UrologiiaUrologiiaУрология1728-29852414-9020Bionika Media32209810.18565/urology.2018.1.77-83ArticlesСтатьиResearch ArticleSPECIES COMPOSITION AND MOLECULAR-GENETIC CHARACTERISTICS OF ANTIBIOTIC-RESISTANT STRAINS OF GRAM NEGATIVE BACTERIA ISOLATED FROM PATIENTS OF A HOSPITAL’S UROLOGY DEPARTMENTВИДОВАЯ СТРУКТУРА И МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА АНТИБИОТИКОРЕЗИСТЕНТНЫХ ШТАММОВ ГРАМОТРИЦАТЕЛЬНЫХ МИКРООРГАНИЗМОВ, ВЫДЕЛЕННЫХ ОТ ПАЦИЕНТОВ УРОЛОГИЧЕСКОГО ОТДЕЛЕНИЯShalekenovB. UШалекеновБ. У.

Dr.Med.Sci., Prof., Head of the Department of Urology and Andrology

д.м.н., профессор, заведующий кафедрой урологии и андрологии

prof.s.bulat@gmail.comBissekenovaA. LБисекеноваА. Л.

Md, PhD, docent of microbiology, virology and immunology department

к.м.н., доцент кафедры микробиологии, вирусологии и иммунологии

bissekenova_akma@mail.ruRamazanovaB. AРамазановаБ. А.

Dr.Med.Sci., Professor, Head of the Department of Microbiology, Virology and Immunology

д.м.н., профессор, заведующая кафедрой микробиологии, вирусологии и иммунологии

b.ramazanova@kaznmu.kzAdambekovD. AАдамбековД. А.

Dr.Med.Sci., Professor, Head of the Department of Microbiology, Virology and Immunology

д.м.н., профессор, заведущий кафедрой микробиологии, вирусологии и иммунологии

d.adambekov@mail.ruShalekenovS. BШалекеновС. Б.

Ph.D., Associate Professor at the Department of Urology and Andrology

к.м.н., доцент кафедры урологии и андрологии

s.shalekenov@gmail.comKazakh Medical University of Continuing EducationКазахский медицинский университет непрерывного образованияS. D. Asfendiyarov Kazakh National Medical UniversityКазахский национальный медицинский университет им. С. Д. АсфендияроваI.K. Akhunbaev Kyrgyz State Medical AcademyКыргызская государственная медицинская академия им. И. К. Ахунбаева150220181NO1 (2018)№1 (2018)778307042023Copyright ©; 2018, Bionika MediaCopyright ©; 2018, ООО «Бионика Медиа»2018Bionika MediaООО «Бионика Медиа»https://journals.eco-vector.com/1728-2985/article/view/322098

Aim: To analyze the composition and molecular mechanisms of antibiotic resistance of Gram-negative bacteria - pathogens of urinary tract infections (UTIs) in adult patients living in the city of Almaty. Materials and methods. The study examined the etiological composition and antibiotic susceptibility of clinically significant isolates of bacteria and fungi (≥ 103) isolated from the urine of the patients of the Department of Urology of the Almaty city Central Clinical Hospital No. 12. The production of extended-spectrum beta-lactamases (ESBL) in antibiotic-resistant strains was determined using a phenotypic method with the double disk test. Detection of class A genes for cultures with confirmed ESBL phenotypes (TEM-1, CTX-M1, SHV, OXA) and carbapenemases of class B metallo-β-lactamases (VIM-2) genes was performed by PCR. Results. Among the isolates obtained from patients, the species of Enterobacteriaceae family in the etiological composition of the UTI pathogens comprised 44.8% including E. coli (31%), K. pneumoniae (4.6%). The most effective drugs against all types of Enterobacteria were carbapenems (96.3-100%). E.coli showed highest sensitivity to nitrofurantoin (96.3%), amikacin (92.6%) and cefoxitin (81.5%). The high rate of resistance to III-IV generation cephalosporins among of E. coli (44.4%) and K. pneumoniae (50%) species was due to the production of ESBL types CTX-M1 and OXA. The proportion of nonfermenting Gram-negative bacteria in the etiological composition of UTI pathogens was 3.5%. Among them, there was a strain producing the metal β-lactamase (VIM-2), characterized by absolute resistance to antibiotics of all classes, including carbapenems. Conclusion. The findings on sensitivity profiles and molecular genetic mechanisms of resistance of Gram-negative uropathogens are unique for the Almaty region provides the rationale for developing a local strategy for rational antibiotic therapy. Timely microbiological diagnosis and strict adherence to infection control in a specific hospital are the only way to contain the spread of ESBL and metal β-lactamase.

Цель: провести анализ структуры и молекулярных механизмов антибиотикорезистентности грамотрицательных бактерий - возбудителей инфекций мочевыводящих путей (ИМП) у взрослых пациентов Алматы. Материалы и методы. Изучены этиологическая структура и антибиотикочувствительность клинически значимых изолятов бактерий и грибов (≥ 103), выделенных из мочи пациентов отделения урологии ЦГКБ № 12 Алматы. Продукцию β-лактамазрасширенного спектра действия (БЛРС) у антибиотикорезистентных штаммов определяли фенотипическим методом двойных дисков. Детекцию генов класса А для культур с подтвержденным БЛРС-фенотипом (TEM1, CTX-M1, SHV, OXA), генов карбапенемаз класса B металло-β-лактамаз (VIM-2) проводили методом ПЦР. Результаты. Среди изолятов, полученных от пациентов, доля представителей семейства Enterobacteriaceae в этиологической структуре возбудителей ИМП составила 44,8%, в том числе E. coli была возбудителем в 31% случаев, K. pneumoniae - в 4,6%. Наибольшей активностью по отношению ко всем видам энтеробактерий обладали карбапенемы (96,3-100%). В отношении E. coli высокую активность проявляли нитрофурантоин (96,3%), амикацин (92,6%) и цефокситин (81,5%). Высокая частота резистентности к цефалоспоринам III-IVпоколений E. coli (44,4%), K. pneumoniae (50%) была обусловлена продукцией БЛРС CTX-M1- и OXA-типов. Доля неферментирующих грамотрицательных: бактерий в этиологической структуре возбудителей ИМП составила 3,5%. Среди них зарегистрирован штамм, продуцирующий металло-β-лактамазу (VIM-2), характеризующийся абсолютной резистентностью к антибиотикам всех классов, включая карбапенемы. Заключение. Полученные данные по профилям чувствительности и молекулярно-генетическим механизмам резистентности грамотрицательных уропатогенов уникальны для региона (Алматы), позволяют разработать тактику рациональной антибиотикотерапии. Своевременная микробиологическая диагностика и строгое соблюдение мер инфекционного контроля в конкретном стационаре - единственный путь сдерживания распространения БЛРС, МБЛ.

Enterobacteriaceaeurinary tract infectionsgram-negative microorganismsEnterobacteriaceaeantibiotic resistanceextended-spectrum β-lactamasemetal-β- lactamaseинфекции мочевыводящих путейграмотрицательные микроорганизмыантибиотикорезистентностьβ-лактамазы расширенного спектраметалло-β-лактамазыPalagin I.S., Sukhorukova M.V., Dekhnich A.V., Eidel’shtein M.V., Shevelev A.N., Grinev A.V., Perepanova T.S., Kozlov R.S., DARMIS study group. The current state of antibiotic resistance of causative agents of community-acquired infections of the urinary tract in Russia: the results of the DARMIS study (2010-2011). Klinicheskaya mikrobiologiya antimikrobnaya khimioterapiya. 2012;14(4):280- 301Hooton T.M. Uncomplicated urinary tract infection. New Engl J Med. 2012;366:1028-1037.Kahlmeter G., ECO.SENS. An international survey on the antimicrobial susceptibility of pathogens from uncomplicated urinary tract infections: the ECO.SENS Project. J Antimicrob Chemother. 2003;51:69-76.Nicole L. Epidemiology of urinary tract infections. Infect Med. 2001;18:153-162.Foxman B. Epidemiology of urinary tract infetions: incidence, morbility and economic cost. Am J Med. 2002;113:5-13.Kosyakova K.G., Kameneva O.A., Morozova S.E. The etiological structure and antibiotic resistance of pathogens of community-acquired infections of the urinary system. Klinicheskaya mikrobiologiya antimikrobnaya khimioterapiya. 2015;17(2)1:33.Palagin I.S., Sukhorukova M.V., Dekhnich A.V., Eidel’shtein M.V., Grinev A.V., Perepanova T.S., Kozlov R.S., DARMIS study group. Complicated out-of-hospital infections of the urinary tract in adult patients in Russia. Klinicheskaya mikrobiologiya antimikrobnaya khimioterapiya. 2014; 16( 1):39-56.Sidorenko S.V., Berezin A.G., Ivanov D.V. Molecular mechanisms of resistance of gram-negative bacteria of the Enterobacteriaceae family to cephalosporin antibiotics. Antibiotiki i khimioterapiya. 2011;49(3):6-16.Il’ina V.N., Subbotovskaya A.I., Kozyreva V.S., Sergeevichev D.S., Shilova A.N. Characteristics of Enterobacteriaceae strains producing CTXM type ESBL, isolated in a cardiac surgery hospital. Klinicheskaya mikrobiologiya antimikrobnaya khimioterapiya. 2013; 15(4):309-314Breidenstein E.B., delaFuente-Nunez C., Hancock R.E. Pseudomonas aeruginosa: all roads lead to resistance. Trends Microbiol. 2011;19(8):419-426.Eidel’shtein M.V., Skleenova E.Yu., Shevchenko O.V. et al. The prevalence and molecular epidemiology of Gram-negative bacteria producing metal-beta-lactamase in Russia, Belarus and Kazakhstan. Klinicheskaya mikrobiologiya antimikrobnaya khim ioterapiya.2012;14(2):132-152Pfeifer Y., Cullik A., Witte W. Resistance to cephalosporins and carbapenems in Gram-negative bacterial pathogens. Int J Med Microbiol. 2010;300(6):371-379.Eidel’shtein M.V., Sukhorukova M.V., Skleenova E.Yu., Ivanchik N.V. et al. Antibiotic resistance of nosocomial strains of Pseudomonas aeruginosa in Russian hospitals: results of a multicentre epidemiological study MARATHON 2013-2014. Klinicheskaya mikrobiologiya antimikrobnaya khimioterapiya. 2017; 19(1): 37-41Sukhorukova M.V., Eidel’shtein M. V., Skleenova E.Yu., Ivanchik N.V. et al. Antibiotic resistance of nosocomial strains of Enterobacteriaceae in Russian hospitals: results of a multicentre epidemiological study MARATHON 2013-2014. Klinicheskaya mikrobiologiya antimikrobnaya khimioterapiya. 2017; 19(1):49-56Ghafourian S. et al. Incidence of extended-spectrum beta-lactamase-producing Klebsiellapneumniae in patients with urinary tract infection. Sao Paulo Med. J. 2012;130(1):37-43.Eidel’shtein M.V., Skleenova E.Yu., Shevchenko O.V., Tapal’skii D.V., Azizov I.S., Dsouza D.V., Timokhova A.V., Sukhorukova M.V., Kozyreva V.K., Safronova E.V., Astakhova M.V., Karpov I.A., Shamaeva S.Kh., Abramova N.V., Gordinskaya N.A., Kozlov R.S. Prevalence and molecular epidemiology of gram-negative bacteria producing metal-beta-lactamases in Russia, Belarus and Kazakhstan. Klinicheskaya mikrobiologiya antimikrobnaya khimioterapiya. 2012;14(2):132-152The European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing. Breakpoint Tables for interpretation of MICs and zone diameters. Version 4.0, 2014 (http://www.eucast.org).Eidel’shtein M.V. Detection of extended-spectrum beta-lactamases in Gram-negative bacteria using phenotypic methods. Klinicheskaya mikrobiologiya antimikrobnaya khimioterapiya. 2001 ;3(2):183-189.Monstein H.J., Ostholm-Balkhed A., Nilsson M.V., Nilsson M., Dornbusch K., Nilsson L.E. Multiplex PCR amplification assay for the detection of blaSHV, blaTEM and blaCTX-M genes in Enterobacteriaceae. APMIS 2007;115:1400-1408.