Филогенетический анализ гена uge Klebsiella pneumoniae в локальном микробиологическом мониторинге

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Цель исследования: оценить результаты филогенетического анализа нуклеотидных последовательностей гена uge штаммов K. pneumoniae в перинатальном центре.

Материалы и методы.  Проанализировано 56 последовательностей гена uge K. pneumoniae. Ген uge детектировали методом ПЦР в режиме реального времени на амплификаторе «ДТ лайт» (Россия).

Результаты. Частота встречаемости штаммов K. pneumoniae среди пациентов отделений акушерско-гинекологического профиля составила в среднем 1,4% в 2020–2023 гг. В стационарах педиатрического профиля выделение штаммов в диапазоне 12–14% регистрируется в 2020, 2021 и 2023 гг. В 2022 г. зарегистрировано четырехкратное снижение выявления штаммов K. pneumoniae. Филогенетический анализ показал, что нуклеотидные последовательности достоверно сгруппировались в 14 кластеров. Ген фактора вирулентности K. pneumoniae uge регистрируется в 64,3%. Популяция выделенных от пациентов перинатального центра с 2019 по 2023 гг. штаммов K. pneumoniae, нуклеотидные последовательности которых проанализированы филогенетическим методом, является гетерогенной. Существуют кластеры, объединяющие геноварианты бактерий, выделенные в 2019 г., и не пополнившиеся новыми изолятами, что подтверждает эффективность проводимых противоэпидемических мероприятий, усиленных в период распространения новой коронавирусной инфекции, исключающих передачу инфекционного агента от источника восприимчивому организму во внутрибольничной среде. Определены аминокислотные замены в гене uge P249Q, N279L, отличающие гипервирулентные штаммы от тех, которые имеют меньшую степень патогенности. В четырех из пяти пар мать-ребенок нуклеотидные последовательности гена uge штаммов K. pneumoniae были генетически более близки друг другу и отличались от выделенных из биологического материала пациентов отделений, что свидетельствует о высокой степени их родства и с большой долей вероятности указывает на то, что источником штамма для ребенка явилась его мать, а не пациенты отделений или персонал учреждения. В одной паре мать–ребенок штаммы K. pneumoniae принадлежали разным кластерам. Изолят, выделенный 06.09.2021 г. из фекалий новорожденного ребенка (7 суток), группировался со штаммами, выделенными от пациентки родового отделения 12.12.2020 г. и в Лаосе в 2013 г. (CP035196). K. pneumoniae, выделенная 04.06.2021 г. из мочи женщины, достоверно группировалась со штаммами, вошедшими в 13 кластер.

Вывод. Продемонстрирована возможность совершенствования локального микробиологического мониторинга методами секвенирования и филогенетического анализа гена uge K. pneumoniae. Оценка изменения внутривидовой популяционной структуры возбудителей ИСМП необходима для своевременного и обоснованного реагирования на ухудшение эпидемиологической ситуации.

Об авторах

Александр Владимирович Устюжанин

ФГБУ НИИ охраны материнства и детства Минздрава России

Автор, ответственный за переписку.
Email: ust103@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-8521-7652

кандидат медицинских наук, ведущий научный сотрудник отделения иммунологии, микробиологии, патоморфологии и цитодиагностики

Россия, 620089, Екатеринбург, ул. Репина, 1

Гузель Нуховна Чистякова

ФГБУ НИИ охраны материнства и детства Минздрава России

Email: 7@niiomm.ru
ORCID iD: 0000-0002-0852-6766

доктор медицинских наук, профессор, руководитель отделения иммунологии, микробиологии, патоморфологии и цитодиагностики

Россия, 620089, Екатеринбург, ул. Репина, 1

Ирина Ивановна Ремизова

ФГБУ НИИ охраны материнства и детства Минздрава России

Email: remizovaii@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-4238-4642

кандидат биологических наук, старший научный сотрудник отделения иммунологии, микробиологии, патоморфологии и цитодиагностики

Россия, 620089, Екатеринбург, ул. Репина, 1

Анна Алексеевна Маханёк

ФГБУ НИИ охраны материнства и детства Минздрава России

Email: makhanechek@bk.ru
ORCID iD: 0000-0002-2834-6754

младший научный сотрудник отделения иммунологии, микробиологии, патоморфологии и цитодиагностики

Россия, 620089, Екатеринбург, ул. Репина, 1

Список литературы

  1. Агеевец В.А., Агеевец И.В., Сидоренко С.В. Конвергенция множественной резистентности и гипервирулентности у Klebsiella pneumoniae // Инфекция и иммунитет. 2022. Т. 12, № 3. C. 450–460. [Ageevets V.A., Ageevets I.V., Sidorenko S.V. Convergence of multiple resistance and hypervirulence in Klebsiella pneumoniae. Infektsiya i immunitet = Russian Journal of Infection and Immunity, 2022, vol. 12, no. 3, pp. 450–460. (In Russ.)] doi: 10.15789/2220-7619-COM-1825
  2. Козлова Н.С., Баранцевич Н.Е., Баранцевич Е.П. Чувствительность к антибиотикам штаммов Klebsiella pneumoniae, выделенных в многопрофильном стационаре // Инфекция и иммунитет. 2018. Т. 8, № 1. С. 79–84. [Kozlova N.S., Barantsevich N.E., Barantsevich E.P. Susceptibility to antibiotics in Klebsiella pneumoniae strains isolated in a multidisciplinary medical centre. Infektsiya i immunitet = Russian Journal of Infection and Immunity, 2018, vol. 8, no. 1, pp. 79–84. (In Russ.)] doi: 10.15789/2220-7619-2018-1-79-84
  3. Краева Л.А., Кунилова Е.С., Бургасова О.А., Хамдулаева Г.Н., Данилова Е.М., Беспалова Г.И. Значение факторов патогенности некоторых видов стрептококков и клебсиелл при определении их этиологической роли в развитии воспалительных процессов респираторного тракта // Инфекция и иммунитет. 2020. Т. 10, № 1. С. 121–128. [Kraeva L.A., Kunilova E.S., Burgasova O.A., Hamdulaeva G.N., Danilova E.M., Bespalova G.I. The importance of pathogenicity factors of some Streptococcus spp. and Klebsiella spp. in determining their etiological role in the inflammatory processes of the respiratory tract. Infektsiya i immunitet = Russian Journal of Infection and Immunity, 2020, vol. 10, no. 1, pp. 121–128. (In Russ.)] doi: 10.15789/2220-7619-TIO-1339
  4. Устюжанин 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. [Ustyuzhanin A.V., Chistyakova G.N., Remizova I.I. The relatedness of Klebsiella pneumoniae strains based on phylogenetic analysis of uge and fim genes. Zhurnal mikrobiologii, epidemiologii i immunobiologii = Journal of Microbiology, Epidemiology and Immunobiology, 2020, vol. 97, no. 6, pp. 556–563. (In Russ.)] doi: 10.36233/0372-9311-2020-97-6-6
  5. Ballén V., Gabasa Y., Ratia C., Ortega R., Tejero M., Soto S. antibiotic resistance and virulence profiles of Klebsiella pneumoniae strains isolated from different clinical sources. Front. Cell Infect. Microbiol., 2021, vol. 11: 738223. doi: 10.3389/fcimb.2021.738223
  6. Fursova N.K., Astashkin E.I., Gabrielyan N.I., Novikova T.S., Fedyukina G.N., Kubanova M.K., Esenova N.M., Sharapchenko S.O., Volozhantsev N.V. Emergence of five genetic lines ST39[NDM-1, ST13OXA-48, ST3346OXA-48, ST39CTX-M-14, and novel ST3551OXA-48 of multidrug-resistant clinical Klebsiella pneumoniae in Russia. Microb. Drug Resist., 2020, vol. 26, no. 8, pp. 924–933. doi: 10.1089/mdr.2019.0289
  7. Hasani A., Soltani E., Ahangarzadeh Rezaee M., Pirzadeh T., Ahangar Oskouee M., Hasani A., Gholizadeh P., Noie Oskouie A., Binesh E. Serotyping of Klebsiella pneumoniae and its relation with capsule-associated virulence genes, antimicrobial resistance pattern, and clinical infections: a descriptive study in medical practice. Infect. Drug Resist., 2020, vol. 13, pp. 1971–1980. doi: 10.2147/IDR.S243984
  8. Mobasseri G., Thong K.L., Rajasekaram G., Teh C.S.J. Molecular characterization of extended-spectrum β-lactamase-producing Klebsiella pneumoniae from a Malaysian hospital. Braz. J. Microbiol., 2020, vol. 51, no. 1, pp. 189–195. doi: 10.1007/s42770-019-00208-w
  9. Nimnoi P., Pongsilp N. Identification, characterization, and virulence gene expression of marine enterobacteria in the upper gulf of Thailand. Microorganisms., 2022, vol. 10, no. 3: 511. doi: 10.3390/microorganisms10030511
  10. Osama D.M., Zaki B.M., Khalaf W.S., Mohamed M.Y.A., Tawfick M.M., Amin H.M. Occurrence and molecular study of hypermucoviscous/hypervirulence trait in gut commensal K. pneumoniae from healthy subjects. Microorganisms, 2023, vol. 11, no. 3: 704. doi: 10.3390/microorganisms11030704
  11. Pruss A., Kwiatkowski P., Masiuk H., Bilska I., Giedrys-Kalemba S., Dołęgowska B. Epidemiological analysis of extended-spectrum β-lactamase-producing Klebsiella pneumoniae outbreak in a neonatal clinic in Poland. Antibiotics (Basel), 2022, vol. 12, no. 1: 50. doi: 10.3390/antibiotics12010050
  12. Remya P.A., Shanthi M., Sekar U. Characterisation of virulence genes associated with pathogenicity in Klebsiella pneumoniae. Indian J. Med. Microbiol., 2019, vol. 37, no. 2, pp. 210–218. doi: 10.4103/ijmm.IJMM_19_157
  13. Sanger F., Nicklen S., Coulson A.R. DNA sequencing with chain-terminating inhibitors. Proc. Natl Acad. Sci. USA, 1977, vol. 74, no. 12, pp. 5463–5467. doi: 10.1073/pnas.74.12.5463
  14. Su S., Zhang J., Zhao Y., Yu L., Wang Y., Wang Y., Bao M., Fu Y., Li C., Zhang X. Outbreak of KPC-2 carbapenem-resistant Klebsiella pneumoniae ST76 and carbapenem-resistant K2 Hypervirulent Klebsiella pneumoniae ST375 strains in Northeast China: molecular and virulent characteristics. BMC Infect. Dis., 2020, vol. 20, no. 1: 472. doi: 10.1186/s12879-020-05143-y
  15. Tamura K., Stecher G., Peterson D., Filipski A., Kumar S. MEGA6: Molecular Evolutionary Genetics Analysis version 6.0. Mol. Biol. Evol., 2013, vol. 30, no. 12, pp. 2725–2729 doi: 10.1093/molbev/mst197.
  16. Tanni A.A., Hasan M.M., Sultana N., Ahmed W., Mannan A. Prevalence and molecular characterization of antibiotic resistance and associated genes in Klebsiella pneumoniae isolates: a clinical observational study in different hospitals in Chattogram, Bangladesh. PLoS One, 2021, vol. 16, no. 9: e0257419. doi: 10.1371/journal.pone.0257419
  17. Vargas J.M., Moreno Mochi M.P., Nuñez J.M., Cáceres M., Mochi S., Del Campo Moreno R., Jure M.A. Virulence factors and clinical patterns of multiple-clone hypermucoviscous KPC-2 producing K. pneumoniae. Heliyon, 2019, vol. 5, no. 6: e01829. doi: 10.1016/j.heliyon.2019.e01829
  18. Xu T., Wu X., Cao H., Pei T., Zhou Y., Yang Y., Yang Z. The characteristics of multilocus sequence typing, virulence genes and drug resistance of Klebsiella pneumoniae isolated from cattle in Northern Jiangsu, China. Animals (Basel), 2022, vol. 12, no. 19: 2627. doi: 10.3390/ani12192627

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рисунок. Филогенетическое дерево штаммов K. pneumoniae, построенное при анализе нуклеотидных последовательностей гена uge (362 нт)

Скачать (429KB)
Метаданные

© Устюжанин А.В., Чистякова Г.Н., Ремизова И.И., Маханёк А.А., 2023

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).