Фенотипические и молекулярно-генетические свойства клинических штаммов Escherichia coli, выделенных от пациентов с урологическими заболеваниями


DOI: https://dx.doi.org/10.18565/urology.2020.2.23-30

П.В. Слукин, Э.А. Светоч, Е.М. Асланян, Е.И. Асташкин, М.Г. Ершова, Е.Д. Полетаева, А.П. Шепелин, Н.К. Фурсова

1 ФБУН «Государственный научный центр прикладной микробиологии и биотехнологии», Оболенск, Россия; 2 ГУЗ ЯО «Инфекционная клиническая больница № 1», Ярославль, Россия
Цель данной работы: охарактеризовать микробиологический и молекулярно-генетический
профили резистентности штаммов E. coli.
Материалы и методы. Штаммы E. coli (n=18) были выделены в рамках пилотного одноцентрового исследования из мочи женщин в возрасте 23–84 лет, проходивших лечение в урологическом отделении в декабре 2016 – январе 2017 г. Оценивали подвижность бактерий, колициногенность, чувствительность к антагонистическому действию лактобактерий, способность к образованию биопленок и чувствительность к антимикробным препаратам. Определяли наличие генов, кодирующих факторы антибиотикорезистентности штаммов.
Результаты. Штаммы E. coli были гетерогенны по подвижности в полужидком агаре, колициногенности и по биопленкообразованию. Они были чувствительными к антагонистическому действию Lactobacillus acidophilus, нитрофурантоину, меропенему, фосфомицину и основным функциональным классам дезинфектантов и антисептиков, применяемым в лечебных учреждениях, но устойчивыми к β-лактамам, фторхинолонам и аминогликозидам. У двух штаммов идентифицирован ген устойчивости к колистину mcr-1.
Заключение. Анализ выявленных в клинических штаммах E. coli генетических детерминант антибиотикорезистентности свидетельствует о генетическом разнообразии изученных штаммов. Полученные данные по чувствительности штаммов к антибактериальным препаратам и дезинфектантам могут быть использованы клиницистами при выборе оптимальной антибиотикотерапии и схемы обработки абиотических поверхностей в урологических отделениях.
Ключевые слова: колициногенность, уропатогенные Escherichia coli, подвижность, дезинфектанты, антисептики, биопленки, лактобациллы, антибиотики
Полный текст статьи доступен
в "Библиотеке Врача"

Литература

1. Beloglazova I.P., Troshina A.A., Poteshkina N.G. Urinary Tract Infections: Part 1. Medical business. 2018;1:18–25. Russian (Белоглазова И.П., Трошина А.А., Потешкина Н.Г. Инфекции мочевыводящих путей: Часть 1. Лечебное дело. 2018;1:18–25).


2. Leccese Terraf M.C., Juarez Tomas M.S., Rault L., et.al. In vitro effect of vaginal lactobacilli on the growth and adhesion abilities of uropathogenic Escherichia coli. Archives of Microbiology. 2017;199(5):767–774. Doi: 10.1007/s00203-016-1336-z.


3. Delley M., Bruttin A., Richard M., et.al. In vitro activity of commercial probiotic Lactobacillus strains against uropathogenic Escherichia coli. FEMS Microbiology Letters. 2015;362(13):fnv096. Doi: 10.1093/femsle/fnv096.


4. Hütt P., Lapp E., Stsepetova J., et al. Characterisation of probiotic properties in human vaginal lactobacilli strains. Microb Ecol Health Dis. 2016;27:30484. Doi: 10.3402/mehd.v27.30484.


5. Shim Y.H., Lee S.J., Lee J.W. Antimicrobial activity of lactobacillus strains against uropathogens. Pediatr Int. 2016;58(10):1009–1013. Doi: 10.1111/ped.12949.


6. Perepanova T.S., Kozlov R.S., Dekhnich A.V., et.al. The empirical choice of antibacterial treatment for uncomplicated urinary tract infection. «DARMIS»: clinical study of pathogens resistance. Experimental and clinical urology. 2012;2:78–83. Russian (Перепанова Т.С., Козлов Р.С., Дехнич А.В., и др. Эмпирический выбор антимикробных препаратов при неосложненной инфекции нижних мочевых путей: исследование резистентности возбудителей «ДАРМИС». Экспериментальная и клиническая урология. 2012;2:78–83).


7. Terlizzi M.E., Gribaudo G., Maffei M.E. UroPathogenic Escherichia coli (UPEC) infections: virulence factors, bladder responses, antibiotic, and non-antibiotic Antimicrobial Strategies. Front Microbiol. 2017;8:1566. Doi: 10.3389/fmicb.2017.01566.


8. Yang X., Sha K., Xu G., et al. Subinhibitory concentrations of allicin decrease uropathogenic Escherichia coli (UPEC) biofilm formation, adhesion ability, and swimming motility. Int J Mol Sci. 2016;17(7). pii: E979. Doi: 10.3390/ijms17070979.


9. Micenkova L., Bosak J., Kucera J., et al. Colicin Z, a structurally and functionally novel colicin type that selectively kills enteroinvasive Escherichia coli and Shigella strains. Sci Rep. 2019;9(1):11127. Doi: 10.1038/s41598-019-47488-8.


10. Reis-Teixeira F.B.D., Alves V.F., de Martinis E.C.P. Growth, viability and architecture of biofilms of Listeria monocytogenes formed on abiotic surfaces. Braz J Microbiol. 2017;48(3):587–591. Doi: 10.1016/j.bjm.2017.01.004.


11. Ceccarelli D., Hesp A., van der Goot J., et al. Antimicrobial resistance prevalence in commensal Escherichia coli from broilers, fattening turkeys, fattening pigs and veal calves in European countries and association with antimicrobial usage at country level. J Med Microbiol. 2020. Doi: 10.1099/jmm.0.001176.


12. Detusheva E.V., Rodin V.B., Slukin P.V., et al. Sensitivity of nosocomial strains of K. pneumoniae, P. aeruginosa, A. baumannii and P. mirabilis to chlorhexidine-based antiseptic. Clinical microbiology and antimicrobial chemotherapy. 2015;1(17):57–66. Russian (Детушева Е.В., Родин В.Б.,Слукин П.В., и др. Чувствительность нозокомиальных штаммов K. pneumoniae, P. aeruginosa, A. baumannii и P. mirabilis к антисептику на основе хлоргексидина. Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. 2015;1(17):57–66).


13. Tian E., Muhammad I., Hu W., et al. Tentative epidemiologic cut-off value and resistant characteristic detection of apramycin against Escherichia coli from chickens. FEMS Microbiol Lett. 2019;366(16). pii: fnz196. Doi: 10.1093/femsle/fnz196.


14. Eckert C., Gautier V., Arlet G. DNA sequence analysis of the genetic environment of various blaCTX-M genes. J Antimicrob Chemother. 2006;57(1):14–23.


15. Edelstein M., Pimkin M., Palagin I., et.al. Prevalence and molecular epidemiology of CTX-M extended-spectrum beta-lactamase-producing Escherichia coli and Klebsiella pneumoniae in Russian hospitals. Antimicrob Agents Chemother. 2003;47(12):3724–3732.


16. Priamchuk S.D., Fursova N.K., Abaev I.V., et al. Genetic determinants of antibacterial resistance among nosocomial Escherichia coli, Klebsiella spp., and Enterobacter spp. isolates collected in Russia within 2003–2007. Antibiot Khimioter. 2010;55(9–10):3–10.


17. Hujer K.M., Hujer A.M., Hulten E.A., et al. Analysis of antibiotic resistance genes in multidrug-resistant Acinetobacter sp. isolates from military and civilian patients treated at the Walter Reed Army Medical Center. Antimicrob Agents Chemother. 2006;50(12):4114–4123.


18. Yang J., Chen Y., Jia X., et al. Dissemination and characterization of NDM-1-producing Acinetobacter pittii in an intensive care unit in China. Clin Microbiol Infect. 2012;18(12):E506–513.


19. 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.


20. Angiuoli S.V., Gussman A., Klimke W., et al. Toward an online repository of Standard Operating Procedures (SOPs) for (meta)genomic annotation. OMICS. 2008;12(2):137–141. Doi: 10.1089/omi.2008.0017.


21. Zankari E., Hasman H., Cosentino S., et al. Identification of acquired antimicrobial resistance genes. J Antimicrob Chemother. 2012;67(11):2640–2644. Doi: 10.1093/jac/dks261.


22. Santo E., Macedo C., Marin J.M. Virulence factors of uropathogenic Escherichia coli from a university hospital in Ribeirão Preto, São Paulo, Brazil. Rev Inst Med Trop Sao Paulo. 2006;48(4):185–188.


23. Olorunmola F.O., Kolawole D.O., Lamikanra A. Antibiotic resistance and virulence properties in Escherichia coli strains from cases of urinary tract infections. Afr J Infect Dis. 2013;7(1):1–7.


24. Gizatullina Yu.S., Kuznetsova M.V. Biofilm formation by uropathogenic strains of Escherichia coli on various abiotic surfaces. Bulletin of Perm University. Series: Biology. 2017;2:185–192. Russian (Гизатуллина Ю.С.,Кузнецова М.В. Формирование биопленок уропатогенными штаммами Escherichia coli на различных абиотических поверхностях. Вестник Пермского университета. Серия: Биология. 2017;2:185–192).


25. Ny S., Edquist P., Dumpis U., et al. NoDARS UTI Study Group. Antimicrobial resistance of Escherichia coli isolates from outpatient urinary tract infections in women in six European countries including Russia. J Glob Antimicrob Resist. 2018;17:25–34.


26. Yu H., Qu F., Shan B., et al. Detection of the mcr-1 colistin resistance gene in carbapenem-resistant Enterobacteriaceae from different hospitals in China. Antimicrob Agents Chemother. 2016;60(8):5033–5035. Doi: 10.1128/AAC.00440-16.


27. Henly E.L., Dowling J.A.R., Maingay J.B., et.al. Biocide exposure induces changes in susceptibility, pathogenicity, and biofilm formation in uropathogenic Escherichia coli. Antimicrob Agents Chemother. 2019;63(3). pii: e01892–18. Doi: 10.1128/AAC.01892-18.


Об авторах / Для корреспонденции

А в т о р д л я с в я з и: П.В. Слукин – научный сотрудник лаборатории антимикробных препаратов отдела молекулярной микробиологии ФБУН «Государственный научный центр прикладной микробиологии и биотехнологии», Московская область, Серпуховский р-н, п. Оболенск, Россия; e-mail: xopgi@yandex.ru


Похожие статьи

К содержанию номера

Бионика Медиа