Hygiene and Sanitation

Гигиена и санитария

0016-99002412-0650

Federal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman

640318

10.47470/0016-9900-2018-97-5-405-410

ENVIRONMENTAL HYGIENE

ГИГИЕНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Study of species diversity and antimicrobial resistance of microflora of the Rostov-on-Don water bodies

Изучение видового разнообразия и антибиотикорезистентности микрофлоры водоёмов Ростова-на-Дону

https://orcid.org/0000-0002-9416-2291

Bereznyak

Elena А.

Березняк

Елена Александровна

Russian Federation

MD, Ph.D., senior researcher of the Laboratory biological safety and treatment of especially dangerous infections of the Rostov-on-Don Institute for Plague Control of the Federal Service on Consumer Rights Protection and Human Welfare Supervision, Rostov-on-Don, 344002, Russian Federation.

e-mail: labbiobez@mail.ru

Канд. биол. наук, ст. науч. сотр. лаб. биологической безопасности и лечения ООИ ФКУЗ Ростовского-на-Дону противочумного института Роспотребнадзора.

e-mail: labbiobez@mail.ru

labbiobez@mail.ru

Trishina

A. V.

Тришина

А. В.

Russian Federation

Verkina

L. M.

Веркина

Л. М.

Russian Federation

Poleeva

M. V.

Полеева

М. В.

Russian Federation

Simonova

I. R.

Симонова

И. Р.

Russian Federation

Bareeva

A. E.

Бареева

А. Е.

Russian Federation

Rostov-on-Don Institute for Plague Control of the Federal Service on Consumer Rights Protection and Human Welfare SupervisionФКУЗ Ростовский-на-Дону противочумный институт Роспотребнадзора

20052018

975

40541029102024

2024

Bereznyak E.А., Trishina A.V., Verkina L.M., Poleeva M.V., Simonova I.R., Bareeva A.E.

Березняк Е.А., Тришина А.В., Веркина Л.М., Полеева М.В., Симонова И.Р., Бареева А.Е.

https://journals.eco-vector.com/0016-9900/article/view/640318

In this paper, the results of an investigation of the diversity in microflora species in water bodies of Rostov-on-Don are presented. Susceptibility/resistance of isolated strains to antibacterial drugs (ABD) was studied. A portion of nonfermenting microorganisms (NFMs) constituted of 42.9 %, Enterobacteriaceae family — 28.2 %, Aeromonadaceae family — 23.7 %. In NFM group the sensitivity to all ABD was exhibited by 37.5 % of strains, 43.4 % of strains showed resistance to one antibiotic and 6.3 % were polyresistant (resistance to 3 and more antibiotics). No susceptible strains were detected among Enterobacteriaceae. The resistance to 3 or more ABD for Enterobacteriaceae accounted for 80 %, for Aeromonas — 72 %. In all groups of tested microorganisms, results of the investigation showed a high proportion of strains susceptible to ciprofloxacin, doxycycline, ceftriaxone, levomycetin, gentamicin, imipenem, meropenem, cefoperazone, cefepime. Among Enterobacteriaceae and Aeromonas strains isolates carrying the markers of resistance to ampicillin, nalidixic acid, furagin, co-trimoxazole were found frequently. The performed research of microbial communities in water bodies of Rostov-on-Don made it possible to identify dominant groups of microorganisms in the investigated objects, to reveal pathogenic and opportunistic bacteria, evaluate their antimicrobial resistance with the aim to determine a degree of their potential danger to human health

Представлены результаты изучения видового разнообразия микрофлоры водоемов г. Ростова-на-Дону. Дана оценка доминирующих видов грамотрицательных бактерий микробных сообществ. Исследована чувствительность/устойчивость выделенных штаммов к антибактериальным препаратам (АБП).

Материал и методы. Отбор проб проводили ежемесячно с мая по сентябрь 2016 г. в водоёмах г. Ростова-на-Дону, относящихся ко второй категории (рекреационное водопользование). Чувствительность к АБП определяли методом серийных разведений.

Результаты. Всего проанализировано 514 штаммов микроорганизмов, идентифицировано 70 видов. Доля неферментирующих микроорганизмов (НФМ) составила 42,9%, сем. Enterobacteriaceae -28,2%, сем. Aeromonadaceae — 23,7%. В группе НФМ доминировали ацинетобактерии, их доля составила 33,6%. Чувствительными ко всем АБП были 37,5% изолятов, монорезистентными — 43,4%, полирезистентными (3 и более АБП) 6,3% штаммов. Среди представителей семейства Enterobаcteriaceae доминировали штаммы родов Escherichia (28,7%) и Enterobаcter (26,7%). В структуре рода Aeromonas более половины составили штаммы A. caviae — 54%. Среди микроорганизмов семейств Enterobаcteriaceae и Aeromonadaceae чувствительных штаммов не обнаружено. Резистентность энтеробактерий к 3 и более АБП составила 80%, аэромонад 72%. Среди всех анализируемых групп микроорганизмов выявлена высокая доля штаммов, чувствительных к ципрофлоксацину, доксициклину, цефтриаксону, левомицетину, гентамицину, имипенему, меропенему, цефоперазону, цефепиму. Среди энтеробактерий и аэромонад часто встречались изоляты, несущие маркеры устойчивости к ампициллину, налидиксовой кислоте, фурагину, ко-тримоксазолу.

Заключение. Проведённое исследование микробных сообществ поверхностных водоёмов г. Ростова-на-Дону позволило обнаружить в тестируемых объектах доминирующие группы микроорганизмов, выявить патогенные и условно-патогенные бактерии, дать оценку их антибиотикорезистентности с целью определения степени потенциальной опасности для здоровья человека.

monitoringmicroflora of water bodiesdominant microorganismsantimicrobial resistance

мониторингмикрофлора водоёмовдоминирующие микроорганизмыантибиотикорезис-тентность

Kulagina G.M., Falova O.E. Sanitarno-epidemiologicheskie problemy zagryazneniya vodoemov. Fundamental’nye issledovaniya. 2004; (1): 61-2. (in Russian)

Кулагина Г.М., Фалова О.Е. Санитарно-эпидемиологические проблемы загрязнения водоемов. Фундаментальные исследования. 2004; 1: 61-2.

Zakharova I.B., Vodyanitskaya S.Y., Podshivalova M.V., Kruglikov V.D., Arkhangelskaya I.V., Viktorov D.V. Molecular-genetic characteristics of strains of Vibrio cholerae non-O1 / non-O139 isolated from ballast waters of ships and the water area of the ports of the Rostov Region. Epidemiologiya i infektsionnye bolezni. 2015. 20(3): 47-50.

Захарова И.Б., Водяницкая С.Ю., Подшивалова М.В., Кругликов В.Д., Архангельская И.В., Викторов Д.В. Молекулярно-генетическая характеристика штаммов Vibrio cholerae non-O1/non-O139, выделенных из балластных вод судов и акватории портов Ростовской области. Эпидемиология и инфекционные болезни. 2015. 20 (3): 47-50.

Prevalence and diversity of Salmonella enterica in water, fish and lettuce in Ouagadougou, Burkina Faso Oumar Traoré, Outi Nyholm, Anja Siitonen , Isidore Juste O Bonkoungou , Alfred S Traoré1, Nicolas Barro1, Kaisa Haukka Traoré et al. BMC Microbiology. 2015 (15): 151. https://doi.org/10.1186/s12866-015-0484-7

Prevalence and diversity of Salmonella enterica in water, fish and lettuce in Ouagadougou, Burkina Faso Oumar Traoré, Outi Nyholm, Anja Siitonen, Isidore Juste O Bonkoungou , Alfred S Traoré1, Nicolas Barro1, Kaisa Haukka Traoré et al. BMC Microbiology. 2015 (15):151. https://doi.org/10.1186/s12866-015-0484-7

Zhuravlev P.V., Aleshnya V.V., Golovina S.V., Panasovets O.P., Nedachin E.A., Talaeva Yu.G., Artemova T.Z., Gipp E.K., Zagaynova A.V., Butorina N.N. Monitoring bakterial’nogo zagryazneniya vodoemov Rostovskoy oblasti. Gigiena i sanitariya. 2010; (5): 33-6. (in Russian)

Журавлев П.В., Алешня В.В., Головина С.В., Панасовец О.П., Недачин Е.А., Талаева Ю.Г., Артемова Т.З., Гипп Е.К., Загайнова А.В., Буторина Н.Н. Мониторинг бактериального загрязнения водоемов Ростовской области. Гигиена и санитария. 2010; 5: 33-6.

Obukhova O.V., Lartseva L.V., Lisitskaya I.A. Sanitarno-mikrobiologicheskaya otsenka gidroekosistemy del’ty Volgi pri antropogennom zagryaznenii. Gigiena i sanitariya. 2009; (1): 8. (in Russian)

Обухова О.В., Ларцева Л.В., Лисицкая И.А. Санитарно-микробиологическая оценка гидроэкосистемы дельты Волги при антропогенном загрязнении. Гигиена и санитария. 2009; 1: 8.

Cantas L., Shah S.Q., Cavaco L.M., Manaia C.M., Walsh F., Popowska M. et al. A brief multi-disciplinary review on antimicrobial resistance in medicine and its linkage to the global environmental microbiota. Front. Microbiol. 2013; 4: 96.

Narciso-da-Rocha С., Manaia C.M. Multidrug resistance phenotypes are widespread over different bacterial taxonomic groups thriving in surface wate. Science of The Total Environment. 2016 (5). 563–4: 1-9.

Yukhimenko L.N., Bychkova L.I. Etiologicheskaya struktura vozbuditeley bakterial’noy gemorragicheskoy septitsemii ryb. Problemy immunologii, patologii i okhrany zdorov’ya ryb i drugikh gidrobiontov. In: Rasshirennye materialy Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii. Borok, 17-20 July 2007. Moscow: Rossel’khozakademiya; 2007: 95-7. (in Russian)

Юхименко Л.Н., Бычкова Л.И. Этиологическая структура возбудителей бактериальной геморрагической септицемии рыб. В кн.: Проблемы иммунологии, патологии и охраны здоровья рыб и других гидробионтов. Расширенные материалы Международной научно-практической конференции. Борок, 17-20 июля 2007 г. М.: Россельхозакадемия; 2007: 95-7

Qamar F. Naz, Nisar M. I., Quadri F., Shakoor S., Sow S.O., Nasrin D., Blackwelder W. C., Wu Y., Farag T., Panchalingham S., Sur D., Qureshi S., Faruque A.S.G., Saha D., Alonso P.L., Breiman R.F., Bassat Q., Tamboura B., Ramamurthy T., Kanungo S., Ahmed S., Hossain A., Das S.K., Antonio M., Hossain M.J., Mandomando I., Tennant S.M., Kotloff K.L., Levine M.M., Zaidi A.K.M. Aeromonas-Associated Diarrhea in Children under 5 Years: The GEMS Experience]. Am. J. Trop. Med. Hyg., 95(4), 2016: 774–80 https://doi.org/10.4269/ajtmh.16-0321

Qamar F. Naz, Nisar M. I., Quadri F., Shakoor S., Sow S.O., Nasrin D., Blackwelder W.C., Wu Y., Farag T., Panchalingham S., Sur D., Qureshi S., Faruque A.S.G., Saha D., Alonso P.L., Breiman R.F., Bassat Q., Tamboura B., Ramamurthy T., Kanungo S., Ahmed S., Hossain A., Das S. K., Antonio M., Hossain M. J., Mandomando I., Tennant S. M., Kotloff K. L., Levine M. M., Zaidi A. K. M. Aeromonas-Associated Diarrhea in Children under 5 Years: The GEMS Experience]. Am. J. Trop. Med. Hyg., 95(4), 2016: 774-80 https://doi.org/10.4269/ajtmh.16-0321

10.

Wellington E.M. The role of the natural environment in the emergence of antibiotic resistance in Gram-negative bacteria. Wellington E.M., Boxall A.B., Cross P., Feil E.J., Gaze W.H., Hawkey P.M. Lancet Infect Dis. 2013 (13): 155-65.

11.

Roca I. The global threat of antimicrobial resistance: science for intervention. Roca I., Akova M., F. Baquero, J. Carlet, M. Cavaleri, S. Coenen, J. Cohen, D. Findlay, I. Gyssens, O.E. Heure, G. Kahlmeter, H. Kruse, R. Laxminarayan, E. Liébana, L. López-Cerero, A. MacGowan, M. Martins, J. Rodríguez-Baño, J.M. Rolain, C. Segovia, B. Sigauque, E. Taconelli, E. Wellington and J. Vila. New Microbes and New Infections. 2015. 6(С): 22 - 9.

Roca I. The global threat of antimicrobial resistance: science for intervention. Roca I., Akova M., F. Baquero, J. Carlet , M. Cavaleri, S. Coenen, J. Cohen, D. Findlay, I. Gyssens, O.E. Heure, G. Kahlmeter, H. Kruse, R. Laxminarayan, E. Liébana, L. López-Cerero, A. MacGowan, M. Martins, J. Rodríguez-Baño, J.M. Rolain, C. Segovia, B. Sigauque, E. Taconelli, E. Wellington and J. Vila. New Microbes and New Infections. 2015. 6(С): 22 - 9.

12.

Bassetti M. The management of multi-drug resistant Enterobacteriaceae. Bassetti M., Pecori D., Peghin M. Curr Opin Infect Dis 2016. 29: 583-94.

13.

Martins da Costa P. Transfer of Multidrug-Resistant Bacteria between Intermingled Ecological Niches: The Interface between Humans, Animals and the Environment. P. Martins da Costa, L. Loureiro, A. J. F. Matos. Int. J. Environ Res. Public Health. 2013. 10(1): 278–94.

Martins da Costa, P. Transfer of Multidrug-Resistant Bacteria between Intermingled Ecological Niches: The Interface between Humans, Animals and the Environment. P. Martins da Costa, L. Loureiro, A. J. F. Matos. Int. J. Environ Res. Public Health. 2013. 10(1): 278-94.

14.

Kulmagambetov I.R., Sarsenbaeva S.S., Ramazanova Sh.Kh., Esimova N.K. Sovremennye podkhody k kontrolyu i sderzhivaniyu antibiotikorezistentnosti v mire. Mezhdunarodnyy zhurnal prikladnykh i fundamental’nykh issledovaniy. 2015; (9-1): 54-9. (in Russian)

Кулмагамбетов И.Р., Сарсенбаева С.С., Рамазанова Ш.Х., Есимова Н.К. Современные подходы к контролю и сдерживанию антибиотикорезистентности в мире. Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2015; 9(1): 54-9

15.

Curcio D. Multidrug-Resistant Gram-Negative Bacterial Infections: Are you Ready for the Challenge? Current Clinical Pharmacology. 2014. 9: 27-38.

Curcio D. Multidrug-Resistant Gram-Negative Bacterial Infections: Are you Ready for the Challenge? Current Clinical Pharmacology. 2014. 9: 27 - 38.

16.

Carbapenemase VCC-1–Producing Vibrio cholerae in Coastal Waters of Germany Jens A. Hammerl, Claudia Jäckel, Valeria Bortolaia, Keike Schwartz, Nadja Bier, Rene S. Hendriksen, Beatriz Guerra, Eckhard Strauch. Emerging Infectious Diseases. 2017. 23(10): 1735-37. https://doi.org/10.3201/eid2310.161625

Carbapenemase VCC-1-Producing Vibrio cholerae in Coastal Waters of Germany Jens A. Hammerl, Claudia Jäckel, Valeria Bortolaia, Keike Schwartz, Nadja Bier, Rene S. Hendriksen, Beatriz Guerra, Eckhard Strauch. Emerging Infectious Diseases. 2017. 23(10): 1735-37. https://doi.org/10.3201/eid2310.161625

17.

Shakibaie M.R. Horizontal transfer of antibiotic resistance genes among gram negative bacteria in sewage and lake water and influence of some physico-chemical parameters of water on conjugation process. J. Environ. Biol. 2009; 30(1): 45-9.

18.

Pan J.C., Ye R., Wang H.Q., Xiang H.Q., Zhang W., Yu X.F. et al. Vibrio cholerae O139 multiple-drug resistance mediated by Yersinia pestis pIP1202-like conjugative plasmids. Antimicrob. Agents Chemother. 2008; 52(11): 3829-36.

19.

Castanheira M., Deshpande L.M., Mathai D., Bell J.M., Jones R.N., Mendes R.E. Early dissemination of NDM-1- and OXA-181-producing Enterobacteriaceae in Indian hospitals: report from the SENTRY Antimicrobial Surveillance Program, 2006-2007. Antimicrob. Agents Chemother. 2011; 55(3): 1274-8.

20.

Gordon L., Cloeckaert A., Doublet B., Schwarz S., Bouju-Albert A., Ganière J.P. et al. Complete sequence of the floR-carrying multiresistance plasmid pAB5S9 from freshwater Aeromonas bestiarum. J. Antimicrob. Chemother. 2008; 62(1): 65-71.

21.

GOST 31861-2012 “Voda. Obshhie trebovaniya k otboru prob”. Mezhgos. sovet po standart., metrolog. i sertif. 2014.

ГОСТ 31861-2012 «Вода. Общие требования к отбору проб». Межгос. совет по стандарт., метролог. и сертиф. - 2014.

22.

GOST 31942-2012 «Voda. Otbor prob dlya mikrobiologicheskogo analiza» Mezh-gos. sovet po standart., metrolog. i sertif. 2014.

ГОСТ 31942-2012 «Вода. Отбор проб для микробиологического анализа» Меж-гос. совет по стандарт., метролог. и сертиф. 2014.

23.

Determination of the sensitivity of microorganisms to antibacterial drugs: Methodological guidelines MUK 4.2.1890-04. M.:Federal Center for State Sanitary Epidemiological Supervision of the Russian Ministry of Health, 2004: 91.

Определение чувствительности микроорганизмов к антибактериальным препаратам: Методические указания МУК 4.2.1890-04. М.: Федеральный центр госсанэпиднадзора Минздрава России, 2004. 91 с.

24.

Performance standards for antimicrobial susceptibility testing: twenty first informational supplement (CLSI). M100-S21. Clinical and Laboratory Standards Institute, Wayne, PA. 2011; 31(1): 1-172.

25.

Visca P., Seifert H., Towner K.J. Acinetobacter infection - an emerging threat to human health. IUBMB Life. 2011; 63(12): 1048-54.

26.

Chebotar’ I.V., Lazareva A.V., Masalov Ya.K., Mikhaylovich V.M., Mayanskiy N.A. Acinetobacter: mikrobiologicheskie, patogeneticheskie i rezistentnye svoystva. Vestnik Rossiyskoy akademii meditsinskikh nauk. 2014; 69(9-10): 39-50. (in Russian)

Чеботарь И.В., Лазарева А.В., Масалов Я.К., Михайлович В.М., Маянский Н.А. Acinetobacter: микробиологические, патогенетические и резистентные свойства. Вестник Российской академии медицинских наук. 2014; 69(9-10): 39-50

27.

Antibiotic Resistance of Acinetobacter spp. Isolates from the River Danube: Susceptibility Stays High. Kittinger C., Kirschner A., Lipp M., Baumert R., Mascher F., Farnleitner A.H., Zarfel G.E. Int. J. Environ. Res. Public Health 2018, 15, 52; https://doi.org/10.3390/ijerph15010052

28.

Sukhorukova M.V., Eydel’shteyn M.V., Skleenova E.Yu., Ivanchik N.V., Timokhova A.V., Shek E.A., Dekhnich A.V., Kozlov R.S., Popov D.A., Astanina M.A., Zhdanova O.A., Bolysheva G.S., Bolysheva G.S., Novikova R.I., Valiullina I.R., Kokareva T.S., Chastoedova A.N., Rog A.A., Rog A.A., Polikarpova S.V. Antibiotikorezistentnost’ nozokomial’nykh shtammov Enterobacteriaceae v statsionarakh Rossii: rezul’taty mnogotsentrovogo epidemiologicheskogo issledovaniya MARAFON v 2011-2012 gg. Klinicheskaya mikrobiologiya i antimikrobnaya khimioterapiya. 2014; 16(4): 266-72. (in Russian)

Сухорукова М.В., Эйдельштейн М.В., Склеенова Е.Ю., Иванчик Н.В., Тимохова А.В., Шек Е.А., Дехнич А.В., Козлов Р.С., Попов Д.А., Астанина М.А., Жданова О.А., Болышева Г.С., Болышева Г.С., Новикова Р.И., Валиуллина И.Р., Кокарева Т.С., Частоедова А.Н., Рог А.А., Рог А.А., Поликарпова С.В. Антибиотикорезистентность нозокомиальных штаммов Enterobacteriaceae в стационарах России: результаты многоцентрового эпидемиологического исследования МАРАФОН в 2011-2012 гг. Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. 2014; 16(4): 266-72.

29.

Anganova E.V., Dukhanina A.V., Savilov E.D. Geneticheskie determinanty patogennosti uslovno-patogennykh enterobakteriy, vydelennykh u detey s ostrymi kishechnymi infektsiyami. Zhurnal mikrobiologii, epidemiologii i immunobiologii. 2012; (2): 34-9. (in Russian)

Анганова Е.В., Духанина А.В., Савилов Е.Д. Генетические детерминанты патогенности условно-патогенных энтеробактерий, выделенных у детей с острыми кишечными инфекциями. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2012; 2: 34-9.

30.

Klontz E.H., Faruque A.S., Das S.K., Malek M.A., Islam Z., Luby S.P., Klontz K.C. Clinical and epidemiologic features of diarrheal disease due to Aeromonas hydrophila and Plesiomonas shigelloides infections compared with Those due to Vibrio cholerae Non-O1 and Vibrio parahaemolyticus in Bangladesh. ISRN Microbiol. 2012: 654819.