Характеристика патогенного потенциала Escherichia coli, 
выделенных у пациентов с калькулезным пиелонефритом


DOI: https://dx.doi.org/10.18565/urology.2021.4.19-24

Т.М. Пашкова, Н.В. Морозова, М.Д. Кузьмин, О.Л. Карташова, Л.П. Попова

ФГБУН «Институт клеточного и внутриклеточного симбиоза» УрО РАН, Оренбург, Россия
Цель исследования: провести сравнительную фенотипическую и генетическую оценку патогенного потенциала штаммов E. coli, изолированных от пациентов с калькулезным пиелонефритом.
Материалы и методы. Проанализировано 78 штаммов E. coli, выделенных из мочи больных калькулезным пиелонефритом в фазы обострения (n=58) и ремиссии (n=20). Патогены исследовали на наличие генов вирулентности papA, papEF, papGII; afa, bmaE, iutA, fyuA, feoB, kspMTII, usp мультиплексной ПЦР с использованием подобранных праймеров. Фенотипически определяли способность к биопленкообразованию, антилизоцимную, антигемоглобиновую, антицитокиновую, адгезивную и sIgA-протеазную активность E. coli.
Результаты. У штаммов E. coli, выделенной из мочи больных в фазу ремиссии, чаще и с высокими значениями признака регистрировалась способность к образованию биопленок; а у штаммов, изолированных при рецидиве, адгезивная активность, способность к инактивации про- и противовоспалительных цитокинов, антигемоглобиновая активность, а также зарегистрированы гены, кодирующие афимбриальный адгезин (afa), отвечающие за синтез сидерофора аэробактина (iutA), осуществляющие транспорт двухвалентного железа (feoB).
Заключение. Выявленные различия в фено- и генотипическом профилях культур E. coli, изолированных от пациентов с калькулезным пиелонефритом в фазы обострения и ремиссии, позволяют дифференцировать выделенный штамм и прогнозировать течение инфекционно-воспалительного процесса.
Ключевые слова: детерминанты вирулентности, Escherichia coli, биологические свойства, калькулезный пиелонефрит
Полный текст статьи доступен
в "Библиотеке Врача"

Литература

1. Shalekenov B.U., Bisekenova A.L., Ramazanova B.A., Adambekov D.A., Shalekenov S.B. Species structure and molecular genetic characteristics of antibiotic-resistant strains of gram-negative microorganisms isolated from patients of the urological department. Urologija. 2018;1:77–83. Doi: https//dx.doi.org/10.18565/urology.2018.1.77-83 (Шалекенов Б.У., Бисекенова А.Л., Рамазанова Б.А., Адамбеков Д.А., Шалекенов С.Б. Видовая структура и молекулярно-генетическая характеристика антибиотикорезистентных штаммов грамотрицательных микроорганизмов, выделенных от пациентов урологического отделения. Урология. 2018;1:77–83. Doi: https//dx.doi.org/10.18565/urology.2018.1.77–83).


2. Perepanova T.S., Merinov D.S., Kazachenko A.V., Hazan P.L., Malova Ju.A. Urologija. Prevention of infectious and inflammatory complications after percutaneous nephrolithotripsy 2020;3:23–33 (Перепанова Т.С., Меринов Д.С., Казаченко А.В., Хазан П.Л., Малова Ю.А. Профилактика инфекционно-воспалительных осложнений после перкутанной нефролитотрипсии. Урология. 2020;3:23–33).


3. Trapeznikova M.F., Dutov V.V., Savickaja K.I. Rusanova E.V., Gal’ko A.A. Some modern aspects of diagnostics of calculous pyelonephritis. Urologija. 2007;1:10–14 (Трапезникова М.Ф., Дутов В.В., Савицкая К.И. Русанова Е.В., Галько А.А. Некоторые современные аспекты диагностики калькулезного пиелонефрита. Урология. 2007;1:10–14).


4. Buharin O.V., Gricenko V.A., Vjalkova A.A. Factors of uropathogenicity of bacteria: role in pathogenesis and significance in the diagnosis of pyelonephritis. Nefrologija i dializ. 2001;3(4):469–475 (Бухарин О.В., Гриценко В.А., Вялкова А.А. Факторы уропатогенности бактерий: роль в патогенезе и значение в диагностике пиелонефрита. Нефрология и диализ. 2001; 3(4):469–475).


5. Zhabchenko I.A. Uropathogenic strains of Escherichia coli: functional features, virulence factors, importance in clinical practice. Tavricheskij mediko-biologicheskij vestnik. 2013;16(2):201–206 (Жабченко И.А. Уропатогенные штаммы Escherichia coli: особенности функционирования, факторы вирулентности, значение в клинической практике. Таврический медико-биологический вестник. 2013;16(2):201–206).


6. Kazancev A.V., Osina N.A., Glinskaja T.O., Kosheleva O.N., Maksimov Ju.V., Devdariani Z.L., Mikerov A.N. Virulence factors and phylogenetic characteristics of uropathogenic Escherichia coli strains isolated in the city of Saratov. Problemy osobo opasnyh infekcij. 2019;4:56–60 (Казанцев А.В., Осина Н.А., Глинская Т.О., Кошелева О.Н., Максимов Ю.В., Девдариани З.Л., Микеров А.Н. Факторы вирулентности и филогенетическая характеристика уропатогенных штаммов Escherichia coli, выделенных на территории г. Саратова. Проблемы особо опасных инфекций. 2019;4:56–60).


7. Sheikh A.F., Goodarzi H., Yadyad M.J., Aslani S., Amin M., Jomehzadeh N., Ranjbar R., Moradzadeh M., Azarpira S., Akhond M.R., Hashemzadeh M. Virulence-associated genes and drug sus-ceptibility patterns of uropathogenic Escherichia coli isolated from patients with urinary tract infection. Infect. Drug Resist. 2019; 12:2039–2047. Doi: 10.2147/IDR.S199764.


8. Buharin O.V. Persistence of pathogenic bacteria. M.: Medicina, 1999; 366 s. (Бухарин О.В. Персистенция патогенных бактерий. М.: Медицина, 1999; 366 с.).


9. O’Toole G., Kaplan H.B., Kolter R. Biofilm formation as microbial development. Annu. Rev. Microbiol. 2000;54:49–79.


10. Gizatulina S.S., Birger M.O., Kulinich L.I. A method for assessing the state of the human intestinal microflora by the number of adhesive-active colonies and the type of adhesins. Mikrobiologija. 1991;4:21–23 (Гизатулина С.С., Биргер М.О., Кулинич Л.И. Способ оценки состояния микрофлоры кишечника человека по количеству адгезивно-активных колоний и типу адгезинов. Микробиология. 1991;4:21–23).


11. Buharin O.V., Perunova N.B., Chajnikova I.N., Ivanova E.V., Smoljagin A.I. Anticytokine activity of microorganisms. Zhurnal mikrobiologii, jepidemiologii i immunobiologii. 2011; 4: 56–61 (Бухарин О.В., Перунова Н.Б., Чайникова И.Н., Иванова Е.В., Смолягин А.И. Антицитокиновая активность микроорганизмов. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2011;4:56–61).


12. Buharin O.V., Chajnikova I.N., Valyshev A.V., Valysheva I.V., Kalinina T.N., Popova E.V., Smoljagin A.I. Method for determining the anti-immunoglobulin activity of microorganisms. Patent na izobretenie № 2236465 (Бухарин О.В., Чайникова И.Н., Валышев А.В., Валышева И.В., Калинина Т.Н., Попова Е.В., Смолягин А.И. Способ определения антииммуноглобулиновой активности микроорганизмов. Патент на изобретение № 2236465).


13. Ki Wook Yun, Hak Young Kim, Hee Kuk Park, Wonyong Kim, In Seok Lim. Virulence Factors of Uropathogenic Escherichia coli of Urinary Tract Infections and Asymptomatic Bacteriuria in Children J Microbiol Immunol Infect. 2014; 47(6): 455–461. Doi: 10.1016/j.jmii.2013.07.010.


14. Truhachjova N.V. Medical statistics. Rostov-na-Donu: Feniks, 2017; 342 s. (Трухачёва Н.В. Медицинская статистика. Ростов-на-Дону, Феникс, 2017; 342 с.).


15. Kraeva L.A., Ceneva G.Ja., Hamdulaeva G.N., Kunilova E.S. The importance of pathogenicity factors of opportunistic microorganisms in assessing their etiological role in the development of the disease. Infekcija i immunitet. 2012; 4: 699–704 (Краева Л.А., Ценева Г.Я., Хамдулаева Г.Н., Кунилова Е.С. Значимость факторов патогенности условно-патогенных микроорганизмов при оценке их этиологической роли в развитии заболевания. Инфекция и иммунитет. 2012;4:699–704).


16. Malysh N.G., Golubnichaja V.N., Chemich N.D., Doan S.I. Some biological properties of the dominant causative agents of acute intestinal infections. Klinicheskaja laboratornaja diagnostika. 2014; 10: 45–48 (Малыш Н.Г., Голубничая В.Н., Чемич Н.Д., Доан С.И. Некоторые биологические свойства доминирующих возбудителей острых кишечных инфекций. Клиническая лабораторная диагностика. 2014;10:45–48).


17. Khairy R.M., Mohamed E.S., Abdel Ghany H.M., Abdelrahim S.S. Phylogenic classification and virulence genes profiles of uropathogenic E. coliand diarrhegenic E. coli strains isolated from community acquired infections. PLoS One. 2019;12(9). Doi:10.1371/journal.pone.0222441.


18. Tabasi M., Karam M.R., Habibi M., Mostafavi E., Bouzari S. Genotypic characterization of virulence factors in Escherichia coli isolated from patients with acute cystitis, pyelonephritis and asymptomatic bacteriuria. J. Clin. Diagn. Res. 2016; 10(12). Doi:10.7860/JCDR/2016/21379.9009.


19. Popkov V.M., Dolgov A.B., Zaharova N.B., Ponukalin A.N., Varaksin N.A. Urinary biomarkers in acute pyelonephritis. Saratovskij nauchno-medicinskij zhurnal. 2013;9(1):110–115 (Попков В.М., Долгов А.Б., Захарова Н.Б., Понукалин А.Н., Вараксин Н.А. Мочевые биомаркеры при остром пиелонефрите. Саратовский научно-медицинский журнал. 2013;9(1):110–115).


20. Romanova Ju.M., Mulabaev N.S., Tolordava Je.R., Seregin A.V i dr. Microbial communities on urinary stones. Molekuljarnaja genetika, mikrobiologija i virusologija. 2015;2:20–25 (Романова Ю.М., Мулабаев Н.С., Толордава Э.Р., Серегин А.В и др. Микробные сообщества на мочевых камнях. Молекулярная генетика, микробиология и вирусология. 2015;2:20–25).


21. Kapustina O.A., Chajnikova I.N., Kartashova O.L. Species characteristics and persistence factors of Candida fungi isolated from different biotopes in infectious and inflammatory diseases and intestinal dysbiosis. Zhurnal mikrobiologii, jepidemiologii i immunobiologii. 2012;4:37–41 (Капустина О.А., Чайникова И.Н., Карташова О.Л. Видовая характеристика и факторы персистенции грибов рода Candida, выделенных из разных биотопов при инфекционно-воспалительных заболеваниях и дисбиозе кишечника. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2012;4:37–41).


22. Mironov A.Ju., Leonov V.V. Iron, virulence and intermicrobial interactions of opportunistic microorganisms. Uspehi sovremennoj biologii. 2016;3:301–310 (Миронов А.Ю., Леонов В.В. Железо, вирулентность и межмикробные взаимодействия условно-патогенных микроорганизмов. Успехи современной биологии. 2016;3:301–310).


23. Kuznecova M.V., Gizatullina Ju.S. Phylogenetic diversity and biological properties of uropathogenic Escherichia coli strains. Bjulleten’ Orenburgskogo nauchnogo centra UrO RAN. 2019;3:23.


24. Henderson J.P., Crowley J.R., Pinkner J.S., Walker J.N., Tsukayama P., Stamm W.E., Hooton T.M., Hultgren S.J. Quantitative metabolomics reveals an epigenetic blueprint for iron acquisition in uropathogenic Escherichia coli. PLoS Pathog. 2009;5(2). Doi:10.1371/journal.ppat.100030541.


25. Cristea V.C., Gheorghe I., Czobor Barbu I. et al. Snapshot of Phylogenetic Groups, Virulence, and Resistance Markers in Escherichia coli Uropathogenic Strains Isolated from Outpatients with Urinary Tract Infections in Bucharest, Romania. BioMed Research International. 2019;2019. Doi.org/10.1155/2019/5712371.


26. Bert F., Johnon J.R., Ouattara B. et al. Genetic diversity and virulence profiles of Escherichia coli isolates causing spontaneous bacterial peritonitis and bacteremia in patients with cirrhosis. Journal of clinical microbiology. 2010; 48(8):2709–2714.


27. Abass Z.N., Habib K.A., Abed Z.A. Genotypic Study of Two Virulence Factors fimH and kpsMTII in Uropathogenic Escherichia coli Isolates from Children Patients with Urinary Tract Infections. Baghdad Science Journal. 2014; 11(4):1475–480.


Об авторах / Для корреспонденции

А в т о р д л я с в я з и: М. Д. Кузьмин – д.м.н., ведущий научный сотрудник лаборатории по изучению механизмов формирования микробных биоценозов человека ФГБУН «Институт клеточного и внутриклеточного симбиоза» Уральского отделения Российской академии наук, Оренбург, Россия; e-mail: mdk-49@mail.ru


Похожие статьи

К содержанию номера

Бионика Медиа