221.Meropol S., Stange K., Jacobs M., et al. Meropol S.B. Bacterial Colonization and Antibiotic Resistance in a Prospective Cohort of Newborn Infants During the First Year of Life// Open Forum Infect Dis. 2016 Dec 5;3(4):ofw221. doi: 10.1093/ofid/ofw221.Li W., Tapiainen T., Brinkac L., et al. Vertical Transmission of Gut Microbiome and Antimicrobial Resistance Genes in Infants Exposed to Antibiotics at Birth // J Infect Dis. 2021 Vol 13;224(7). P.1236–1246. doi: 10.1093/infdis/jiaa155.Li W., Tapiainen T., Brinkac L., et al. Vertical Transmission of Gut Microbiome and Antimicrobial Resistance Genes in Infants Exposed to Antibiotics at Birth. J Infect Dis. 2021 Vol 13;224(7). P.1236–1246. doi: 10.1093/infdis/jiaa155.Тимофеева О. Г., Поликарпова С. В. Локальный микробиологический мониторинг штаммов Enterobacterales, продуцирующих карбапенемазы// Лабораторная служба. – 2019 8 (3):14–19. https://doi.org/10.17116/labs2019803114.Timofeeva O.G., Polikarpova S.V. Lokal’nyj mikrobiologicheskij monitoring shtammov Enterobacterales, produciruyushchih karbapenemazy. Laboratornaya sluzhba. – 2019 8 (3):14–19. https://doi.org/10.17116/labs2019803114Gu S., Lai J., Kang W., et al Drug resistance characteristics and molecular typing of Escherichia coli isolates from neonates in class A tertiary hospitals: A multicentre study across China // J Infect. 2022 Nov; 85(5). P. 499–506. doi: 10.1016/j.jinf.2022.09.014.Gu S., Lai J., Kang W., et al Drug resistance characteristics and molecular typing of Escherichia coli isolates from neonates in class A tertiary hospitals: A multicentre study across China. J Infect. 2022 Nov; 85(5). P. 499–506. doi: 10.1016/j.jinf.2022.09.014.Белов А. В., Пырегов А. В.,Трошин П. В. и др. Современное состояние проблемы и клиническое наблюдение терапии акушерского сепсиса, вызванного ESKAPEпатогенами // Акушерство и гинекология. – 2022. – № 4. – С. 164–175. – DOI 10.18565/aig.2022.4.164–175.Belov A. V., Pyregov A. V.,Troshin., P. V., et al. Sovremennoe sostoyanie problemy i klinicheskoe nablyudenie terapii akusherskogo sepsisa, vyzvannogo ESKAPE-patogenami. Akusherstvo i ginekologiya. 2022;4:164–175. DOI 10.18565/aig.2022.4.164–-175.Сердюкова Д. М., Шабанова Н. Е., Любасовская Л. А. и др.Современное состояние антибиотикорезистентности оппортунистических патогенов и уровня потребления антибактериальных препаратов в акушерском стационаре федерального значения третьего уровня // Антибиотики и химиотерапия. – 2019. – Т. 64. – № 11-12. – С. 39–47. – DOI 10.1016/0235-2990-2019-64-11-12-39-47.Serdyukova D. M., SHabanova N. E., Lyubasovskaya L. A., et al. Sovremennoe sostoyanie antibiotikorezistentnosti opportunisticheskih patogenov i urovnya potrebleniya antibakterial’nyh preparatov v akusherskom stacionare federal’nogo znacheniya tret’ego urovnya. Antibiotiki i himioterapiya. 2019;(64)11–12:39–47. DOI 10.1016/0235-2990-2019-64-11-12-39-47.Устюжанин А. В., Чистякова Г. Н., Ремизова И. И. и др. Распространенность генов антибиотикорезистентности bla-CTX-M, bla-SHV, bla-TEM в штаммах энтеробактерий, выделенных от пациентов перинатального центра // Эпидемиология и вакцинопрофилактика. – 2022. – Т. 21. – № 3. – С. 44–49. – DOI 10.31631/2073-3046-2022-21-3-44-49.Ustyuzhanin A.V., Chistyakova G.N., Remizova I.I., Makhanyok A.A. Prevalence of antibiotic resistance genes bla-CTX-M, bla-SHV, bla-TEM in enterobacteria strains isolated from perinatal center patients. Epidemiology and Vaccinal Prevention. 2022;21(3):44-49. (In Russ.) https://doi.org/10.31631/2073-3046-2022-21-3-44-49Точилина А. Г., Соловьева И. В., Белова И. В. и др. Опыт использования MALDI TOF минисеквенирования для исследования бета-лактамаз типа ТЕМ штаммов K. pneumoniae, циркулирующих в педиатрических стационарах // Журнал МедиАль. – 2020. – № 2(26). – С. 18–23. – DOI 10.21145/2225-0026-2020-2-18-23.Tochilina A. G., Solov’eva I. V., Belova I. V., et al. Opyt ispol’zovaniya MALDI TOF minisekvenirovaniya dlya issledovaniya beta-laktamaz tipa TEM shtammov K. pneumoniae, cirkuliruyushchih v pediatricheskih stacionarah // ZHurnal MediAl’. 2020;2(26):18–23. DOI 10.21145/2225-0026-2020-2-18-23.Белова И. В., Точилина А. Г., Соловьева И. В. и др. Характеристика госпитальных штаммов Klebsiella pneumoniae, циркулирующих в педиатрическом стационаре // Здоровье населения и среда обитания ЗНиСО. – 2019. – № 8(317). – С. 25–29. – DOI 10.35627/2219-5238/2019-317-8-25-29.Belova I. V.,Tochilina A. G., Solov’eva I. V., et al. Harakteristika gospital’nyh shtammov Klebsiella pneumoniae, cirkuliruyushchih v pediatricheskom stacionare // Zdorov’e naseleniya i sreda obitaniya ZNiSO. 2019;8(317):25–29. DOI 10.35627/2219-5238/2019-317-8-25-29.Агеевец В.A., Агеевец И.В., Сидоренко С.В. Конвергенция множественной резистентности и гипервирулентности у Klebsiella pneumoniae // Инфекция и иммунитет. 2022. Т. 12, No 3. C. 450–460. doi: 10.15789/2220-7619-COM-1825.Ageevec V.A., Ageevec I.V., Sidorenko S.V. Konvergenciya mnozhestvennoj rezistentnosti i gipervirulentnosti u Klebsiella pneumoniae. Infekciya i immunitet. 2022. T. 12, No 3. C. 450–460. doi: 10.15789/2220-7619-COM-1825Findlay J., Poirel L., Juhas M., et al. KPC-Mediated Resistance to Ceftazidime-Avibactam and Collateral Effects in Klebsiella pneumoniae // Antimicrob Agents Chemother. 2021 Aug 17;65(9):e0089021. doi: 10.1128/AAC.00890-21.Findlay J., Poirel L., Juhas M., et al. KPC-Mediated Resistance to Ceftazidime-Avibactam and Collateral Effects in Klebsiella pneumoniae. Antimicrob Agents Chemother. 2021 Aug 17;65(9):e0089021. doi: 10.1128/AAC.00890-21.Гординская Н. А., Борискина Е. В., Кряжев Д. В. Фенотипические и молекулярно-генетические особенности антибиотикорезистентности клинических изолятов Klebsiella pneumoniae в стационарах Нижнего Новгорода // Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. 2022. – 3 . с 268–272. doi 10.36488/cmac.2022.3.268–272.Gordinskaya N.A., Boriskina E.V., Kryazhev D.V. Fenotipicheskie i molekulyarno-geneticheskie osobennosti antibiotikorezistentnosti klinicheskih izolyatov Klebsiella pneumoniae v stacionarah Nizhnego Novgoroda. Klinicheskaya mikrobiologiya i antimikrobnaya himioterapiya. 2022. – 3. S. 268–272. doi 10.36488/cmac.2022.3.268–272.

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