Микробиологический мониторинг в системе эпидемиологического надзора за инфекциями, вызванными Pseudomonas aeruginosa

Введение. Pseudomonas aeruginosa как возбудитель гнойно-воспалительных процессов, по данным ВОЗ, является микроорганизмом с критическим уровнем приоритетности в силу наличия многочисленных факторов патогенности и высокого уровня приобретенной антибиотикорезистентности.

Целью исследования было изучение фенотипических характеристик клинических изолятов P. aeruginosa и анализ их молекулярно-генетических особенностей.

Материалы и методы. Проанализированы 103 изолята P. aeruginosa. Определение фенотипа чувствительности к антибактериальным препаратам проводили диско-диффузионным методом, определение минимальных подавляющих концентраций колистина с помощью набора «MIC Colistin». Полногеномное секвенирование проводили на приборе iSeq (Illumina, США).

Результаты. Для всех штаммов была характерна типичная биохимическая активность. 90 % штаммов P. aeruginosa фенотипически были устойчивы к пенициллинам, половина изолятов были резистентны к цефепиму и цефтазидиму, к цефтазидим/авибактаму две трети штаммов были чувствительны. Имипенем был активен в отношении 10,0 % штаммов, меропенем – 38,0 %, а при тестировании дорипенема 84,8% штаммов находились в категории умеренно резистентных, амикацин и тобрамицин проявляли in vitro высокую активность, максимальная активность отмечена у колистина. В геноме всех секвенированных штаммов P. aeruginosa обнаружены многочисленные детерминанты факторов патогенности - сидерофоров пиовердина и пиохелина, гены, кодирующие продукцию экзотоксинов ExoS, ExoT, ExoY, ExoU. У 9 штаммов P. aeruginosa выявлен ген algT, обусловливающий гипермукоидный фенотип. У всех штаммов обнаружен ген tss, являющийся ключевым фактором патогенности P. aeruginosa. В структуру резистома штаммов P. aeruginosa входят гены, кодирующие различные бета-латамазы группы OXA, PDC и VEB. Ген металло-бета-лактамазы blaVIM-2 обнаружен у 1 штамма. У 9 штаммов P. aeruginosa обнаружены мутации в гене oprD, отвечающем за изменение структуры пориновых каналов, а у 11 штаммов – мутации в генах МехА, В, D активации эффлюксных насосов.

Заключение. Таким образом, регулярный микробиологический мониторинг дает возможность слежения за циркуляцией антибиотикорезистентных штаммов и является значимым инструментом обеспечения эпидемиологической безопасности.

1. Горяинова А.В., Поликарпова С.В., Семыкин С.Ю., Каширская Н.Ю., Михалаки П.И. Активность тобрамицина в отношении штаммов Pseudomonas aeruginosa, выделенных у пациентов с муковисцидозом // Доктор Ру. 2021. Т. 20. №3. С. 17–23. doi: 10.31550/1727-2378-2021-20-3-17-23

2. Лямин А.В., Золотов М.О., Кондратенко О.В., Максимова Е.А., Исматуллин Д.Д., Бочкарева П.В. Распространенность резистентных к антимикробным препаратам штаммов Pseudomonas aeruginosa, выделенных от пациентов с муковисцидозом // Медицинский совет. 2023. T. 17. № 20. С.114–120. doi: 10.21518/ms2023-346

3. Носкова О.А., Савилов Е.Д., Чемезова Н.Н., Белькова Н.Л. Антибиотикорезистентность возбудителей генерализованных гнойно-септических инфекций у детей // Эпидемиология и вакцинопрофилактика. 2020. T. 19. № 6. С. 56–61. doi: 10.31631/2073-3046-2020-19-6-56-61

4. Потапов А.Ф., Шамаева С.Х., Иванова А.А., Семенова С.В. Микрофлора ран и резистентность к антибиотикам у пострадавших с термической травмой // Тихоокеанский медицинский журнал. 2023. № 1. С. 81–85. doi: 10.34215/1609-1175-2023-1-81-85

5. Садеева З.З., Новикова И.Е., Алябьева Н.М., Лазарева А.В., Карасева О.В., Фисенко А.П. Характеристика Pseudomonas aeruginosa, выделенных из положительных проб гемокультур и ликвора у детей // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2022. T. 99. C. 309–321. doi: 10.36233/0372-9311-241

6. Шеремет А.Б., Нестеренко Л.Н., Зигангирова Н.А. Третья транспортная система Pseudomonas aeruginosa как мишень для разработки антивирулентных препаратов // Молекулярная генетика, микробиология и вирусология. 2020. Т. 38. № 1. С. 3–14. Doi: 10.17116/molgen2020380113

7. Ladhani HA, Yowler CJ, Claridge JA. Burn wound colonization, infection, and sepsis. Surg Infect (Larchmt). 2021;22(1):44-48. doi: 10.1089/sur.2020.346

8. Скачкова Т.С., Князева Е.В., Головешкина Е.Н. и др. Распространенность генетических детерминант антибиот икорезистентности, имеющих особое эпидемиологическое значение, в микробиоте мазков со слизистой оболочки ротоглотки больных муковисцидозом // Эпидемиология и вакцинопрофилактика. 2023. T. 22. № 4. С. 44–48. doi: 10.31631/2073-3046-2023-22-4-44-48

9. Tsolakidis S, Freytag DL, Dovern E, et al. Infections in burn patients: A retrospective view over seven years. Medicina (Kaunas). 2022;58(8):1066. doi: 10.3390/medicina58081066

10. Li Y, Roberts JA, Walker MM, Aslan AT, Harris PN, Sime FB. The global epidemiology of ventilator-associated pneumonia caused by multi-drug resistant Pseudomonas aeruginosa: A systematic review and meta-analysis. Int J Infect Dis. 2024;139:78-85. doi: 10.1016/j.ijid.2023.11.023

11. Кошелева И.А., Измалкова Т.Ю., Сазонова О.И. и др. Aнтибиотикорезистентные микроорганизмы и детерминанты множественной лекарственной устойчивости у бактерий рода Pseudomonas в очистных сооружениях г. Пущино // Микробиология. 2021. Т. 90. № 2. С. 179–190. doi: 10.31857/50026365621020087

12. Li X, Gu N, Huang TY, Zhong F, Peng G. Pseudomonas aeruginosa: A typical biofilm forming pathogen and an emerging but underestimated pathogen in food processing. Front Microbiol. 2023;13:1114199. doi: 10.3389/fmicb.2022.1114199

13. Zhang X, Zhu Y, Gao Y, Li W, Wang Y, Li Y. Evaluation and analysis of multidrug resistance- and hypervirulence-associated genes in carbapenem-resistant Pseudomonas aeruginosa strains among children in an area of China for five consecutive years. Front Microbiol. 2023;14:1280012. doi: 10.3389/fmicb.2023.1280012

14. Бочарова Ю.А., Савинова Т.А., Лямин А.В. и др. Особенности геномов и антибиотикорезистентные свойства штаммов Pseudomonas aeruginosa, выделенных у пациентов с муковисцидозом в Российской Федерации // Клиническая лабораторная диагностика. 2021. T. 66. № 10. С. 629–634. doi: 10.51620/0869-2084-2021-66-10-629-634

15. Бочарова Ю.А., Савинова Т.А., Маянский Н.А., Чеботарь И.В. Новые мутации в генах, связанных с устойчивостью к цефидероколу, у клинического изолята Pseudomonas aeruginosa // Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. 2023. Т. 25. № 4. С. 401–407. doi: 10.36488/cmac.2023.4.401-407

16. Савинова Т.А., Самченко А.А., Бочарова Ю.А, Маянский Н.А., Чеботарь И.В. Компьютерная программа для выявления и анализа поринзависимой антибиотикорезистентности бактерий // Современные технологии в медицине. 2021. Т. 13. № 6. С. 15–23. doi: 10.17691/stm2021.13.6.02

17. European Committee for the Determination of Antimicrobial Sensitivity. Tables of boundary values for the interpretation of MPC values and diameters of growth suppression zones. Version 13.0, 2023. Accessed January 24, 2025. https://www.eucast.org

18. Асташкин Е.И., Лев А.И., Ершова О.Н. и др. Три новых интегрона класса 1, обнаруженных в полирезистентных госпитальных штаммах Pseudomonas аeruginosa // Молекулярная генетика, микробиология и вирусология. 2019. № 1. С. 9–16. doi: 10.17116/molgen2019370119

19. Хохлова О.Е., Владимиров И.В., Козлов Р.С. и др. Молекулярно-генетические механизмы резистентности к антибиотикам основных возбудителей гнойновоспалительных осложнений у больных с термическими ожогами // Молекулярная генетика, микробиология и вирусология. 2022. Т. 37. № 4. С. 187-193. doi: 10.3103/S0891416822040024

20. Hao M, Ma W, Dong X, Li X, Cheng F, Wang Y. Comparative genome analysis of multidrug-resistant Pseudomonas aeruginosa JNQH-PA57, a clinically isolated mucoid strain with comprehensive carbapenem resistance mechanisms. BMC Microbiol. 2021;21(1):133. doi: 10.1186/s12866-021-02203-4

21. Bocharova Y, Savinova T, Lasareva A, et al. Genotypes, carbapenemase carriage, integron diversity and oprD alterations among carbapenem-resistant Pseudomonas aeruginosa from Russia. Int J Antimicrob Agents. 2020;55(4):105899. doi: 10/1016/J.ijantimicag.2020.105899

22. Aguilar-Rodea P, Zúñiga G, Cerritos R, et al. Nucleotide substitutions in the mexR, nalC and nalD regulator genes of the MexAB-OprM efflux pump are maintained in Pseudomonas aeruginosa genetic lineages. PLoS One. 2022;17(5):e0266742. doi: 10.1371/journal.pone.0266742

23. Скурихина Ю.Е., Зайцева У.А., Сараговец А.А. Молекулярно-генетические особенности антибиотико резистентности Pseudomonas aeruginosa // Тихоокеанский медицинский журнал. 2024. № 2. С. 47–50. doi: 10.34215/1609-1175-2024-2-47-50

24. Del Barrio-Tofiño E, López-Causapé C, Oliver A. Pseudomonas aeruginosa epidemic high-risk clones and their association with horizontally acquired β-lactamases: 2020 update. Int J Antimicrob Agents. 2020;56(6):106196. doi: 10.1016/j.ijantimicag.2020.106196

25. Tchakal-Mesbahi A, Metref M, Singh VK, Almpani M, Rahme LG. Characterization of antibiotic resistance profiles in Pseudomonas aeruginosa isolates from burn patients. Burns. 2021;47(8):1833-1843. doi: 10.1016/j.burns.2021.03.005

26. Kocsis B, Gulyás D, Szabó D. Diversity and distribution of resistance markers Pseudomonas aeruginosa international high-risk clones. Microorganisms. 2021;9(2):359. doi: 10.3390/microorganisms9020359

27. Yang K, Xiao T, Shi Q, et al. Socioeconomic burden of bloodstream infections caused by carbapenem-resistant and carbapenem-susceptible Pseudomonas aeruginosa in China. J Glob Antimicrob Resist. 2021;26:101-107. doi: 10.1016/j.jgar.2021.03.032

28. Teelucksingh K, Shaw E. Clinical characteristics, appropriateness of empiric antibiotic therapy and outcome of Pseudomonas aeruginosa bacteriemia across multiple community hospitals. Eur J Clin Microbiol Infect Dis. 2022;41(1):53-62. doi: 10.1007/s10096-021-04342-y

29. Савинова Т.А., Бочарова Ю.А., Чаплин А.В. и др. Меропенем-индуцированное снижение чувствительности к колистину у Рseudomonas aeruginosa ATCC 27853 // Вестник РГМУ. 2022. № 1. С. 30–34.doi: 10.24075/vrgmu.2022.001

30. Hameed F, Khan MА, Muhammad H, Sarwar T, Bilal H, Rehman TU. Plasmid-mediated mcr-1 gene in Acinetobacter baumannii and Pseudomonas aeruginosa: First report from Pakistan. Rev Soc Bras Med Trop. 2019;52:e20190237. doi: 10.1590/0037-8682-0237-2019