Characteristic of hospital Klebsiella pneumoniae strains circulating in the pediatric hospital

We researched 26 K. pneumoniae ssp. pneumoniae strains, isolated from patients and objects of the environment during the epidemic ill-being period in the pediatric hospital. Identification of strains and their clustering, study of antibiotic sensitivity, detection of antibiotic resistance determinants, whole genome sequencing were carried out. It is established that one strain characterized by identical RAPD patterns and sensitivity to antibiotics from the groups of cephalosporins, monobactams, aminoglycosides, carbapenems, fluoroquinolones, sulfonamides and glycylcyclides circulates in the department.The strain is resistant to ampicillin (MIC > 16) and nitrofurantoin (MIC > 64). Whole genome sequencing made it possible to characterize the strain as K. pneumoniae ssp. pneumoniae ST 3181^K-54, the analysis of the whole genome sequence showed the presence of a fosomycin resistance gene (fosA) and virulence determinants namely a complex of siderophores (aerobactin and enterobactin), fimbria of the third type, iron utilization system kfu and cluster of genes responsible for allantoin utilization that allowed us to consider the strain as a microorganism with a high pathogenic potential capable to rapid prevalence and dissemination in tissues.

Klebsiella pneumoniae, госпитальные штаммы, MALDI TOF, полногеномное секвенирование, RAPD, MLST, Klebsiella pneumoniae, hospital strains, MALDI TOF, whole genome sequencing, RAPD, MLST

1. Баринов А.Л., Корначёв А.С. Эпидемиологический надзор за инфекциями, связанными с оказанием медицинской помощи, в отделениях патологии новорождённых на основе нового подхода к организации микробиологического мониторинга // Здоровье населения и среда обитания. 2015. № 2 (263). С. 42-44.

2. Бисекенова А.Л., Рамазанова Б.А., Мусаева А.А. Антибиоти-корезистентность штаммов Enterobacteriaceae, выделенных от пациентов многопрофильных стационаров // Вестник КазНМУ. 2016. № 4. С. 50-54.

3. Корначёв А.С., Степанова Т.Ф., Баринов А.Л., Степанова К.Б. Совершенствование методологических подходов к реализации эпидемиологического надзора в отделениях патологии новорождённых // Здоровье населения и среда обитания. 2015. № 4 (265). С. 38-42.

4. Коробова А.Г. Мониторинг энтеробактерий с продукцией бета-лактамаз расширенного спектра, выделенных у больных гемоблаастозами цри химиотерапии. Дисс.. канд мед наук. М., 2018. 109 с.

5. Крыжановская О.А., Лазарева А.В., Алябьева Н.М. и др. Устойчивость к антибиотикам и молекулярные механизмы резистентности у карбапенем-нечувствительных изолятов Klebsiella pneumoniae, выделенных в педиатрических ОРИТ г. Москвы // Антибиотики и химиотерапия. 2016. Т. 61. № 7-8. С. 22-26.

6. Лев А.И. Молекулярно-генетическая характеристика клинических штаммов Klebsiella pneumoniae: вирулентность и устойчивость к антимикробным препаратам. Дисс. канд биол наук. Оболенск, 2018. 178 с.

7. Тапальский Д.В., Петренёв Д.Р. Распространенность Klebsiella pneumoniae - продуцентов карбапенемаз в Беларуси и их конкурентоспособность // КМАХ. 2017. Т. 19. № 2. С. 139-144.

8. Шагинян, И.А. Роль и место молекулярно-генетических методов в эпидемиологическом анализе внутрибольничных инфекций // КМАХ. 2000. т. 2. № 3. С. 82-95.

9. Эйдельштейн М.В., Журавлев В.С., Шек Е.А. Распространенность карбапенемаз среди нозокомиальных штаммов Enterobacteriaceae в России // Изв. Сарат. ун-та. 2017. Т. 17. № 1. С. 36-41.

10. Afzali H., Firoozeh F., Amiri A. et al. Characterization of CTX-M-Type Extend-Spectrum p-Lactamase Producing Klebsiella spp. in Kashan, Iran. Hasan Jundishapur J Microbiol, 2015, vol. 8, no. 10. DOI: 10.5812/jjm.27967

11. Berrazeg M., Diene S., Drissi M. et al. Biotyping of Multidrug-Resistant Klebsiella pneumoniae Clinical Isolates from France and Algeria Using MALDI-TOF MS. PLoS, 2013, vol. 8, no. 4, pp. 1-10. DOI: 10.1371/journal.pone.0061428

12. Brisse S. Passet V., Haugaard A.B. et al. Wzi Gene sequencing, a rapid method for determination of capsular type for Klebsiella strains. J. Clin. Microbiol, 2013, vol. 51, no. 12, pp. 4073-4078.

13. Cosentino S., Voldby L. M., Mmller A. F., Lund O. Patho-genFinder - Distinguishing Friend from Foe Using Bacterial Whole Genome Sequence Data. PLoS ONE, 2013, vol. 8, no. 10. DOI: 10.1371/journal.pone.0077302

14. Diancourt L, Passet V, Verhoef J et al. Multilocus Sequence Typing of Klebsiella pneumoniae nosocomial isolates. J Clin Microbiol, 2005, vol. 43, pp. 4178-82. DOI: 10.1128/ JCM.43.8.4178-4182.2005

15. Eftekhar F, Naseh Z. Extended-spectrum p-lactamase and carbapenemase production among burn and non-burn clinical isolates of Klebsiella pneumoniae. Iran J Microbiol, 2015, vol. 7, no. 3. pp. 144-149.

16. Gu D., Dong N., Zheng Z. et al. A fatal outbreak of ST11 carbapenem-resistant hypervirulent Klebsiella pneumoniae in a Chinese hospital: a molecular epidemiological study. Lancet Infect Dis., 2018., vol. 18, no. 1, pp. 37-46. DOI: 10.1016/ S1473-3099(17)30489-9

17. Guo C., Yang X., Wu Y. et al. MLST-based inference of genetic diversity and population structure of clinical Klebsiella pneumoniae, China. Sci R., 2015, vol. 5, P. 7612. DOI: 10.1038/srep07612

18. Holden V., Breen P., Houle S., Dozois C., Bachman M. Klebsiella pneumoniae Siderophores Induce Inflammation, Bacterial Dissemination, and HIF-1a Stabilization during Pneumonia. MBio., 2016, vol. 7, no. 5, pp. e01397-16. DOI: 10.1128/mBio.01397-16.

19. Lev A.I., Astashkin E.I., Kislichkina A.A. et al. Comparative analysis of Klebsiella pneumoniae strains isolated in 20122016 that differ by antibiotic resistance genes and virulence genes prifiles. Pathog Glob Health, 2018, vol. 112, no. 3, pp. 142-151. DOI: 10.1080/20477724.2018.1460949

20. Piperaki E.T., Syrogiannopoulos G.A., Tzouvelekis L.S., Daikos G.L. Klebsiella pneumoniae: Virulence, Biofilm and Antimicrobial Resistance. Pediatr Infect Dis J., 2017, vol. 36, no. 10, pp. 1002-1005. DOI: 10.1097/INF.0000000000001675.

21. Sachse S., Bresan S., Erhard M. et al. Comparison of multilocus sequence typing, RAPD, and MALDI-TOF mass spectrometry for typing of p-lactam-resistant Klebsiella pneumoniae strains. Diagn Microbiol Infect Dis., 2014, vol. 80, pp. 267-271. DOI: 10.1016/j.diagmicrobio.2014.09.005

22. Seemann T. Prokka: rapid prokaryotic genome annotation // Bioinformatics, 2014, vol. 30, no. 14, pp. 2068-9. DOI: 10.1093/bioinformatics/btu153