Научная статья на тему 'ХАРАКТЕРИСТИКА ИЗОЛЯТОВ STENOTROPHOMONAS MALTOPHILIA, ВЫДЕЛЕННЫХ ОТ ПАЦИЕНТОВ С МУКОВИСЦИДОЗОМ В РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ'

ХАРАКТЕРИСТИКА ИЗОЛЯТОВ STENOTROPHOMONAS MALTOPHILIA, ВЫДЕЛЕННЫХ ОТ ПАЦИЕНТОВ С МУКОВИСЦИДОЗОМ В РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

CC BY
29
5
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
STENOTROPHOMONAS MALTOPHILIA / МУКОВИСЦИДОЗ / СИКВЕНС-ТИПЫ / АНТИБИОТИКОРЕЗИСТЕНТНОСТЬ / ИНТЕГРОН

Аннотация научной статьи по фундаментальной медицине, автор научной работы — Бочарова Юлия Александровна, Савинова Т. А., Лямин А. В., Кондратенко О. В., Поликарпова С. В.

Stenotrophomonas maltophilia является распространённым условно-патогенным возбудителем, относится к группе бактерий, имеющих доказанное клиническое значение в развитии лёгочной инфекции при муковисцидозе. Цель работы - оценка спектра устойчивости к антибиотикам и сиквенс-типовой принадлежности изолятов S. maltophilia, выделенных у пациентов с муковисцидозом в Российской Федерации, определение генетических основ выявленной антибиотикорезистентности. Объектами исследования послужили изоляты S. maltophilia, выделенные из дыхательных путей 170 пациентов с муковисцидозом. Чувствительность к антибиотикам определяли при помощи тест-систем Sensititre Gram Negative GNX2F Plate и интерпретировали согласно критериям Института клинических и лабораторных стандартов США (CLSI). Полногеномное секвенирование проводили на платформе MGISEQ-2000. Для анализа геномов использована программа SPAdes, платформа Galaxy, сервисы ResFinder, Integrall, PubMLST. Штаммы S. maltophilia идентифицированы у 24 (14%) пациентов, у одного из пациентов выделено два различающихся штамма. Изоляты принадлежали к 17 сиквенс-типам (ST), в том числе к пяти новым ST. Самым распространённым являлся сиквенс-тип ST4. К цефтазидиму резистентны 60% изолятов, к тикарциллину-клавуланату - 32%, к левофлоксацину - 24%, к триметоприму-сульфаметоксазолу - 12% штаммов. Все изоляты чувствительны к миноциклину. Все штаммы сиквенс-типа ST4 были резистентны или имели промежуточную чувствительность к цефтазидиму и тикарциллину-клавуланату. У двух исследованных изолятов выявлен ген устойчивой к сульфаниламидам дигидроптероатсинтазы (sul1). У одного из изолятов ген sul1 входил в состав интегрона класса 1. В составе интегрона, помимо sul1, находились гены бета-лактамазы GES-7 (blaGES-7) и аминогликозид-модифицирующего фермента AAC(6’)-Ib-cr (aac(6’)-Ib-cr). Самым распространённым сиквенс-типом среди штаммов S. maltophilia, выделенных у пациентов с муковисцидозом в Российской Федерации, являлся ST4. Гены плазмидной резистентности выявлены у единичных штаммов и представлены генами sul1, aac(6’)-Ib-cr и blaGES-7.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по фундаментальной медицине , автор научной работы — Бочарова Юлия Александровна, Савинова Т. А., Лямин А. В., Кондратенко О. В., Поликарпова С. В.

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

CHARACTERISTICS OF STENOTROPHOMONAS MALTOPHILIA ISOLATES FROM CYSTIC FIBROSIS PATIENTS IN RUSSIA

Stenotrophomonas maltophilia is a common opportunistic microorganism and an important respiratory pathogen in cystic fibrosis (CF). The aim of this study was to determine antimicrobial resistance phenotypes, sequence-types (ST) and genetic determinants of antibiotic resistance in S. maltophilia strains recovered from CF patients in Russia. S. maltophilia isolates recovered from 170 CF patients were analyzed. Minimum inhibitory concentrations of antibacterial agents were determined using Sensititre Gram Negative GNX2F plates and the results were interpreted according to Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI) criteria. Whole-genome sequencing (WGS) was performed on MGISEQ-2000 platform. SPAdes software, Galaxy, ResFinder, Integrall and PubMLST were used for analysis of WGS data. S. maltophilia strains were identified from 24/170 (14%) CF patients. In total, 25 isolates were detected, two strains were isolated from the same patient. The isolates belonged to 17 different STs, including 5 new STs; ST4 was the most prevalent ST. Resistance to ceftazidime was observed in 60% of strains, to ticarcillin-clavulanate - in 32%, to levofloxacin - in 24%, to trimethoprim/sulfamethoxazole - in 12% of strains. All isolates were susceptible to minocycline. All ST4 isolates were resistant or intermediate to ceftazidime and ticarcillin-clavulanate. In two isolates, the sul1 gene was detected. In one isolate, sul1 was part of a class 1 integron. The detected integron also contained the blaGES-7 and aac(6’)-Ib-cr genes. The ST4 sequence-type was the most prevalent ST among S. maltophilia strains recovered from CF patients in Russia. Antibiotic resistance genes, including sul1, blaGES-7, aac(6’)-Ib-cr, were detected in single strains.

Текст научной работы на тему «ХАРАКТЕРИСТИКА ИЗОЛЯТОВ STENOTROPHOMONAS MALTOPHILIA, ВЫДЕЛЕННЫХ ОТ ПАЦИЕНТОВ С МУКОВИСЦИДОЗОМ В РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ»

КЛИНИЧЕСКИЕ МОЛЕКУЛЯРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

КЛИНИЧЕСКИЕ МОЛЕКУЛЯРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2022

Бочарова Ю.А.1, Савинова Т.А.1, Лямин А.В.2, Кондратенко О.В.2, Поликарпова С.В.3, Жилина С.В.4, Фёдорова Н.И.1, Семыкин С.Ю.1, Чаплин А.В.1, Коростин Д.О.1, Маянский Н.А.1, Чеботарь И.В.1

ХАРАКТЕРИСТИКА ИЗОЛЯТОВ STENOTROPHOMONASMALTOPHILIA, ВЫДЕЛЕННЫХ ОТ ПАЦИЕНТОВ С МУКОВИСЦИДОЗОМ В РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

1 ФГАОУ ВО РНИМУ им. Н.И. Пирогова Минздрава РФ, 117997, Москва, Россия;

2 ФГБОУ ВО «Самарский государственный медицинский университет» Минздрава РФ, 443099, Самара, Россия; 3ГБУЗ «Городская клиническая больница № 15 им. О.М. Филатова» Департамента здравоохранения города Москвы, 111539, Москва, Россия;

4ГБУЗ «Морозовская детская городская клиническая больница» Департамента здравоохранения города Москвы, 119049, Москва, Россия

Stenotrophomonas maltophilia является распространённым условно-патогенным возбудителем, относится к группе бактерий, имеющих доказанное клиническое значение в развитии лёгочной инфекции при муковисцидозе. Цель работы -оценка спектра устойчивости к антибиотикам и сиквенс-типовой принадлежности изолятов S. maltophilia, выделенных у пациентов с муковисцидозом в Российской Федерации, определение генетических основ выявленной антибиотикорези-стентности. Объектами исследования послужили изоляты S. maltophilia, выделенные из дыхательных путей 170 пациентов с муковисцидозом. Чувствительность к антибиотикам определяли при помощи тест-систем Sensititre Gram Negative GNX2F Plate и интерпретировали согласно критериям Института клинических и лабораторных стандартов США (CLSI). Полногеномное секвенирование проводили на платформе MGISEQ-2000. Для анализа геномов использована программа SPAdes, платформа Galaxy, сервисы ResFinder, Integrall, PubMLST. Штаммы S. maltophilia идентифицированы у 24 (14%) пациентов, у одного из пациентов выделено два различающихся штамма. Изоляты принадлежали к 17 сиквенс-типам (ST), в том числе к пяти новым ST. Самым распространённым являлся сиквенс-тип ST4. К цефтазидиму резистентны 60% изолятов, к тикарциллину-клавуланату - 32%, к левофлоксацину - 24%%, к триметоприму-сульфаме-токсазолу -12% штаммов. Все изоляты чувствительны к миноциклину. Все штаммы сиквенс-типа ST4 были резистентны или имели промежуточную чувствительность к цефтазидиму и тикарциллину-клавуланату. У двух исследованных изолятов выявлен ген устойчивой к сульфаниламидам дигидроптероатсинтазы (sull). У одного из изолятов ген sull входил в состав интегрона класса 1. В составе интегрона, помимо sull, находились гены бета-лактамазы GES-7 (blaG7) и аминогликозид-модифицирующего фермента AAC(6')-Ib-cr (aac(6')-Ib-cr). Самым распространённым сиквенс-типом среди штаммов S. maltophilia, выделенных у пациентов с муковисцидозом в Российской Федерации, являлся ST4. Гены плазмидной резистентности выявлены у единичных штаммов и представлены генами sul1, aac(6')-Ib-cr и blaGES-7.

Ключевые слова: Stenotrophomonas maltophilia; муковисцидоз; сиквенс-типы; антибиотикорезистентность; ин-тегрон.

Для цитирования: Бочарова Ю.А., Савинова Т.А., Лямин А.В., Кондратенко О.В., Поликарпова С.В., Жилина С.В., Фёдорова Н.И., Семыкин С.Ю., Чаплин А.В., Коростин Д.О., Маянский Н.А., Чеботарь И.В. Характеристика изолятов Stenotrophomonas maltophilia, выделенных от пациентов с муковисцидозом в Российской Федерации. Клиническая лабораторная диагностика. 2022; 67 (5): 315-320. DOI: https://dx.doi.org/10.51620/0869-2084-2022-67-5-315-320 Для корреспонденции: Бочарова Юлия Александровна, канд. мед. наук, ст. науч. сотр. лаб. мол. микробиологии; е-mail: [email protected]

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Финансирование. Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства Здравоохранения Российской Федерации по Государственному заданию «Молекулярно-генетические механизмы возникновения и утраты антибиотикорези-стентности у актуальных оппортунистических патогенов» (ЕГИСУНИОКТР № 121060200152-8). Благодарности. Авторы благодарят Центр высокоточного редактирования и генетических технологий для биомедицины ФГАОУ ВО РНИМУ им. Н.И. Пирогова Минздрава РФ за поддержку с методической частью исследования/работы. Поступила 22.02.2022 Принята к печати 11.03.2022 Опубликовано 21.05.2022

CLINICAL MOLECULAR STUDIES

Bocharova Yu.A1, Savinova T.A.1, LyaminA.V.2, Kondratenko O.V.2, PolikarpovaS.V.3, ZhilinaS.V.4, Fedorova N.I.1, Semykin S.Yu.1, Chaplin A.V.1, Korostin D.O.1, Mayansky N.A.1, Chebotar I.V.1 CHARACTERISTICS OF STENOTROPHOMONASMALTOPHILIA ISOLATES FROM CYSTIC FIBROSIS PATIENTS IN RUSSIA

1Pirogov Russian National Research Medical University, 117997, Moscow, Russia; 2Samara State Medical University, 43099, Samara, Russia; 3Filatov Municipal Clinical Hospital, 111539, Moscow, Russia; 4Morozov City Children's Clinical Hospital, 119049, Moscow, Russia

Stenotrophomonas maltophilia is a common opportunistic microorganism and an important respiratory pathogen in cystic fibrosis (CF). The aim of this study was to determine antimicrobial resistance phenotypes, sequence-types (ST) and genetic determinants of antibiotic resistance in S. maltophilia strains recovered from CF patients in Russia.

S. maltophilia isolates recovered from 170 CF patients were analyzed. Minimum inhibitory concentrations of antibacterial agents were determined using Sensititre Gram Negative GNX2Fplates and the results were interpreted according to Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI) criteria. Whole-genome sequencing (WGS) was performed on MGISEQ-2000 platform. SPAdes software, Galaxy, ResFinder, Integrall and PubMLST were used for analysis of WGS data. S. maltophilia strains were identifiedfrom 24/170 (14%) CF patients. In total, 25 isolates were detected, two strains were isolated from the same patient. The isolates belonged to 17 different STs, including 5 new STs; ST4 was the most prevalent ST. Resistance to ceftazidime was observed in 60% of strains, to ticarcillin-clavulanate - in 32%, to levofloxacin - in 24%%, to trimethoprim/sulfamethoxazole - in 12% of strains. All isolates were susceptible to minocycline. All ST4 isolates were resistant or intermediate to ceftazidime and ticarcillin-clavulanate. In two isolates, the sul1 gene was detected. In one isolate, sul1 was part of a class 1 integron. The detected integron also contained the blaGES_7 and aac(6')-Ib-cr genes. The ST4 sequence-type was the most prevalent ST among S. maltophilia strains recovered from CF patients in Russia. Antibiotic resistance genes, including sul1, blaGES aac(6')-Ib-cr, were detected in single strains.

Key words: Stenotrophomonas maltophilia; cystic fibrosis; sequence type; antibiotic resistance; integron.

For citation: Bocharova Yu.A., Savinova T.A., Lyamin A.V., Kondratenko O.V., Polikarpova S.V., Zhilina S.V., Fedorova N.I., Semykin S.Yu., Chaplin A.V., Korostin D.O., Mayansky N.A., Chebotar I.V. Characteristics of Stenotrophomonas maltophilia isolates from cystic fibrosis patients in Russia. Klinicheskaya Laboratornaya Diagnostika (Russian Clinical Laboratory Diagnostics). 2022; 67 (5): 315-320 (in Russ.). DOI: https://dx.doi.org/10.51620/0869-2084-2022-67-5-315-320

For correspondence: Bocharova Yu.A., MD, PhD, Senior researcher of the Laboratory of Molecular Microbiology; e-mail: [email protected]

Information about authors:

Bocharova Yu.A, http://orcid.org/0000-0003-0197-0255;

Savinova T.A., https://orcid.org/0000-0002-5484-5098;

Lyamin A.V., https://orcid.org/0000-0002-5905-1895;

Kondratenko O.V., https://orcid.org/0000-0002-7750-9468.

Polikarpova S.V., https://orcid.org/0000-0003-3201-0804;

Zhilina S.V., https://orcid.org/0000-0003-0084-1013;

Fedorova N.I., https://orcid.org/0000-0001-6244-4182;

Semykin S.Yu., https://orcid.org/0000-0003-1419-6756;

Chaplin A.V., https://orcid.org/0000-0003-1377-7153;

Korostin D.O., https://orcid.org/0000-0003-1343-2550;

Mayansky N.A., https://orcid.org/0000-0001-8077-5313;

Chebotar I.V., https://orcid.org/0000-0002-6691-2171.

Conflict of interests. The authors declare absence of conflict of interests.

Funding. The study was supported by the Ministry of Health of the Russian Federation (Project ID121060200152-8).

Acknowledgment. We thank the Center for Precision Genome Editing and Genetic Technologies for Biomedicine (Moscow) for

the genetic research methods.

Received 22.02.2022

Accepted 11.03.2022

Published 21.05.2022

Введение. Stenotrophomonas таНорЫНа - единственный вид рода Stenotrophomonas, представителей которого систематически выделяют из инфекционных локусов человека. Являясь условно-патогенным возбудителем, X таНорЫНа не только представляет реальную опасность для иммунокомпрометированных пациентов, но и является причиной множества тяжёлых заболеваний, которые нередко заканчиваются фатальными исходами. Описаны случаи септического шока, эндокардитов, менингитов, перитонитов, ассоциированных с X. таЮрЫНа [1 - 4]. При муковисцидозе (МВ) X. таЮрЫНа расценивается в качестве критически опасного патогена, стойкое присут-

ствие которого в мокроте/аспирате служит неблагоприятным прогностическим критерием [5].

Основа патогенетического успеха X. таЮрЫНа базируется на сочетании экологической пластичности, наличии достаточного набора факторов патогенности и главное - чрезвычайно широкого спектра природной устойчивости к антибиотикам.

X. таНорЫНа - бактерии убиквисты, одной из естественных ниш обитания которых является почва, а точнее ризосфера - слой почвы, прилегающий к корневой системе растений [6]. Жизнь в ризосфере означает приспособленность к существованию в быстро

меняющихся природных условиях, включая колебания температуры и влажности, неприхотливость в отношении питания, способность к выживанию в насыщенном антибиотическими субстанциями микробиоме. Совокупность перечисленных свойств обеспечивает адаптационные возможности, позволяющие S. maltophilia закрепляться в самых разнообразных объектах, включая организм человека. К важнейшим факторам патоген-ности S. maltophilia следует отнести адгезины (протеин Smf-1 и др.), системы контактной секреции 1, 2, 3, 4, 5, 6-го типов, которые актуальны для реализации острого воспаления, липополисахариды, аппарат биоплёнкоо-бразования (включая токсичные для человека экзополи-сахариды), протеазы, нуклеазы, липазы/фосфолипазы [7]. Согласно мнению экспертов Европейского комитета по тестированию антимикробной резистентности (The European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing, EUCAST) S. maltophilia обладает природной резистентностью к бензилпенициллину, цефалоспоринам 1-го и 2-го поколения, ампициллину, амоксициллину, амоксициллин-клавуланату, ампициллин-сульбактаму, тикарциллину, цефотаксиму, цефтриаксону, азтреонаму, эртапенему, имипенему, меропенему, аминогликозидам, триметоприму (но не триметоприму-сульфаметоксазо-лу), фосфомицину, тетрациклину (но не доксициклину, миноциклину и тигециклину), гликопептидам, липогли-копептидам, макролидам, линкозамидам, стрептограми-нам, рифампицину, оксазолидонам [8]. Кроме природной резистентности S. maltophilia быстро приобретает адаптивную резистентность к левофлоксацину, триме-топриму-сульфаметоксазолу, миноциклину [9, 10].

В клинике S. maltophilia чаще всего ассоциируется с поражениями лёгких при МВ. В настоящее время накоплено достаточно информации о геномных особенностях штаммов S. maltophilia, выделенных от пациентов с МВ в различных регионах мира. Считается, что изо-ляты S. maltophilia от пациентов с МВ характеризуются высоким генетическим (сиквенс-типовым) разнообразием без преобладания определённых клональных линий [11]. В Российской Федерации исследований подобного рода не проводилось.

Цель работы - оценка распространения устойчивости к антибиотикам и сиквенс-типовой принадлежности изолятов S. maltophilia, выделенных от пациентов с муковисцидозом в Российской Федерации, определение генетических основ выявленной антибиотикорезистент-ности.

Материал и методы. Объектами исследования послужили штаммы S. maltophilia, выделенные из мокроты и верхних дыхательных путей пациентов с МВ в январе-феврале 2020 года. Среди пациентов были представители 49 регионов РФ в возрасте от 1 года до 33 лет. Общее количество пациентов составило 170 человек (5,4% от общего числа пациентов с МВ в Российской Федерации) [12]. Штаммы идентифицировали при помощи MALDI-ToF масс-спектрометрии на приборе VITEK MS (bioMerieux). Минимальные подавляющие концентрации антибиотиков (МПК) определяли с использованием тест-систем Sensititre Gram Negative GNX2F AST Plate (Thermo Fisher Scientific). Результаты интерпретировали, основываясь на рекомендациях Института клинических и лабораторных стандартов США (Clinical and Laboratory Standards Institute - CLSI; 2020 г.) [13]. В соответствии с критериями интерпретации МПК, рекомендованными CLSI, изоляты разделяли на

КЛИНИЧЕСКИЕ МОЛЕКУЛЯРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

три группы: чувствительные («susceptible», S), штаммы с промежуточной чувствительностью («intermediate», I) резистентные («resistant», R).

Для получения бактериальной ДНК использованы суточные культуры S. maltophilia, выращенные на агаре Mюллера-Xинтона (Becton Dickinson, США). Bыделе-ние ДНК проводили с использованием наборов QIAamp DNA Mini Kit (Qiagen). ДНК-библиотеки готовили при помощи ультразвуковой фрагментации (Covaris) бактериальной ДНК (400 нг) с последующей репарацией концевых последовательностей и лигированием адаптеров (MGI). Для измерения концентрации бактериальной ДНК и ДНК-библиотек использован прибор Qubit 4 (Thermo Fisher Scientific). Очистку ДНК-библиотек осуществляли с использованием магнитных частиц Agencourt AMPure XP (Beckman). Полногеномное сек-венирование проводили на платформе MGISEQ-2000 (MGI). Длина прочтений составила 250 пар оснований.

Сборку бактериального генома осуществляли при помощи программы SPAdes 3.14 [14]. Для исключения возможности контаминации и контроля полноты сборки использован веб-сервер Contest16S и программу CheckM [15, 16]. Оценку качества сборки проводили при помощи QUAST 5.0 [17]. Для анализа геномов использованы сервисы ResFinder, Galaxy и база данных Integrall [18 - 20]. Сиквенс-тип изолятов определяли по стандартной схеме мультилокусного сиквенс-типирова-ния для S. maltophilia с использованием данных полногеномного секвенирования [21].

Результаты. Штаммы S. maltophilia обнаружены у 24/170 (14%) пациентов, при этом от одного из пациентов выделено два изолята. Bœro выявлено 25 штаммов S. maltophilia. Данные полных геномов выявленных изо-лятов депонированы в базе данных GenBank (BioProject № PRJNA799609).

Исследованные изоляты принадлежали к 17 различным сиквенс-типам (ST), в том числе, к пяти новым ST (рис. 1). Сиквенс-типы ST4 и ST162 представлены семью (28% штаммов) и двумя (8% штаммов) изолятами соответственно, все изоляты выделены от разных пациентов. Bыявлено по одному изоляту известных сиквенс-типов ST115, ST116, ST183, ST212, ST365, ST440, ST5, ST500, STS4, ST94 и новых сиквенс-типов STS25, STS24, ST823, ST822. Новый сиквенс-тип ST821 представлен двумя изолятами, выделенными от одного пациента, при этом число однонуклеотидных полиморфизмов (SNP), обнаруженных при сравнении геномов штаммов ST821, составило 205 SNP, что свидетельствует о штаммовом различии изолятов.

Более половины исследованных штаммов резистентны к цефтазидиму. Резистентность к тикарциллину-кла-вуланату демонстрировали 32% изолятов, к левофлокса-цину - 24%, к триметоприму-сульфаметоксазолу - 12% штаммов. Bœ изоляты чувствительны к миноциклину. Результаты определения чувствительности к антибиотикам исследованных изолятов S. maltophilia представлены в таблице. Bœ штаммы сиквенс-типа ST4 были резистентны или имели промежуточную чувствительность к цефтазидиму и тикарциллину-клавуланату. Штаммы, резистентные к триметоприму-сульфаметоксазолу, принадлежали к ST4, ST162 и новому STS24.

Гены плазмидной резистентности выявлены у двух изолятов. Изоляты принадлежали к сиквенс-типам STS24 и ST162, содержали в геноме ген, устойчивой к сульфаниламидам дигидроптероатсинтазы (sull), резистентны к

CLINICAL MOLECULAR STUDIES

Сиквенс-типовая принадлежность 25 штаммов 5. таНорЫНа, выделенных у пациентов с муковисцидозом

1/25

1/25

1/25

2/25

■ ST4

■ ST162

□ ST821*

□ ST115

□ ST116

■ ST183

□ ST212

■ ST365

□ ST440

■ ST5

□ ST500

■ ST84

□ ST94

■ ST825*

□ ST824*

■ ST823*

1/25 1/25 1/25

Рис. 1. Сиквенс-типовая принадлежность 25 штаммов X. таЫоркШа, выделенных от пациентов с муковисцидозом. * - Новые сиквенс-типы.

Рис. 2. Интегрон класса 1, обнаруженный в геноме изолята X. таЫоркШа ST162.

триметоприму-сульфаметоксазолу. У одного из изолятов (8Т162) ген sul1 входил в состав интегрона класса 1. Интегрон состоял из нескольких частей: 5'-консервативного сегмента, З'-консервативного сегмента и вариабельного региона (рис. 2). В состав 5'-консервативного сегмента входил ген интегразы Ш11, в состав З'-консервативного сегмента - гены qacEД1 и sul1. Вариабельный регион интегрона представлен генами ЫааЕ&7 (ген бета-лактамазы ОЕ8-7) и аас(6')-1Ь-сг (ген аминогликозид-модифициру-ющего фермента ААС(6')-1Ь-сг).

Обсуждение. Штаммы X. таЮрНШа обнаружены у 14% пациентов с МВ, что превышает соответствующий показатель, ранее зарегистрированный среди пациентов с МВ в Российской Федерации. По данным Регистра больных МВ Российской Федерации за 2019 год количество случаев высева X. таЮрНШа из респираторного тракта не превышало 9% [12]. Полученные данные соответствуют показателям распространённости X. таНо-

рНШа среди респираторных патогенов, высеваемых у пациентов с МВ в США и в большинстве стран Европы (до 16%), за исключением таких стран, как Австрия и Норвегия, где X. таЮрНШа обнаруживается в респираторном тракте почти у 20% пациентов [22, 23].

Исследованные штаммы X. таНорНШа характеризовались высоким сиквенс-типовым разнообразием и большим количеством новых сиквенс-типов (обнаружено и зарегистрировано пять новых 8Т). Подобное разнообразие описано и в предыдущих исследованиях. Например, в работе А. Esposito и соавт. [11], среди штаммов X. таНорНШа, выделенных от пациентов с МВ, выявлено 20 различных сиквенс-типов, в том числе 11 новых 8Т. Только 5 из 17 обнаруженных нами сиквенс-типов - 8Т162, 8Т183, 8Т4, 8Т5, 8Т84 - ранее регистрировались у МВ-пациентов в различных странах, при этом наиболее распространенным являлся сиквенс-тип 8Т5 [11, 24]. По результатам нашего исследования среди

КЛИНИЧЕСКИЕ МОЛЕКУЛЯРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ Чувствительность к антибиотикам штаммов S. таЫорЫИа, выделенных от пациентов с муковисцидозом в Российской Федерации

Антибиотик Количество штаммов, абс. (%)

Чувствительные штаммы Штаммы с промежуточной чувствительностью Резистентные штаммы

Тикарциллин-клавуланат 8 (32) 9 (36) 8 (32)

Цефтазидим 6 (24) 4 (16) 15 (60)

Левофлоксацин 15(60) 4 (16) 6 (24)

Миноциклин 25 (100) Нет Нет

Триметоприм-сульфаметоксазол 22 (88) 3 (12)

Примечание. * - В критериях интерпретации МПК триметоприма-сульфаметоксазола для £. такорНШа отсутствует категория «Штаммы с промежуточной чувствительностью».

изолятов X. таНорНШа, выделенных у пациентов с МВ, преобладал сиквенс-тип 8Т4 (28% штаммов).

Большинство исследованных штаммов X. таНорНШа чувствительны к триметоприму-сульфаметоксазолу, ле-вофлоксацину, миноциклину (88%, 60% и 100% чувствительных изолятов, соответственно). К тикарциллину-клавуланату и цефтазидиму чувствительны всего 32% и 24% штаммов, соответственно. Сравнивая полученные данные с данными европейских исследований, следует отметить, что в Европе наиболее эффективными антибиотиками в отношении изолятов X. таНорНШа, выделенных у МВ-пациентов, являлись, как и в нашей работе, триме-топрим-сульфаметоксазол и миноциклин, эффективность левофлоксацина зависела от сиквенс-типовой принадлежности изолята (резистентность к левофлоксацину ассоциирована с принадлежностью к 8Т179, не обнаруженному в нашем исследовании) [11]. По нашим результатам, все штаммы, принадлежащие к 8Т4, резистентны или имеют промежуточную чувствительность к тикарциллину-кла-вуланату и цефтазидиму, что в совокупности с высокой распространённостью 8Т4 свидетельствует о принадлежности 8Т4-изолятов к эпидемиологически опасным штаммам X. таНорНШа с «патогенным» генотипом [25].

Гены плазмидной резистентности обнаружены в геномах всего двух изолятов X. таНорНШа. Отсутствие чувствительности к антибиотикам у других штаммов может быть связано с наличием альтернативных механизмов резистентности. Устойчивость к триметоприму-сульфаметоксазолу у X. таНорНШа может быть обусловлена, помимо наличия su/-генов, гиперэкспрессией эффлюкс-систем 8теАВС и SmeDEF [26]. Гиперэкспрессия природных бета-лактамаз L1 и L2 ведёт к возникновению устойчивости к тикарциллину-клавула-нату, гиперэкспрессия L1 и L2 и/или мутации в генах эффлюкс-системы SmeGH - к цефтазидиму [27, 28]. Устойчивость к левофлоксацину у X. таНорНШа при отсутствии плазмидных qnr-генов (гены пептидов, защищающих ДНК-гиразу и топоизомеразу IV от действия фторхинолонов) связывают с модификациями мишеней действия фторхинолонов (мутации в генах ДНК-гиразы и топоизомеразы IV) или гиперэкспрессией эффлюкс-систем SmeDEF и SmeVWX [29].

Интегрон, обнаруженный нами у ST162-изолята, имеет характерное для интегронов класса 1 строение. Ген интегразы М11 входит в состав 5'-консервативного сегмента, З'-консервативный сегмент представлен генами su/1 и qacEД1 (неполный ген белка, обеспечивающего устойчивость к детергентам) [30]. Вариабельный регион включал в себя генные кассеты: аас(6')-1Ь-сг и Ыа(ЗЕ&7. Ген аас(6')-1Ь-сг кодирует аминогликозид-модифицирую-

щий фермент AAC(6')-Ib-cr, способный инактивировать не только аминогликозиды, но и фторхинолоны, и широко распространён среди грамотрицательных бактерий [31]. Ген blaGES7 встречается гораздо реже и ранее выявлялся всего у нескольких видов бактерий, включая Enterobacter cloacae, Aeromonas veronii, Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli [31, 20]. Бета-лактамаза GES-7 обладает гидролитической активностью в отношении цефалоспоринов и карбапенемов [31]. Поскольку бактерии S. maltophilia природно резистентны к данным группам антибиотиков, наличие GES-7 у отдельных штаммов не даёт им преимущества перед другими изолятами, однако, blaGES 7 в составе интегрона может передаваться при генетических рекомбинациях бактериям других видов и обеспечивать у них формирование резистентного фенотипа [32].

Заключение. Резистентные свойства и сиквенс-ти-повые характеристики изолятов S. maltophilia, изолированных от пациентов с МВ в Российской Федерации, близки к соответствующим общемировым показателям. Выявлен ряд феноменов, которые нуждаются в особом внимании из-за их теоретической новизны и практической значимости. Во-первых, среди часто встречающихся штаммов ST4 (28% в структуре выделенных изолятов) не было ни одного изолята, чувствительного к тикарциллину-клавуланату и цефтазидиму (согласно критериям CLSI). Это свидетельствует о потенциальной эпидемиологической опасности со стороны S. malto-philia ST4 на территории России. Во-вторых, некоторые изоляты S. maltophilia от пациентов с МВ являются носителями генов плазмидной резистентности к антибиотикам, к которым у S. maltophilia имеется природная устойчивость. Такие гены не увеличивают опасность S. maltophilia для конкретного пациента, но их обнаружение имеет важное эпидемиологическое значение, поскольку штаммы-носители плазмидной резистентности могут быть источником генов устойчивости для других нозокомиальных возбудителей внутри стационара. Штаммы-носители генов плазмидной резистентности должны активно выявляться системой инфекционного контроля с целью предотвращения распространения антибиотикорезистентности.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

ЛИТЕРАТУРА (пп.2-11, 11-32 см. REFERENCES)

1. Панина М. В., Клясова Г. А., Новичкова Г. А., Байдильдина Д. Д., Литвинов Д. В., Горонкова О. В. и др. Клинические проявления и исход бактериемии, вызванной Stenotrophomonas maltophilia, у детей с гематологическими и онкологическими заболеваниями. Вопросы гематологии/онкологии и иммунопатологии в педиатрии. 2014; 13(2):31-41.

CLINICAL MOLECULAR STUDIES

12. Данные с сайта Всероссийской ассоциации для больных муко-висцидозом. Регистр больных муковисцидозом в Российской Федерации. 2019 год. Available at: https://mukoviscidoz.org/doc/ registr/site_Registre_2019.pdf (дата обращения: январь 2022 г.)

REFERENCES

1. Panina M.V., Klyasova G.A., Novichkova G.A., Baidildina D.D., Litvinov D.V., Goronkova O.V. et al. Clinical manifestations and outcome of Stenotrophomonas maltophilia bacteremia in children with hematological and oncological deseases. Voprosy gematologii/ onkologii i immunopatologii v pediatrii. 2014; 13(2): 31-41. (in Russian)

2. Reynaud Q., Weber E., Gagneux-Brunon A., Suy F., Romeyer-Bouchard C., Lucht F. et al. Late Stenotrophomonas maltophilia pacemaker infective endocarditis.Med. Mal. Infect. 2015; 45(3):95-7. DOI: 10.1016/j.medmal.2015.01.016.

3. Wang C. H., Hsu S. W., Tsai T. H., Wang N. C. An outbreak of trim-ethoprim/sulfamethoxazole-resistant Stenotrophomonas maltophilia meningitis associated with neuroendoscopy. J. Med. Sci. 2014; 34(5):235-7. DOI: 10.4103/1011-4564.143653.

4. Millan-Diaz B., Gonzalez-Tabares L., Cobelo-Casas C., Lopez-Vazquez M., Calvino-Varela J. Stenotrophomonas maltophilia: A rare cause of peritonitis in capd patients. Nefrologia. 2017; 37(6):646-7. DOI: 10.1016/j.nefro.2017.03.018.

5. Waters V., Atenafu E.G., Lu A., Yau Y., Tullis E., Ratjen F. Chronic Stenotrophomonas maltophilia infection and mortality or lung transplantation in cystic fibrosis patients. J. Cyst. Fibros. 2013; 12(5):482-6. DOI: 10.1016/j.jcf.2012.12.006.

6. Adegoke A.A., Stenstrom T.A., Okoh A.I. Stenotrophomonas maltophilia as an emerging ubiquitous pathogen: looking beyond contemporary antibiotic therapy. Front. Microbiol. 2017; 8:2276. DOI: 10.3389/fmicb.2017.02276.

7. Menetrey Q., Sorlin P., Jumas-Bilak E., Chiron R., Dupont C., Marchandin H. Achromobacter xylosoxidans and Stenotroph-omonas maltophilia: emerging pathogens well-armed for life in the cystic fibrosis patients' lung. Genes (Basel). 2021; 12(5):610. DOI: 10.3390/genes12050610.

8. European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing (EUCAST). Intrinsic Resistance and Unusual Phenotypes. Version 3.3, October 2021. Available at: https://www.eucast.org/expert_ rules_and_intrinsic_resistance/ (accessed: February 2022).

9. Zaj^c O.M., Tyski S., Laudy A.E. Phenotypic and molecular characteristics of the MDR efflux pump gene-carrying Stenotrophomonas maltophilia strains isolated in Warsaw, Poland. Biology. 2022; 11(1):105. DOI: 10.3390/biology11010105.

10. Baseri Z., Dehghan A., Yaghoubi S., Razavi S. Prevalence of resistance genes and antibiotic resistance profile among Stenotro-phomonas maltophilia isolates from hospitalized patients in Iran. New Microbes New Infect. 2021; 44:100943. DOI: 10.1016/j. nmni.2021.100943.

11. Esposito A., Pompilio A., Bettua C., Crocetta V., Giacobazzi E., Fis-carelli E. et al. Evolution of Stenotrophomonas maltophilia in cystic fibrosis lung over chronic infection: a genomic and phenotypic population study. Front. Microbiol. 2017; 8:1590. DOI: 10.3389/ fmicb.2017.01590.

12. Russian Association for patients with cystic fibrosis. Available at: https://mukoviscidoz.org/doc/registr/site_Registre_2019.pdf (accessed: January 2022). (in Russian)

13. Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI). Available at: http://em100.edaptivedocs.net/dashboard.aspx (accessed: January 2022).

14. Bankevich A., Nurk S., Antipov D., Gurevich A.A., Dvorkin M., Kulikov A.S. et al. SPAdes: a new genome assembly algorithm and

its applications to single-cell sequencing. J. Comput. Biol. 2012; 19(5):455-77. DOI: 10.1089/cmb.2012.0021.

15. Lee I., Chalita M., Ha S.M., Na S.I., Yoon S.H., Chun J. Con-tEst16S: an algorithm that identifies contaminated prokaryotic genomes using 16S RNA gene sequences. Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 2017; 67(6):2053-7. DOI: 10.1099/ijsem.0.001872.

16. Parks D.H., Imelfort M., Skennerton C.T., Hugenholtz P., Tyson G.W. CheckM: assessing the quality of microbial genomes recovered from isolates, single cells, and metagenomes. Genome Res. 2015; 25(7):1043-55. DOI: 10.1101/gr.186072.114.

17. Gurevich A., Saveliev V., Vyahhi N., Tesler G. QUAST: quality assessment tool for genome assemblies. Bioinformatics. 2013; 29(8):1072-5. DOI: 10.1093/bioinformatics/btt086.

18. ResFinder 4.1. Available at: https://cge.cbs.dtu.dk/services/Res-Finder (accessed: January 2022).

19. Galaxy. Available at: https://usegalaxy.org/ (accessed: January 2022).

20. Integrall. The Integron Database. Available at: http://integrall.bio. ua.pt/ (accessed: January 2022).

21. Public databases for molecular typing and microbial genome diversity (PubMLST). Available at: https://pubmlst.org/ bigsdb?db=pubmlst_smaltophilia_seqdef (accessed: January 2022).

22. Cystic Fibrosis Foundation. 2019 Patient registry annual data report. Available at: https://www.cff.org/sites/default/files/2021-10/2019-Patient-Registry-Annual-Data-Report.pdf (accessed: January 2022).

23. European Cystic Fibrosis Society Patient Registry Annual Data report 2019. Available at: https://www.ecfs.eu/sites/default/files/ general-content-images/working-groups/ecfs-patient-registry/ECF-SPR_Report_2019_v1_23Dec2021.pdf (accessed: January 2022).

24. Public databases for molecular typing and microbial genome diversity (PubMLST). Stenotrophomonas maltophilia. Available at: https://pubmlst.org/bigsdb?db=pubmlst_smaltophilia_ isolates&page=query (accessed: January 2022).

25. Corlouer C., Lamy B., Desroches M., Ramos-Vivas J., Mehiri-Zghal E., Lemenand O. et al. Stenotrophomonas maltophilia healthcare-associated infections: identification of two main pathogenic genetic backgrounds. J. Hosp. Infect. 2017; 96(2):183-8. DOI: 10.1016/j. jhin.2017.02.003.

26. Herrera-Heredia S.A., Pezina-Cantu C., Garza-Gonzalez E., Bocanegra-Ibarias P., Mendoza-Olazaran S., Morfin-Otero R. et al. Risk factors and molecular mechanisms associated with trimethoprim-sulfamethoxazole resistance in Stenotrophomonas maltophilia in Mexico. J. Med. Microbiol. 2017; 66(8):1102-9. DOI: 10.1099/jmm.0.000550.

27. Blanco P., Corona F., Martinez J.L. Involvement of the RND efflux pump transporter SmeH in the acquisition of resistance to ceftazidime in Stenotrophomonas maltophilia. Sci. Rep. 2019; 9:4917. DOI: 10.1038/s41598-019-41308-9.

28. Huang H.H., Chen P.Y., Hu R.M., Lin Y.T., Li L.H., Yang T.C. Impacts of L1 promoter variation and L2 clavulanate susceptibility on ticarcillin-clavulanate susceptibility of Stenotrophomonas maltophilia. Antimicrob. Agents Chemother. 2018; 62(11):e01222-18. DOI: 10.1128/AAC.01222-18.

29. Azimi A., Rezaei F., Yaseri M., Jafari S., Rahbar M., Douraghi M. Emergence of fluoroquinolone resistance and possible mechanisms in clinical isolates of Stenotrophomonas maltophilia from Iran. Sci. Rep. 2021; 11:9582. DOI: 10.1038/s41598-021-88977-z.

30. Domingues S., da Silva G.J., Nielsen K.M. Integrons: Vehicles and pathways for horizontal dissemination in bacteria. Mob. Genet. Elements. 2012; 2(5):211-23. DOI: 10.4161/mge.22967.

31. The Comprehensive Antibiotic Resistance Database. Available at: https://card.mcmaster.ca/home (accessed: January 2022).

32. Ghaly T.M., Geoghegan J.L., Tetu S.G., Gillings MR. The peril and promise of integrons: beyond antibiotic resistance. Trends Microbiol. 2020; 28(6):455-64. DOI: 10.1016/j.tim.2019.12.002.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.