Бактериемии и инфекции ЦНС у детей, ассоциированные с klebsiella pneumoniae: молекулярно-генетическая характеристика и клинические особенности
- Авторы: Садеева З.З.1, Новикова И.Е.1, Лазарева А.В.1, Алябьева Н.М.1, Карасева О.В.1,2, Янюшкина О.Г.2, Вершинина М.Г.1, Фисенко А.П.1
-
Учреждения:
- ФГАУ Национальный медицинский исследовательский центр здоровья детей Министерства здравоохранения Российской Федерации
- НИИ неотложной детской хирургии и травматологии Департамента здравоохранения г. Москвы
- Выпуск: Том 13, № 6 (2023)
- Страницы: 1117-1128
- Раздел: ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ
- URL: https://ogarev-online.ru/2220-7619/article/view/252311
- DOI: https://doi.org/10.15789/2220-7619-PBA-14482
- ID: 252311
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.
Ключевые слова
Полный текст
Открыть статью на сайте журналаОб 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, МоскваИрина 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, МоскваАнна 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, МоскваНаталья 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, МоскваОльга 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; МоскваОльга 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, МоскваМарина 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, МоскваАндрей 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, МоскваСписок литературы
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
