Антибиотикочувствительность выделенных на территории России штаммов Bordetella pertussis к эритромицину и азитромицину

Актуальность. Антибактериальные препараты широко применяются для лечения и профилактики инфекций верхних и нижних дыхательных путей. Однако масштабное, длительное, а также необоснованное применение антимикробных препаратов для лечения этих инфекций привело к возникновению резистентности у большинства патогенных микроорганизмов. Цель. Изучить антибиотикочувствительность циркулирующих на территории России штаммов возбудителя коклюша к эритромицину и азитромицину. Материалы и методы. В исследование включено 165 клинических изолятов B. pertussis, выделенных с 2014 г. по 2020 г. Антибиотикочувствительность к эритромицину и азитромицину определяли двумя методами: диско-диффузионным и с помощью МИК теста. Мутацию A2047G в гене 23S rRNA у штаммов B. pertussis выявляли в ПЦР с последующим секвенированием продуктов амплификации. Результаты и обсуждение. При использовании диско-диффузионного метода было выявлено, что диаметр зоны задержки роста к эритромицину у исследуемых изолятов варьировал в пределах 25–62 мм (медиана 44 мм), а диаметр зоны задержки роста к азитромицину колебался в пределах 22–80 мм (медиана 50 мм). При этом наличие зоны задержки роста диаметром ≥ 42 мм после 7 дней инкубации свидетельствовало о чувствительности штамма к этим антибиотикам. Учитывая этот критерий, было определено, что среди изученных штаммов 57 (34,5%) оказались резистентными к эритромицину и 23 (13,9%) – к азитромицину. Далее проведено исследование по установлению МПК эритромицина и азитромицина для 57 и 23 штаммов соответственно. В группу сравнения вошло 79 изолятов, относящихся по результатам предыдущего исследования к категории чувствительных. Значение МПК, равное 0,12 мкг/мл, рассматривалось в качестве cut-off для антибиотикочувствительности штаммов. Установлено, что МПК эритромицина и МПК азитромицина для изолятов B. pertussis находились в пределах 0,01–0,001 мкг/мл (медиана 0,001 мкг/мл) и 0,01–0,0001 мкг/мл (медиана 0,0001 мкг/мл) соответственно, и, следовательно, все изученные штаммы оказались чувствительными к этим антибиотикам. Проведенные молекулярно-генетические исследования показали, что у изолятов B. pertussis, которые имели зону задержки роста диаметром < 42 мм, также отсутствовала и мутация A2047G в гене 23S rRNA. Выводы. Полученные результаты свидетельствуют о том, что необходимо определить критерии оценки антибиотикочувствительности штаммов B. pertussis к эритромицину и азитромицину с помощью диско-диффузионного метода и использовать его только в качестве скринингового метода при мониторинге возбудителей коклюша с обязательной последующей оценкой МПК антибиотиков. По итогам проведенного исследования штаммы B. рertussis, выделенные в России в 2014–2020 гг., сохраняют свою чувствительность in vitro к эритромицину и азитромицину и проявляют гомозиготный фенотип.

1. Pechere J.C. Macrolide resistance mechanisms in Gram-positive cocci // International Journal of Antimicrobial Agents. 2001. Vol. 18. Suppl. 1. P. 25–28.

2. Bartkus J.M., Juni B.A., Ehresmann K., et al. Identification of a mutation associated with erythromycin resistance in Bordetella pertussis: implications for surveillance of antimicrobial resistance // Journal of Clinical Microbiology. 2003. Vol. 41, № 3. P. 1167–1172.

3. Menninger J.R. Functional consequences of binding macrolides to ribosomes // The Journal of Antimicrobial Chemotherapy. 1985. Vol. 16. Suppl. A. P. 23–34.

4. Бакулина Н. А., Ефимова О. Г., Высотский В. В. и др. Ультраструктура свежевыделенных штаммов B. Pertussis. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 1984. Т. 61, № 11. С. 24–26.

5. Wang Z., Han R., Liu Y., et al. Direct detection of erythromycin-resistant Bordetella pertussis in clinical specimens by PCR. Journal of Clinical Microbiology. 2015. Vol. 53, № 11. P. 3418–3422.

6. Waters V., Halperin S.A. Bordetella pertussis. In: Bennett J.E., Dolin R., Blaser M.J., editors. Mandell, Douglas, and Bennett’s principles and practice of infectious diseases. 8th edition. Philadelphia: Elsevier Science; 2014. P. 2619–2628.

7. Lewis K., Saubolle M.A., Tenover F.C., et al. Pertussis caused by an erythromycin-resistant strain of Bordetella pertussis. The Pediatric Infectious Disease Journal. 1995. Vol. 14, № 5. P. 388–391.

8. Korgenski K., Daly J.A. Surveillance and detection of erythromycin resistance in Bordetella pertussis isolates recovered from a pediatric population in the Intermountain West Region of the United States. Journal of Clinical Microbiology. 1997. Vol. 35, № 11. P. 2989–2991.

9. Mirzaei B., Bameri Z., Babaei R., et al Isolation of high level macrolide resistant Bordetella pertussis without transition mutation at domain V in Iran. Jundishapur Journal of Microbiology. 2015. Vol. 8, № 7. P. e18190.

10. Guillot S., Descours G., Gillet Y., et al. Macrolide resistant Bordetella pertussis infection in newborn girl, France. Emerging Infectious Diseases. 2012. Vol. 18, № 6. P. 966–968.

11. Kamachi K., Duong H.T., Dang A.D., et al. Macrolide-resistant Bordetella pertussis, Vietnam, 2016–2017. Emerging Infectious Diseases. 2020. Vol. 26, № 10. P. 2511–2513.

12. Wilson K.E., Cassiday P.K., Popovic T., et al. Bordetella pertussis isolates with a heterogeneous phenotype for erythromycin resistance. Journal of Clinical Microbiology. 2002. Vol. 40, № 8. P. 2942–2944.

13. Xu Z., Wang Z., Luan Y., et al. Genomic epidemiology of erythromycin-resistant Bordetella pertussis in China. Emerging Microbes & Infections. 2019. Vol. 8, № 1. P. 461–470.

14. Li L., Deng J., Ma X., et al. High prevalence of macrolide-resistant Bordetella pertussis and ptxP1 genotype, mainland China, 2014–2016. Emerging Infectious Diseases. 2019. Vol. 25, № 12. P. 2205–2214.

15. Wang Z., Cui Z., Li Y., et al. High prevalence of erythromycin-resistant Bordetella pertussis in Xi’an, China. Clinical Microbiology and Infection. 2014. Vol. 20, № 11. P. O825–O830.

16. Yang Y., Yao K., Ma X., et al. Variation in Bordetella pertussis susceptibility to erythromycin and virulence-related genotype changes in China (1970–2014). PLoS One. 2015. Vol. 10, № 9. P. e0138941.

17. Feng Y., Chiu C.H., Heininger U., et al. Emerging macrolide resistance in Bordetella pertussis in mainland China: findings and warning from the global pertussis initiative. The Lancet regional health. Western Pacific. 2021. Vol. 8. P. 100098.

18. Dinu S., Guillot S., Dragomirescu C.C., et al. Whooping cough in South-East Romania: a 1-year study. Diagnostic Microbiology and Infectious Disease. 2014. Vol. 78, № 3. P. 302–306.

19. Fry N.K., Duncan J., Vaghji L., et al. Antimicrobial susceptibility testing of historical and recent clinical isolates of Bordetella pertussis in the United Kingdom using the Etest method. European Journal of Clinical Microbiology & Infectious Diseases. 2010. Vol. 29, № 9. P. 1183–1185.

20. Galanakis E., Englund J.A., Abe P., et al. Antimicrobial susceptibility of Bordetella pertussis isolates in the state of Washington. International Journal of Antimicrobial Agents. 2007. Vol. 29, № 5. P. 609–611.

21. Horiba K., Nishimura N., Gotoh K., et al. Clinical manifestations of children with microbiologically confirmed pertussis infection and antimicrobial susceptibility of isolated strains in a regional hospital in Japan, 2008–2012. Japanese Journal of Infectious Diseases. 2014. Vol. 67, № 5. P. 345–348.

22. Jakubu V., Zavadilova J., Fabianova K., et al. Trends in the minimum inhibitory concentrations of erythromycin, clarithromycin, azithromycin, ciprofloxacin, and trimethoprim / sulfamethoxazole for strains of Bordetella pertussis isolated in the Czech Republic in 1967–2015. Central European Journal of Public Health. 2017. Vol. 25, № 4. P. 282–286.

23. Marchand-Austin A., Memari N., Patel S.N., et al. Surveillance of antimicrobial resistance in contemporary clinical isolates of Bordetella pertussis in Ontario, Canada. International Journal of Antimicrobial Agents. 2014. Vol. 44, № 1. P. 82–84.

24. Sintchenko V., Brown M., Gilbert G.L. Is Bordetella pertussis susceptibility to erythromycin changing? MIC trends among Australian isolates 1971–2006. The Journal of Antimicrobial Chemotherapy. 2007. Vol. 60, № 5. P. 1178–1179.

25. Souder E., Vodzak J., Evangelista A.T., et al. Antimicrobial susceptibility and molecular detection of pertactin-producing and pertactin-deficient Bordetella pertussis. The Pediatric Infectious Disease Journal. 2017. Vol. 36, № 1. P. 119–121.

26. Yao S.M., Liaw G.J., Chen Y.Y., et al. Antimicrobial susceptibility testing of Bordetella pertussis in Taiwan prompted by a case of pertussis in a paediatric patient. Journal of Medical Microbiology. 2008. Vol. 57. Pt. 12. P. 1577–1580.

27. Clinical and Laboratory Standards Institute. Performance standards for antimicrobial susceptibility testing, 31st edition. USA: Clinical and Laboratory Standards Institute; 2021.

28. European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing. Routine and extended internal quality control for MIC determination and disk diffusion as recommended by EUCAST, Version 11.0. Basel: EUCAST; 2021.

29. Hill B.C., Baker C.N., Tenover F.C. A simplified method for testing Bordetella pertussis for resistance to erythromycin and other antimicrobial agents. Journal of Clinical Microbiology. 2000. Vol. 38, № 3. P. 1151–1155.

30. Gordon K.A., Fusco J., Biedenbach D.J., et al. Antimicrobial susceptibility testing of clinical isolates of Bordetella pertussis from northern California: report from the SENTRY Antimicrobial Surveillance Program. Antimicrobial Agents and Chemotherapy. 2001. Vol. 45, № 12. P. 3599–3600.