Preview

Здоровье населения и среда обитания – ЗНиСО

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

Молекулярно-генетический анализ возбудителей бактериальных пневмоний, ассоциированных с COVID-19, в стационарах г. Ростова-на-Дону

https://doi.org/2219-5238/2021-29-12-64-71

Полный текст:

Аннотация

Введение. Присоединение бактериальной суперинфекции на фоне COVID-19 является одной из основных причин, приводящих к более тяжелому течению болезни у пациента, повышению риска неблагоприятного исхода заболевания и, как следствие, увеличению времени пребывания в стационаре. В связи с этим большое внимание исследователей уделяется изучению генетических маркеров, позволяющих выявлять клональные связи между различными изолятами возбудителей бактериальных коинфекций, что в свою очередь позволяет дифференцировать внутрибольничные и внебольничные случаи заражения.

Цель – изучение генетического разнообразия и клональных связей A. baumannii и P. aeruginosa, выделенных от пациентов с новой коронавирусной инфекцией в г. Ростове-на-Дону.

Материалы и методы. Исследовали биологический материал от 217 пациентов с диагнозом «внебольничная пневмония», находившихся на амбулаторном лечении или в стационарах г. Ростова-на-Дону. Полногеномное секвенирование штаммов A. baumannii и P. aeruginosa проведено на секвенаторе MiSeq (Illumina, США). Отбор SNP-маркеров проводили с помощью авторского программного обеспечения, написанного на языках Java и Python. Кластерный анализ и построение дендрограммы проводили с использованием авторского программного обеспечения по методу UPGMA. Для построения дендрограммы применена программа MEGA 5.

Результаты. Установлен спектр этиологических агентов бактериальной природы, вызывающих развитие вторичной инфекции на фоне COVID-19. По результатам полногеномного секвенирования 10 возбудителей пневмоний, выделенных от пациентов с новой коронавирусной инфекцией, выявлена клональность отдельных штаммов. Доказано внутрибольничное происхождение двух изолятов P. aeruginosa и двух – A. baumannii, в свою очередь анализ плазмидного состава подтвердил их внутрибольничное происхождение. Присоединение вторичной бактериальной инфекции у пациентов, находящихся на лечении, может быть обусловлено как патологическим развитием доминирующей микрофлоры слизистых верхних дыхательных путей, обеспечивающей нормобиоценоз у здоровых людей, так и несоблюдением в должном объеме принципов противоэпидемического режима и инфекционной безопасности в медицинских организациях в отношении инфекций, связанных с оказанием медицинской помощи.

Заключение. Проведенный анализ позволил определить этиологическую структуру пневмоний, у пациентов с COVID-19. Данные полногеномного секвенирования с последующим биоинформационным анализом позволили выявить внутрибольничное происхождение ряда штаммов P. aeruginosa и A. baumanii.

Об авторах

А. К. Носков
ФКУЗ «Ростовский-на-Дону научно-исследовательский противочумный институт» Роспотребнадзора
Россия

Носков Алексей Кимович – кандидат медицинских наук, директор

ул. М. Горького, д. 117/40, г. Ростов-на-Дону, 344002



А. Ю. Попова
Российская медицинская академия непрерывного профессионального образования
Россия

Попова Анна Юрьевна – доктор медицинских наук, профессор Российская медицинская академия непрерывного профессионального образования

ул. Баррикадная, д. 2/1, г. Москва, 125993



А. С. Водопьянов
ФКУЗ «Ростовский-на-Дону научно-исследовательский противочумный институт» Роспотребнадзора
Россия

Водопьянов Алексей Сергеевич – кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник лаборатории молекулярной биологии природно-очаговых и зоонозных инфекций

ул. М. Горького, д. 117/40, г. Ростов-на-Дону, 344002



Р. В. Писанов
ФКУЗ «Ростовский-на-Дону научно-исследовательский противочумный институт» Роспотребнадзора
Россия

Писанов Руслан Вячеславович – кандидат медицинских наук, заведующий лаборатории молекулярной биологии природно-очаговых и зоонозных инфекций

ул. М. Горького, д. 117/40, г. Ростов-на-Дону, 344002



О. С. Чемисова
ФКУЗ «Ростовский-на-Дону научно-исследовательский противочумный институт» Роспотребнадзора
Россия

Чемисова Ольга Сергеевна – кандидат биологических наук, заведующая лабораторией «Коллекция патогенных микроорганизмов»

ул. М. Горького, д. 117/40, г. Ростов-на-Дону, 344002



Н. В. Павлович
ФКУЗ «Ростовский-на-Дону научно-исследовательский противочумный институт» Роспотребнадзора
Россия

Павлович Наталья Владимировна – доктор медицинских наук, заведующая лабораторией

ул. М. Горького, д. 117/40, г. Ростов-на-Дону, 344002



Ю. В. Демина
Российская медицинская академия непрерывного профессионального образования
Россия

Демина Юлия Викторовна – доктор медицинских наук, профессор

ул. Баррикадная, д. 2/1, г. Москва, 125993



Е. Н. Гудуева
ФКУЗ «Ростовский-на-Дону научно-исследовательский противочумный институт» Роспотребнадзора
Россия

Гудуева Елена Николаевна – младший научный сотрудник «Коллекция патогенных микроорганизмов»

ул. М. Горького, д. 117/40, г. Ростов-на-Дону, 344002



Е. В. Ковалев
Управление Роспотребнадзора по Ростовской области
Россия

Ковалев Евгений Владимирович – руководитель

ул. 18-я линия, д. 17, г. Ростов-на-Дону, 344019



Г. В. Карпущенко
ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Ростовской области» Роспотребнадзора
Россия

Карпущенко Гарри Викторович – кандидат медицинских наук, главный врач

ул. 7-я линия, д. 67, г. Ростов-на-Дону, 344019



Список литературы

1. Durán-Manuel EM, Cruz-Cruz C, Ibáñez-Cervantes G, et al. Clonal dispersion of Acinetobacter baumannii in an intensive care unit designed to patients COVID-19. J Infect Dev Ctries. 2021;15(1):58–68. doi: 10.3855/jidc.13545

2. Mirzaei R, Goodarzi P, Asadi M, et al. Bacterial co-infections with SARS-CoV-2. IUBMB Life. 2020;72(10):2097–2111. doi: 10.1002/iub.2356

3. Nasr P. Genetics, epidemiology, and clinical manifestations of multidrug-resistant Acinetobacter baumannii. J Hosp Infect. 2020;104(1):4–11. doi: 10.1016/j.jhin.2019.09.021

4. Mohd Sazlly Lim S, Zainal Abidin A, Liew SM, Roberts JA, Sime FB. The global prevalence of multidrug-resistance among Acinetobacter baumannii causing hospital-acquired and ventilator-associated pneumonia and its associated mortality: A systematic review and meta-analysis. J Infect. 2019;79(6):593–600. doi: 10.1016/j.jinf.2019.09.012

5. Эсауленко Н.Б., Ткаченко О.В. Изменение чувствительности бактериальной флоры у больных Covid-19. Результаты собственных исследований // Клиническая лабораторная диагностика. 2021. Т. 66. № S4. C. 80.

6. Бисенова Н.М., Ергалиева А.С. Микробиологические показатели пациентов с подтвержденной инфекцией Covid-19 // Наука и Здравоохранение. 2020. № 6. С. 5–10.

7. Perez S, Innes GK, Walters MS. et al. Increase in hospital-acquired carbapenem-resistant Acinetobacter baumannii Infection and colonization in an acute care hospital during a surge in COVID-19 admissions – New Jersey, February–July 2020. MMWR Morb Mortal Wkly Rep. 2020;69(48):1827–1831. doi: 10.15585/mmwr.mm6948e1

8. Baiou A, Elbuzidi AA, Bakdach D, et al. Clinical characteristics and risk factors for the isolation of multi-drug-resistant Gram-negative bacteria from critically ill patients with COVID-19. J Hosp Infect. 2021;110:165–171. doi: 10.1016/j.jhin.2021.01.027

9. Wieland K, Chhatwal P, Vonberg RP. Nosocomial outbreaks caused by Acinetobacter baumannii and Pseudomonas aeruginosa: Results of a systematic review. Am J Infect Control. 2018;46(6):643–648. doi: 10.1016/j.ajic.2017.12.014

10. Ronda VE, Alcaraz SR, Torregrosa PR, et al. Application of validated severity scores for pneumonia caused by SARS-CoV-2. Med Clin (Barc). 2021;157(3):99–105. doi: 10.1016/j.medcli.2021.01.002

11. Acosta F, Fernández-Cruz A, Maus SR, et al. In-depth study of a nosocomial outbreak caused by extensively drug-resistant Pseudomonas aeruginosa using whole genome sequencing coupled with a polymerase chain reaction targeting strain-specific single nucleotide polymorphisms. Am J Epidemiol. 2020;189(8):841–849. doi: 10.1093/aje/kwaa025

12. Makke G, Bitar I, Salloum T, et al. Whole-genome-sequence-based characterization of extensively drug-resistant Acinetobacter baumannii hospital outbreak. mSphere. 2020;5(1):e00934–19. doi: 10.1128/mSphere.00934-19

13. Hujer AM, Higgins PG, Rudin SD, et al. Nosocomial outbreak of extensively drug-resistant Acinetobacter baumannii isolates containing blaOXA-237 carried on a plasmid. Antimicrob Agents Chemother. 2017;61(11):e00797–17. doi: 10.1128/AAC.00797-17

14. Botelho J, Grosso F, Peixe L. Antibiotic resistance in Pseudomonas aeruginosa – Mechanisms, epidemiology and evolution. Drug Resist Updat. 2019;44:100640. doi: 10.1016/j.drup.2019.07.002

15. Loraine J, Heinz E, Soontarach R, et al. Genomic and phenotypic analyses of Acinetobacter baumannii isolates from three tertiary care hospitals in Thailand. Front Microbiol. 2020;11:548. doi: 10.3389/fmicb.2020.00548

16. Khatun MN, Farzana R, Lopes BS, Shamsuzzaman SM. Molecular characterization and resistance profile of nosocomial Acinetobacter baumannii intensive care unit of tertiary care hospital in Bangladesh. Bangladesh Med Res Counc Bull. 2015;41(2):101–107. doi: 10.3329/bmrcb.v41i2.29991

17. Murata K, Inoue Y, Kaiho M, et al. Genomic analysis of antibiotic resistance for Acinetobacter baumannii in a critical care center. Acute Med Surg. 2019;7(1):e445. doi: 10.1002/ams2.445

18. Wareth G, Brandt C, Sprague LD, Neubauer H, Pletz MW. Spatio-temporal distribution of Acinetobacter baumannii in Germany – A comprehensive systematic review of studies on resistance development in humans (2000– 2018). Microorganisms. 2020;8(3):375. doi: 10.3390/microorganisms8030375

19. Попова А.Ю., Ежлова Е.Б., Демина Ю.В. и др. Особенности этиологии внебольничных пневмоний, ассоциированных с COVID-19. Проблемы особо опасных инфекций. 2020. № 4. С. 99–105. doi: 10.21055/0370-1069-2020-4-99-105

20. Bolger AM, Lohse M, Usadel B. Trimmomatic: a flexible trimmer for Illumina sequence data. Bioinformatics. 2014;30(15):2114–2120. doi: 10.1093/bioinformatics/btu170

21. Bankevich A, Nurk S, Antipov D, et al. SPAdes: a new genome assembly algorithm and its applications to single-cell sequencing. J Comput Biol. 2012;19(5):455–477. doi: 10.1089/cmb.2012.0021

22. Водопьянов А.С., Писанов Р.В., Водопьянов С.О., Олейников И.П. Совершенствование методики SNP-типирования штаммов Vibrio cholerae на основе анализа первичных данных полногеномного секвенирования // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2020. Т. 97. № 6. С. 587–593. doi: 10.36233/0372-9311-2020-97-6-9

23. Tamura K, Peterson D, Peterson N, Stecher G, Nei M, Kumar S. MEGA5: molecular evolutionary genetics analysis using maximum likelihood, evolutionary distance, and maximum parsimony methods. Mol Biol Evol. 2011;28(10):2731–2739. doi: 10.1093/molbev/msr121

24. Яковлев С.В. Внебольничная пневмония у пожилых: особенности этиологии, клинического течения и антибактериальной терапии // Русский Медицинский Журнал № 16 от 16.08.1999. С. 763.

25. Boral B, Unaldi Ö, Ergin A, Durmaz R, Eser ÖK; Acinetobacter Study Group [Corporate Author]. A prospective multicenter study on the evaluation of antimicrobial resistance and molecular epidemiology of multidrug-resistant Acinetobacter baumannii infections in intensive care units with clinical and environmental features. Ann Clin Microbiol Antimicrob. 2019;18(1):19. doi: 10.1186/s12941-019-0319-8


Рецензия

Для цитирования:


Носков А.К., Попова А.Ю., Водопьянов А.С., Писанов Р.В., Чемисова О.С., Павлович Н.В., Демина Ю.В., Гудуева Е.Н., Ковалев Е.В., Карпущенко Г.В. Молекулярно-генетический анализ возбудителей бактериальных пневмоний, ассоциированных с COVID-19, в стационарах г. Ростова-на-Дону. Здоровье населения и среда обитания – ЗНиСО. 2021;1(12):64-71. https://doi.org/2219-5238/2021-29-12-64-71

For citation:


Noskov A.K., Popova A.Yu., Vodop’ianov A.S., Pisanov R.V., Chemisova O.S., Pavlovich N.V., Demina Yu.V., Gudueva E.N., Kovalev E.V., Karpushchenko G.V. Molecular Genetic Analysis of the Causative Agents of COVID-19–Associated Bacterial Pneumonia in Hospitals of Rostov-on-Don. Public Health and Life Environment – PH&LE. 2021;1(12):64-71. (In Russ.) https://doi.org/2219-5238/2021-29-12-64-71

Просмотров: 60


ISSN 2219-5238 (Print)
ISSN 2619-0788 (Online)