Бактериемии и инфекции ЦНС у детей, ассоциированные с klebsiella pneumoniae: молекулярно-генетическая характеристика и клинические особенности

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Klebsiella pneumoniae является одним из наиболее значимых и опасных для жизни возбудителей внутрибольничных инфекций. Этот оппортунистический микроорганизм может вызывать инфекции кровотока, респираторного тракта, мочевыводящих путей, кожи и мягких тканей, воспаление мозговой оболочки головного и спинного мозга, приводя к увеличению госпитальной летальности. Целью нашего исследования было ретроспективное изучение молекулярно-генетических характеристик K. pneumoniae, выделенных из образцов крови и ликвора, а также описание клинических особенностей при бактериемии и инфекции ЦНС. По результатам оценки клинических данных изоляты K. pneumoniae были выделены от 64 детей, наблюдавшихся с хирургической патологией (врожденные пороки сердца — 30%, абдоминальная патология — 39%, тяжелая сочетанная травма — 12%) и с соматическими заболеваниями, сопровождающимися антибактериальной и/или глюкокортикостероидной терапией — 14%. Минимальные подавляющие концентрации антибиотиков определяли методом серийных микроразведений в бульоне. Карбапенемазы выявляли методом полимеразной цепной реакции в режиме реального времени. Определение генов вирулентности и капсульных серотипов К1/К2 проводили методом мультиплексной ПЦР. Биопленки выращивали с использованием плоскодонных полистироловых планшетов с последующей окраской, фиксированием, элюированием и детекцией результатов. Популяционное разнообразие оценивали методом мультилокусного сиквенс-типирования. Бактериемии и инфекции ЦНС, ассоциированные с K. pneumoniae, в 25% случаев завершились летальным исходом. Значительная часть изолятов продемонстрировала фенотип широкой лекарственной устойчивости (ШЛУ) — 43%, фенотип множественной лекарственной устойчивости (МЛУ) проявили 16% изолятов. Ген цефалоспориназы blaCTX-M был обнаружен у 85% штаммов. Главной детерминантой устойчивости к карбапенемам был ген blaOXA-48 (33%); у 9% штаммов выявлен ген blaNDM. Сочетание blaOXA-48 и blaNDM обнаружено у 7% изолятов. Изучение продукции биопленок показало, что умеренную способность к образованию биопленок проявлял 61%, сильную — 21% и слабую — 15% изолятов. Два изолята (3%) не образовывали биопленок. Гены вирулентности entB и mrkD были выявлены у 100% изолятов, ybtS — у 78%. У 18% штаммов определялся ген iutA. Два изолята показали наличие гена kfu. К серотипу K2 принадлежали семь изолятов. У изученных нами изолятов K. pneumoniae было обнаружено 27 различных генотипов. Наиболее часто встречающимися были: ST307 — 21%, ST395 — 12%, ST48 — 7%, ST39 — 6% и ST29 — 6%. Инфекции кровотока и центральной нервной системы, ассоциированные K. pneumoniae, имеют большое значение в клинической практике. Этот микроорганизм способен длительно сохраняться на биотических и абиотических поверхностях, обладает широкой природной и приобретенной резистентностью к антибиотикам.

Об авторах

Зульфиря Закиевна Садеева

ФГАУ Национальный медицинский исследовательский центр здоровья детей Министерства здравоохранения Российской Федерации

Автор, ответственный за переписку.
Email: zulfiryasadeeva@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-4587-0902

младший научный сотрудник лаборатории молекулярной микробиологии

Россия, Москва

Ирина Евгеньевна Новикова

ФГАУ Национальный медицинский исследовательский центр здоровья детей Министерства здравоохранения Российской Федерации

Email: novikovayudina@outlook.com
ORCID iD: 0000-0003-4234-0209

младший научный сотрудник лаборатории молекулярной микробиологии

Россия, Москва

Анна Валерьевна Лазарева

ФГАУ Национальный медицинский исследовательский центр здоровья детей Министерства здравоохранения Российской Федерации

Email: annalaz71@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-3896-2590

д.м.н., главный научный сотрудник лаборатории молекулярной микробиологии, зав. лабораторией микробиологии 

Россия, Москва

Наталья Михайловна Алябьева

ФГАУ Национальный медицинский исследовательский центр здоровья детей Министерства здравоохранения Российской Федерации

Email: bambolinka@hotmail.com
ORCID iD: 0000-0001-9365-9143

к.м.н., старший научный сотрудник, зав. лабораторией экспериментальной иммунологии и вирусологии 

Россия, Москва

Ольга Витальевна Карасева

ФГАУ Национальный медицинский исследовательский центр здоровья детей Министерства здравоохранения Российской Федерации; НИИ неотложной детской хирургии и травматологии Департамента здравоохранения г. Москвы

Email: karaseva.o@list.ru
ORCID iD: 0000-0001-9418-4418

д.м.н., зав. отделом неотложной хирургии и травм детского возраста ; зам. директора по научной работе, руководитель отдела сочетанной травмы, анестезиологии-реанимации

Россия, Москва; Москва

Ольга Грантовна Янюшкина

НИИ неотложной детской хирургии и травматологии Департамента здравоохранения г. Москвы

Email: spartak-lfc@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-6227-466X

научный сотрудник отделения сочетанной травмы 

Россия, Москва

Марина Германовна Вершинина

ФГАУ Национальный медицинский исследовательский центр здоровья детей Министерства здравоохранения Российской Федерации

Email: labckb@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-6051-5231

к.м.н., ведущий научный сотрудник лаборатории медицинской геномики 

Россия, Москва

Андрей Петрович Фисенко

ФГАУ Национальный медицинский исследовательский центр здоровья детей Министерства здравоохранения Российской Федерации

Email: fisenko@nczd.ru
ORCID iD: 0000-0001-8586-7946

д.м.н., профессор, директор 

Россия, Москва

Список литературы

  1. Новикова И.Е., Садеева З.З., Шакирзянова Р.А., Алябьева Н.М., Лазарева А.В., Карасева О.В., Вершинина М.Г., Фисенко А.П. Использование полимеразной цепной реакции для детекции генов резистентности у грамотрицательных бактерий в рутинной практике педиатрического стационара // Клиническая лабораторная диагностика. 2022. T. 67, № 3. С. 180–185. [Novikova I.E., Sadeeva Z.Z., Shakirzyanova R.A., Alyabieva N.M., Lazareva A.V., Karaseva O.V., Vershinina M.G., Fisenko A.P. The using of the polymerase chain reaction for the detection of resistance genes in gram-negative bacteria in routine practice in a pediatric hospital. Klinicheskaya laboratornaya diagnostika = Russian Clinical Laboratory Diagnostics, 2022, vol. 67, no. 3, pp. 180–185. (In Russ.)] doi: 10.51620/0869-2084-2022-67-3-180-185
  2. Ahmed H.A., Ibrahim E.H.S., Abdelhaliem E., Elariny E.Y.T. Biotyping, virulotyping and biofilm formation ability of ESBL-Klebsiella pneumoniae isolates from nosocomial infections. J. Appl. Microbiol., 2022, vol. 132, no. 6, pp. 4555–4568. doi: 10.1111/jam.15563
  3. Bachman M.A., Oyler J.E., Burns S.H., Caza M., Lépine F., Dozois C.M., Weiser J.N. Klebsiella pneumoniae yersiniabactin promotes respiratory tract infection through evasion of lipocalin 2. Infect. Immun., 2011, vol. 79, no. 8, pp. 3309–3316. doi: 10.1128/IAI.05114-11
  4. Compain F., Babosan A., Brisse S., Genel N., Audo J., Ailloud F., Kassis-Chikhani N., Arlet G., Decré D. Multiplex PCR for detection of seven virulence factors and K1/K2 capsular serotypes of Klebsiella pneumoniae. J. Clin. Microbiol., 2014, vol. 52, no. 12, pp. 4377–4380. doi: 10.1128/JCM.02316-14
  5. Diancourt L., Passet V., Verhoef J., Grimont P.A., Brisse S. Multilocus sequence typing of Klebsiella pneumoniae nosocomial isolates. J. Clin. Microbiol., 2005, vol. 43, no. 8, pp. 4178–4182. doi: 10.1128/JCM.43.8.4178-4182.2005
  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 ST395NDM-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. German G.J., Gilmour M., Tipples G., Adam H.J., Almohri H., Bullard J., Dingle T., Farrell D., Girouard G., Haldane D., Hoang L., Levett P.N., Melano R., Minion J., Needle R., Patel S.N., Rennie R., Reyes R.C., Longtin J., Mulvey M.R. Canadian recommendations for laboratory interpretation of multiple or extensive drug resistance in clinical isolates of Enterobacteriaceae, Acinetobacter species and Pseudomonas aeruginosa. Can. Commun. Dis. Rep., 2018, vol. 44, no. 1, pp. 29–34. doi: 10.14745/ccdr.v44i01a07
  8. Girometti N., Lewis R.E., Giannella M., Ambretti S., Bartoletti M., Tedeschi S., Tumietto F., Cristini F., Trapani F., Gaibani P., Viale P. Klebsiella pneumoniae bloodstream infection: epidemiology and impact of inappropriate empirical therapy. Medicine (Baltimore), 2014, vol. 93, no. 17, pp. 298–309. doi: 10.1097/MD.0000000000000111
  9. Hernández-García M., Pérez-Viso B., León-Sampedro R., Navarro-San Francisco C., López-Fresneña N., Díaz-Agero C., Morosini M.I., Ruiz-Garbajosa P., Cantón R. Outbreak of NDM-1+CTX-M-15+DHA-1-producing Klebsiella pneumoniae high-risk clone in Spain owing to an undetectable colonised patient from Pakistan. Int. J. Antimicrob. Agents, 2019, vol. 54, no. 2, pp. 233–239. doi: 10.1016/j.ijantimicag.2019.05.021
  10. Herridge W.P., Shibu P., O’Shea J., Brook T.C., Hoyles L. Bacteriophages of Klebsiella spp., their diversity and potential therapeutic uses. J. Med. Microbiol., 2020, vol. 69, no. 2, pp. 176–194. doi: 10.1099/jmm.0.001141
  11. Hu D., Li Y., Ren P., Tian D., Chen W., Fu P., Wang W., Li X., Jiang X. Molecular epidemiology of hypervirulent carbapenemase-producing Klebsiella pneumoniae. Front. Cell Infect. Microbiol., 2021, vol. 11: 661218. doi: 10.3389/fcimb.2021.661218
  12. Hu P., Chen J., Chen Y., Zhou T., Xu X., Pei X. Molecular epidemiology, resistance, and virulence properties of Pseudomonas aeruginosa cross-colonization clonal isolates in the non-outbreak setting. Infect. Genet. Evol., 2017, vol. 55, pp. 288–296. doi: 10.1016/j.meegid.2017.09.010
  13. Karlsson M., Stanton R.A., Ansari U., McAllister G., Chan M.Y., Sula E., Grass J.E., Duffy N., Anacker M.L., Witwer M.L., Rasheed J.K., Elkins C.A., Halpin A.L. Identification of a Carbapenemase-producing hypervirulent Klebsiella pneumoniae Isolate in the United States. Antimicrob. Agents Chemother., 2019, vol. 63, no. 7: e00519-19. doi: 10.1128/AAC.00519-19
  14. Khrulnova S., Fedorova A., Frolova I., Tandilova K., Likold E., Klyasova G. Distribution of virulence genes and capsule types in Klebsiella pneumoniae among bloodstream isolates from patients with hematological malignancies. Diagn. Microbiol. Infect. Dis., 2022, vol. 104, no. 1: 115744. doi: 10.1016/j.diagmicrobio.2022
  15. Kochan T.J., Nozick S.H., Medernach R.L., Cheung B.H., Gatesy S.W.M., Lebrun-Corbin M., Mitra S.D., Khalatyan N., Krapp F., Qi C., Ozer E.A., Hauser A.R. Genomic surveillance for multidrug-resistant or hypervirulent Klebsiella pneumoniae among United States bloodstream isolates. BMC Infect. Dis., 2022, vol. 22, no. 1: 603. doi: 10.1186/s12879-022-07558-1
  16. Liu C., Du P., Xiao N., Ji F., Russo T.A., Guo J. Hypervirulent Klebsiella pneumoniae is emerging as an increasingly prevalent K. pneumoniae pathotype responsible for nosocomial and healthcare-associated infections in Beijing, China. Virulence, 2020, vol. 11, no. 1, pp. 1215–1224. doi: 10.1080/21505594.2020.1809322
  17. Lv J., Zhu J., Wang T., Xie X., Wang T., Zhu Z., Chen L., Zhong F., Du H. The role of the two-component QseBC signaling system in biofilm formation and virulence of hypervirulent Klebsiella pneumoniae ATCC43816. Front. Microbiol., 2022, vol. 13: 817494. doi: 10.3389/fmicb.2022.817494
  18. Mairi A., Pantel A., Ousalem F., Sotto A., Touati A., Lavigne J.P. OXA-48-producing Enterobacterales in different ecological niches in Algeria: clonal expansion, plasmid characteristics and virulence traits. J. Antimicrob. Chemother., 2019, vol. 74, no. 7, pp. 1848–1855. doi: 10.1093/jac/dkz146
  19. Marques A.T., Tanoeiro L., Duarte A., Gonçalves L., Vítor J.M.B., Vale F.F. Genomic analysis of prophages from Klebsiella pneumoniae clinical Isolates. Microorganisms, 2021, vol. 9, no. 11: 2252. doi: 10.3390/microorganisms9112252
  20. Paczosa M.K., Mecsas J. Klebsiella pneumoniae: going on the offense with a strong defense. Microbiol. Mol. Biol. Rev., 2016, vol. 80, no. 3, pp. 629–661. doi: 10.1128/MMBR.00078-15
  21. Pan H., Lou Y., Zeng L., Wang L., Zhang J., Yu W., Qiu Y. Infections caused by carbapenemase-producing Klebsiella pneumoniae: microbiological characteristics and risk factors. Microb. Drug Resist., 2019, vol. 25, no. 2, pp. 287–296. doi: 10.1089/mdr.2018.0339
  22. Potron A, Poirel L, Rondinaud E, Nordmann P. Intercontinental spread of OXA-48 beta-lactamase-producing Enterobacteriaceae over a 11-year period, 2001 to 2011. Euro Surveill., 2013, vol. 18, no. 31: 20549. doi: 10.2807/1560-7917.es2013.18.31.20549
  23. Stepanović S., Vuković D., Hola V., Di Bonaventura G., Djukić S., Cirković I., Ruzicka F. Quantification of biofilm in microtiter plates: overview of testing conditions and practical recommendations for assessment of biofilm production by staphylococci. APMIS, 2007, vol. 115, no. 8, pp. 891–899. doi: 10.1111/j.1600-0463.2007.apm_630.x
  24. Wyres K.L., Holt K.E. Klebsiella pneumoniae population genomics and antimicrobial-resistant clones. Trends Microbiol., 2016, vol. 24, no. 12, pp. 944–956. doi: 10.1016/j.tim.2016.09.007
  25. Xu M., Fu Y., Kong H., Chen X., Chen Y., Li L., Yang Q. Bloodstream infections caused by Klebsiella pneumoniae: prevalence of blaKPC, virulence factors and their impacts on clinical outcome. BMC Infect. Dis., 2018, vol. 18, no. 1: 358. doi: 10.1186/s12879-018-3263-x
  26. Yang Y., Yang Y., Chen G., Lin M., Chen Y., He R., Galvão K.N., El-Gawad El-Sayed Ahmed M.A., Roberts A.P., Wu Y., Zhong L.L., Liang X., Qin M., Ding X., Deng W., Huang S., Li H.Y., Dai M., Chen D.Q., Zhang L., Liao K., Xia Y., Tian G.B. Molecular characterization of carbapenem-resistant and virulent plasmids in Klebsiella pneumoniae from patients with bloodstream infections in China. Emerg. Microbes. Infect., 2021, vol. 10, no. 1, pp. 700–709. doi: 10.1080/22221751.2021.1906163
  27. Yuan Y., Wang J., Yao Z., Ma B., Li Y., Yan W., Wang S., Ma Q., Zhang J., Xu J., Li L., Wang Y., Fan E. Risk factors for Carbapenem-resistant Klebsiella pneumoniae bloodstream infections and outcomes. Infect. Drug. Resist., 2020, vol. 13, pp. 207–215. doi: 10.2147/IDR.S223243
  28. Zhang S., Zhang X., Wu Q., Zheng X., Dong G., Fang R., Zhang Y., Cao J., Zhou T. Clinical, microbiological, and molecular epidemiological characteristics of Klebsiella pneumoniae-induced pyogenic liver abscess in southeastern China. Antimicrob. Resist. Infect. Control, 2019, vol. 8: 166. doi: 10.1186/s13756-019-0615-2
  29. Zheng X., Wang J.F., Xu W.L., Xu J., Hu J. Clinical and molecular characteristics, risk factors and outcomes of Carbapenem-resistant Klebsiella pneumoniae bloodstream infections in the intensive care unit. Antimicrob. Resist. Infect. Control, 2017, vol. 6: 102. doi: 10.1186/s13756-017-0256-2

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рисунок 1. Комбинации детерминант вирулентности у изолятов K. pneumoniae

Скачать (128KB)
3. Рисунок 2. Генотиповой состав K. pneumoniae при бактериемии и инфекции ЦНС

Скачать (368KB)
4. Рисунок 3. Распространенность карбапенемаз среди представителей различных генотипов

Скачать (111KB)

© Садеева З.З., Новикова И.Е., Лазарева А.В., Алябьева Н.М., Карасева О.В., Янюшкина О.Г., Вершинина М.Г., Фисенко А.П., 2023

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

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».