Журналов:     Статей:        

Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2022; 99: 343-352

Результаты полногеномного секвенирования бактерий Acinetobacter baumannii, изолированных от пациентов стационаров северных регионов Тюменской области

Катаева Л. В., Колотова О. Н., Степанова Т. Ф., Кисличкина А. А., Шишкина Л. А., Мухина Т. Н.

https://doi.org/10.36233/0372-9311-231

Аннотация

Введение. Важной задачей нозокомиального инфекционного контроля является установление генетического родства группы изолятов, поиск источника, повлекшего возникновение инфекции. Наиболее распространённым возбудителем инфекций, связанных с оказанием медицинской помощи, является Acinetobacter baumannii.

Цель. Оценить результаты полногеномного секвенирования бактерий A. baumannii, изолированных из клинических образцов пациентов, находящихся на стационарном лечении в двух медицинских организациях северных регионов Тюменской области.

Материалы и методы. Исследовано 9 изолятов A. baumannii, выделенных из клинического материала пациентов. Бактериальные культуры идентифицировали с помощью масс-спектрометрии, проводили полногеномное секвенирование, мультилокусное сиквенс-типирование, поиск маркеров антибиотикорезистентности и генов, связанных с вирулентностью. Результаты. Исследованные штаммы принадлежат к сиквенс-типам ST2 и ST187 и относятся к международному клональному комплексу CC2. У всех изолятов A. baumannii обнаружены гены бета-лактамаз, гены резистентности к аминогликозидам, группе MLS-антибиотиков (макролиды, линкосамиды и стрептограмины) и тетрациклинам, кластер генов, связанных с вирулентностью (отвечающих за синтез ацинетобактина и связывания железа, поверхностный антиген 1 и порин).

Заключение. Изоляты A. baumannii, выделенные из клинического материала пациентов медицинской организации № 1, согласно анализу однонуклеотидного полиморфизма, относятся преимущественно к одному штамму бактерий. Изоляты A. baumannii, выделенные из клинического материала пациентов медицинской организации № 2, являются близкородственными. Способность различать клинические изоляты A. baumannii на уровне нескольких однонуклеотидных полиморфизмов в геноме позволит улучшить выявление источника инфекции, а данные полногеномного секвенирования могут способствовать рациональному назначению антибиотикотерапии и коррекции дезинфекционных и антисептических мероприятий.

Список литературы

1. Янович Ю.А., Рачина С.А., Сухорукова М.В., Савочкина Ю.А., Вацик М.В., Петров А.А. Нозокомиальная пневмония у взрослых: структура возбудителей и новые возможности этиологической диагностики. Фарматека. 2019; 26(5): 39–46. https://doi.org/10.18565/pharmateca.2019.5.39-46

2. Costa D.M., Johani K., Melo D.S., Lopes L.K.O., Lopes Lima L.K.O., Tipple A.F.V., et al. Biofilm contamination of hightouched surfaces in intensive care units: epidemiology and potential impacts. Lett. Appl. Microbiol. 2019; 68(4): 269–76. https://doi.org/10.1111/lam.13127

3. Чеботарь И.В., Лазарева А.В., Масалов Я.К., Михайлович В.М., Маянский Н.А. Acinetobacter: микробиологические, патогенетические и резистентные свойства. Вестник Российской академии медицинских наук. 2014; 69(9-10): 39–50. https://doi.org/10.15690/vramn.v69i9-10.1130

4. Oliveira R.A., Mancero J.M.P., Faria D.F., Poveda V.B. A retrospective cohort study of risk factors for surgical site infection following liver transplantation. Prog. Transplant. 2019; 29(2): 144–9. https://doi.org/10.1177/1526924819835831

5. Тапальский Д.В., Бонда Н.А. Acinetobacter baumannii: распространенность, спектр и динамика антибиотикорезистентности, чувствительность к комбинациям антибиотиков. Журнал Гродненского государственного медицинского университета. 2018; 16(3): 286–91. https://doi.org/10.25298/2221-8985-201816-3-286-291

6. Брусина Е.Б., Зуева Л.П., Ковалишена О.В., Стасенко В.Л., Фельдблюм И.В., Брико Н.И. и др. Инфекции, связанные с оказанием медицинской помощи: современная доктрина профилактики. Часть 2. Основные положения. Эпидемиология и вакцинопрофилактика. 2018; 17(6): 4–10. https://doi.org/10.31631/2073-3046-2018-17-4-10

7. Lemos E.V., de la Hoz F.P., Einarson T.R., McGhan W.F., Quevedo E., Castañeda C., et al. Carbapenem resistance and mortality in patients with Acinetobacter baumannii infection: systematic review and meta-analysis. Clin. Microbiol. Infect. 2014; 20(5): 416–23. https://doi.org/10.1111/1469-0691.12363

8. Tomczyk S., Zanichelli V., Grayson M.L., Twyman A., Abbas M., Pires D., et al. Control of carbapenem-resistant Entero bacteriaceae, Acinetobacter baumannii, and Pseudomonas aeruginosa in healthcare facilities: a systematic review and reanalysis of quasi-experimental studies. Clin. Infect. Dis. 2019; 68(5): 873–84. https://doi.org/10.1093/cid/ciy752

9. Cheng V.C.C., Wong S.C., Chen J.H.K., So S.Y.C., Wong S.C.Y., Ho P.L., et al. Control of multidrug-resistant Acinetobacter baumannii in Hong Kong: role of environmental surveillance in communal areas after a hospital outbreak. Am. J. Infect. Control. 2018; 46(1): 60–6. https://doi.org/10.1016/j.ajic.2017.07.010

10. Лавриненко А.В. Вирулентный Acinetobacter baumannii. Медицина и экология. 2019; (3): 24–9.

11. Kim S.Y., Park J.S., Hong Y.J., Kim T.S., Hong K., Song K.H., et al. Microarray-based nucleic acid assay and MALDI-TOF MS analysis for the detection of gram-negative bacteria in direct blood cultures. Am. J. Clin. Pathol. 2019; 151(2): 143–53. https://doi.org/10.1093/ajcp/aqy118

12. Козлова НАУЧНЫЙ СОТРУДНИК, Баранцевич Н.Е., Баранцевич Е.П. Антибиотикорезистентность возбудителей гнойно-септических инфекций в многопрофильном стационаре. Проблемы медицинской микологии. 2018; 20(1): 40–8. https://doi.org/10.15989/2220-9619-2018-1-99-84

13. Boucher H.W., Talbot G.H., Bradley J.S., Edwards J.E., Gilbert D., Rice L.B., et al. Bad bugs, no drugs: no ESKAPE! An update from the Infectious Diseases Society of America. Clin. Infect. Dis. 2009; 48(1): 1–12. https://doi.org/10.1086/595011

14. Leäo A.C., Menezes P.R., Oliveira M.S., Levin A.S. Acinetobacter spp. are associated with a higher mortality in intensive care patients with bacteremia: a survival analysis. BMC Infect. Dis. 2016; 16: 386. https://doi.org/10.1186/s12879-016-1695-8

15. Elkhatib W.F., Khalil M.A.F., Ashour H.M. Integrons and antiseptic resistance genes mediate resistance of Acinetobacter baumannii and Pseudomonas aeruginosa isolates from intensive care unit patients with wound infections. Curr. Mol. Med. 2019; 19(4): 286–93. https://doi.org/10.2174/1566524019666190321113008

16. Скурихина Ю.Е., Туркутюков В.Б. Микробиологические и молекулярно-генетические аспекты антибиотикорезистентности Pseudomonas aeruginosa и Acinetobacter baumannii. Эпидемиология и вакцинопрофилактика. 2019; 18(6): 34–8. https://doi.org/10.31631/2073-3046-2019-18-6-34-38

17. Сухорукова М.В., Эйдельштейн М.В., Склеенова Е.Ю., Иванчик Н.В., Тимохова А.В., Шек Е.А. и др. Антибиотикорезистентность нозокомиальных штаммов Acinetobacter spp. в стационарах России: результаты многоцентрового эпидемиологического исследования МАРАФОН в 2011– 2012 гг. Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. 2014; 16(4): 266–72. https://doi.org/10.36488/ cmac.2019.2.147-159

18. Melsen W.G., Rovers M.M., Koeman M., Bonten M.J. Estimating the attributable mortality of ventilator-associated pneumonia from randomized prevention studies. Crit. Care Med. 2011; 39(12): 2736–42. https://doi.org/10.1097/CCM.0b013e3182281f33

19. Kalil A.C., Metersky M.L., Klompas M., Muscedere J., Sweeney D.A., Palmer L.B., et al. Management of adults with hospital-acquired and ventilator-associated pneumonia: 2016 clinical practice guidelines by the infectious diseases society of America and the American thoracic society. Clin. Inf. Dis. 2016; 63(5): e61–e111. https://doi.org/10.1093/cid/ciw353

20. Barbier F., Andremont A., Wolff M., Bouadma L. Hospitalacquired pneumonia and ventilator-associated pneumonia: recent advances in epidemiology and management. Curr. Opin. Pulm. Med. 2013; 19(3): 216–28. https://doi.org/10.1097/mcp.0b013e32835f27be

21. Дмитриева Н.В., Эйдельштейн М.В., Агинова В.В., Григорьевская З.В., Петухова И.Н., Терещенко И.В. и др. Инфекции, вызванные Acinetobacter baumannii, у онкологических больных. Сибирский онкологический журнал. 2019; 18(3): 26–33. https://doi.org/10.21294/1814-4861-2019-18-3-26-33

22. Munier A.L., Biard L., Legrand M., Rousseau C., Lafaurie M., Donay J.L., et al. Incidence, risk factors and outcome of multidrug resistant Acinetobacter baumannii nosocomial infections during an outbreak in a burn unit. Int. J. Infect. Dis. 2019; 79: 179–84. https://doi.org/10.1016/j.ijid.2018.11.371

23. Zhou H., Yao Y., Zhu B., Ren D., Yang Q., Fu Y., et al. Risk factors for acquisition and mortality of multidrug-resistant Acinetobacter baumannii bacteremia: A retrospective study from a Chinese hospital. Medicine (Baltimore). 2019; 98(13): e14937. https://doi.org/10.1097/MD.0000000000014937

24. Amudhan M.S., Sekar U., Kamalanathan A., Balaraman S. BlaIMP and blaVIM mediated carbapenem resistance in Pseudomonas and Acinetobacter species in India. J. Infect. Dev. Ctries. 2012; 6(11): 959–62. https://doi.org/10.3855/jidc.2268

25. Vijayakumar S., Veeraraghavan B., Pragasam A.K., Bakthavachalam Y.D. Genotyping of Acinetobacter baumannii in nosocomial outbreak and surveillance. Methods Mol. Biol. 2019; 1946: 17-22. https://doi.org/10.1007/978-1-4939-9118-1_2

26. Nemec A., Dijkshoorn L., Reijden T.J. Long-term predominance of two pan-European clones among multi-resistant Acinetobacter baumannii strains in the Czech Republic. J. Med. Microbiol. 2004; 53(Pt. 2): 147–53. https://doi.org/10.1099/jmm.0.05445-0

27. Van Dessel Н., Dijkshoorn L., van der Reijden Т., Bakker N., Paauw A., van den Broek P., et al. Identification of a new geographically widespread multiresistant Acinetobacter baumannii clone from European hospitals. Res. Microbiol. 2004; 155(2): 105–12. https://doi.org/10.1016/j.resmic.2003.10.003

28. Хрульнова С.А., Коробова А.Г., Федорова А.В., Фролова И.Н., Клясова Г.А. Изменение клонального состава карбапенем-нечувствительных изолятов Acinetobacter bauma nnii, выделенных из крови больных опухолями системы крови. Молекулярная генетика, микробиология и вирусология. 2020; 38(3): 120–7. https://doi.org/10.17116/molgen202038031120

Journal of microbiology, epidemiology and immunobiology. 2022; 99: 343-352

Whole genome sequencing of Acinetobacter baumannii strains isolated from hospital patients in the northern territories of the Tyumen region

Kataeva L. V., Kolotova O. N., Stepanova T. F., Kislichkina A. A., Shishkina L. A., Mukhina T. N.

https://doi.org/10.36233/0372-9311-231

Abstract

Introduction. is to The analysis of  the genetic relatedness of isolates aiming to find the source of infection is an important task of nosocomial infection control. The most common causative agent of healthcare-associated infections is Acinetobacter baumannii.

Objective. To evaluate the results of whole genome sequencing of A. baumannii bacteria isolated from clinical samples of patients undergoing inpatient treatment in the northern territories of the Tyumen region.

Materials and methods. Nine isolates of A. baumannii from the clinical material of patients were studied. Bacterial cultures were identified by mass spectrometry. Whole genome sequencing, multilocus sequence typing and search for markers of antibiotic resistance were performed.

Results. The studied strains belonged to sequence types ST2 and ST187, and to the international clonal complex CC2. All A. baumannii isolates were found to have beta-lactamase genes, as well as genes for resistance to aminoglycosides, to the MLS group of antibiotics, and to tetracyclines. The presence of a cluster of genes associated with virulence was detected: those responsible for the synthesis of acinetobactin and iron binding, surface antigen 1 and porin.

Conclusion. Based on data of a single nucleotide polymorphism (SNP) analysis, A. baumannii isolates from the clinical material of patients of healthcare institution #1 belong mainly to one bacterial strain. Isolates of A. baumannii from the clinical material of patients of healthcare institution #2 are closely related. The ability to distinguish clinical isolates of A. baumannii at the level of several SNPs per genome will improve the identification of the source of infection, and whole genome sequencing data can contribute to the rational prescription of antibiotic therapy and the correction of disinfection and antiseptic measures.

References

1. Yanovich Yu.A., Rachina S.A., Sukhorukova M.V., Savochkina Yu.A., Vatsik M.V., Petrov A.A. Nozokomial'naya pnevmoniya u vzroslykh: struktura vozbuditelei i novye vozmozhnosti etiologicheskoi diagnostiki. Farmateka. 2019; 26(5): 39–46. https://doi.org/10.18565/pharmateca.2019.5.39-46

2. Costa D.M., Johani K., Melo D.S., Lopes L.K.O., Lopes Lima L.K.O., Tipple A.F.V., et al. Biofilm contamination of hightouched surfaces in intensive care units: epidemiology and potential impacts. Lett. Appl. Microbiol. 2019; 68(4): 269–76. https://doi.org/10.1111/lam.13127

3. Chebotar' I.V., Lazareva A.V., Masalov Ya.K., Mikhailovich V.M., Mayanskii N.A. Acinetobacter: mikrobiologicheskie, patogeneticheskie i rezistentnye svoistva. Vestnik Rossiiskoi akademii meditsinskikh nauk. 2014; 69(9-10): 39–50. https://doi.org/10.15690/vramn.v69i9-10.1130

4. Oliveira R.A., Mancero J.M.P., Faria D.F., Poveda V.B. A retrospective cohort study of risk factors for surgical site infection following liver transplantation. Prog. Transplant. 2019; 29(2): 144–9. https://doi.org/10.1177/1526924819835831

5. Tapal'skii D.V., Bonda N.A. Acinetobacter baumannii: rasprostranennost', spektr i dinamika antibiotikorezistentnosti, chuvstvitel'nost' k kombinatsiyam antibiotikov. Zhurnal Grodnenskogo gosudarstvennogo meditsinskogo universiteta. 2018; 16(3): 286–91. https://doi.org/10.25298/2221-8985-201816-3-286-291

6. Brusina E.B., Zueva L.P., Kovalishena O.V., Stasenko V.L., Fel'dblyum I.V., Briko N.I. i dr. Infektsii, svyazannye s okazaniem meditsinskoi pomoshchi: sovremennaya doktrina profilaktiki. Chast' 2. Osnovnye polozheniya. Epidemiologiya i vaktsinoprofilaktika. 2018; 17(6): 4–10. https://doi.org/10.31631/2073-3046-2018-17-4-10

7. Lemos E.V., de la Hoz F.P., Einarson T.R., McGhan W.F., Quevedo E., Castañeda C., et al. Carbapenem resistance and mortality in patients with Acinetobacter baumannii infection: systematic review and meta-analysis. Clin. Microbiol. Infect. 2014; 20(5): 416–23. https://doi.org/10.1111/1469-0691.12363

8. Tomczyk S., Zanichelli V., Grayson M.L., Twyman A., Abbas M., Pires D., et al. Control of carbapenem-resistant Entero bacteriaceae, Acinetobacter baumannii, and Pseudomonas aeruginosa in healthcare facilities: a systematic review and reanalysis of quasi-experimental studies. Clin. Infect. Dis. 2019; 68(5): 873–84. https://doi.org/10.1093/cid/ciy752

9. Cheng V.C.C., Wong S.C., Chen J.H.K., So S.Y.C., Wong S.C.Y., Ho P.L., et al. Control of multidrug-resistant Acinetobacter baumannii in Hong Kong: role of environmental surveillance in communal areas after a hospital outbreak. Am. J. Infect. Control. 2018; 46(1): 60–6. https://doi.org/10.1016/j.ajic.2017.07.010

10. Lavrinenko A.V. Virulentnyi Acinetobacter baumannii. Meditsina i ekologiya. 2019; (3): 24–9.

11. Kim S.Y., Park J.S., Hong Y.J., Kim T.S., Hong K., Song K.H., et al. Microarray-based nucleic acid assay and MALDI-TOF MS analysis for the detection of gram-negative bacteria in direct blood cultures. Am. J. Clin. Pathol. 2019; 151(2): 143–53. https://doi.org/10.1093/ajcp/aqy118

12. Kozlova NAUChNYI SOTRUDNIK, Barantsevich N.E., Barantsevich E.P. Antibiotikorezistentnost' vozbuditelei gnoino-septicheskikh infektsii v mnogoprofil'nom statsionare. Problemy meditsinskoi mikologii. 2018; 20(1): 40–8. https://doi.org/10.15989/2220-9619-2018-1-99-84

13. Boucher H.W., Talbot G.H., Bradley J.S., Edwards J.E., Gilbert D., Rice L.B., et al. Bad bugs, no drugs: no ESKAPE! An update from the Infectious Diseases Society of America. Clin. Infect. Dis. 2009; 48(1): 1–12. https://doi.org/10.1086/595011

14. Leäo A.C., Menezes P.R., Oliveira M.S., Levin A.S. Acinetobacter spp. are associated with a higher mortality in intensive care patients with bacteremia: a survival analysis. BMC Infect. Dis. 2016; 16: 386. https://doi.org/10.1186/s12879-016-1695-8

15. Elkhatib W.F., Khalil M.A.F., Ashour H.M. Integrons and antiseptic resistance genes mediate resistance of Acinetobacter baumannii and Pseudomonas aeruginosa isolates from intensive care unit patients with wound infections. Curr. Mol. Med. 2019; 19(4): 286–93. https://doi.org/10.2174/1566524019666190321113008

16. Skurikhina Yu.E., Turkutyukov V.B. Mikrobiologicheskie i molekulyarno-geneticheskie aspekty antibiotikorezistentnosti Pseudomonas aeruginosa i Acinetobacter baumannii. Epidemiologiya i vaktsinoprofilaktika. 2019; 18(6): 34–8. https://doi.org/10.31631/2073-3046-2019-18-6-34-38

17. Sukhorukova M.V., Eidel'shtein M.V., Skleenova E.Yu., Ivanchik N.V., Timokhova A.V., Shek E.A. i dr. Antibiotikorezistentnost' nozokomial'nykh shtammov Acinetobacter spp. v statsionarakh Rossii: rezul'taty mnogotsentrovogo epidemiologicheskogo issledovaniya MARAFON v 2011– 2012 gg. Klinicheskaya mikrobiologiya i antimikrobnaya khimioterapiya. 2014; 16(4): 266–72. https://doi.org/10.36488/ cmac.2019.2.147-159

18. Melsen W.G., Rovers M.M., Koeman M., Bonten M.J. Estimating the attributable mortality of ventilator-associated pneumonia from randomized prevention studies. Crit. Care Med. 2011; 39(12): 2736–42. https://doi.org/10.1097/CCM.0b013e3182281f33

19. Kalil A.C., Metersky M.L., Klompas M., Muscedere J., Sweeney D.A., Palmer L.B., et al. Management of adults with hospital-acquired and ventilator-associated pneumonia: 2016 clinical practice guidelines by the infectious diseases society of America and the American thoracic society. Clin. Inf. Dis. 2016; 63(5): e61–e111. https://doi.org/10.1093/cid/ciw353

20. Barbier F., Andremont A., Wolff M., Bouadma L. Hospitalacquired pneumonia and ventilator-associated pneumonia: recent advances in epidemiology and management. Curr. Opin. Pulm. Med. 2013; 19(3): 216–28. https://doi.org/10.1097/mcp.0b013e32835f27be

21. Dmitrieva N.V., Eidel'shtein M.V., Aginova V.V., Grigor'evskaya Z.V., Petukhova I.N., Tereshchenko I.V. i dr. Infektsii, vyzvannye Acinetobacter baumannii, u onkologicheskikh bol'nykh. Sibirskii onkologicheskii zhurnal. 2019; 18(3): 26–33. https://doi.org/10.21294/1814-4861-2019-18-3-26-33

22. Munier A.L., Biard L., Legrand M., Rousseau C., Lafaurie M., Donay J.L., et al. Incidence, risk factors and outcome of multidrug resistant Acinetobacter baumannii nosocomial infections during an outbreak in a burn unit. Int. J. Infect. Dis. 2019; 79: 179–84. https://doi.org/10.1016/j.ijid.2018.11.371

23. Zhou H., Yao Y., Zhu B., Ren D., Yang Q., Fu Y., et al. Risk factors for acquisition and mortality of multidrug-resistant Acinetobacter baumannii bacteremia: A retrospective study from a Chinese hospital. Medicine (Baltimore). 2019; 98(13): e14937. https://doi.org/10.1097/MD.0000000000014937

24. Amudhan M.S., Sekar U., Kamalanathan A., Balaraman S. BlaIMP and blaVIM mediated carbapenem resistance in Pseudomonas and Acinetobacter species in India. J. Infect. Dev. Ctries. 2012; 6(11): 959–62. https://doi.org/10.3855/jidc.2268

25. Vijayakumar S., Veeraraghavan B., Pragasam A.K., Bakthavachalam Y.D. Genotyping of Acinetobacter baumannii in nosocomial outbreak and surveillance. Methods Mol. Biol. 2019; 1946: 17-22. https://doi.org/10.1007/978-1-4939-9118-1_2

26. Nemec A., Dijkshoorn L., Reijden T.J. Long-term predominance of two pan-European clones among multi-resistant Acinetobacter baumannii strains in the Czech Republic. J. Med. Microbiol. 2004; 53(Pt. 2): 147–53. https://doi.org/10.1099/jmm.0.05445-0

27. Van Dessel N., Dijkshoorn L., van der Reijden T., Bakker N., Paauw A., van den Broek P., et al. Identification of a new geographically widespread multiresistant Acinetobacter baumannii clone from European hospitals. Res. Microbiol. 2004; 155(2): 105–12. https://doi.org/10.1016/j.resmic.2003.10.003

28. Khrul'nova S.A., Korobova A.G., Fedorova A.V., Frolova I.N., Klyasova G.A. Izmenenie klonal'nogo sostava karbapenem-nechuvstvitel'nykh izolyatov Acinetobacter bauma nnii, vydelennykh iz krovi bol'nykh opukholyami sistemy krovi. Molekulyarnaya genetika, mikrobiologiya i virusologiya. 2020; 38(3): 120–7. https://doi.org/10.17116/molgen202038031120