Анализ генетической структуры изолятов Acinetobacter baumannii, выделенных от пациентов отделений хирургии и реанимации медучреждений разных регионов Республики Беларусь

Бактерии Acinetobacter baumannii вызывают широкий спектр локальных и системных гнойно-воспалительных процессов. Наибольшее клиническое значение приобрели высокорезистентные к антибиотикам генетические варианты бактерий, вызывающие заболевания, ассоциированные с оказанием медицинской помощи, что представляет существенную проблему здравоохранения.

Исследовано 53 изолята A. baumannii, выделенных от пациентов, которые проходили лечение в отделениях хирургии и интенсивной терапии учреждений здравоохранения страны. Молекулярно-генетическими методами – мультилокусным сиквенс-типированием и ПЦР реального времени ‒ установлены спектр сиквенс-типов (ST) и клональных комплексов (СС), а также носительство генов резистентности бета-лактамаз расширенного типа, металлобета-лактамаз и сериновых карбапенемаз.

Исследованные методом мультилокусного сиквенс-типирования изоляты A. baumannii принадлежали к 4 клональным комплексам – СС109, СС92, СС944 и СС110. Генетическая структура доминирующего СС109 была представлена сиквенс-типами ST2550, ST231, ST441, а структура СС92 ‒ ST2168, ST450 и ST195. К минорным СС относились СС944 и СС110.

С помощью филогенетического анализа установлено, что предковым сиквенс-типом кластера 1 является ST229, который эволюционирует с образованием сиквенс-типов ST195, ST450, ST2563 и ST1103. Кластер 2 формируется на основе ST2182, эволюционирующего с образованием двух ветвей ‒ ST2564 и ST441.

Анализ взаимосвязей ST и CC A. baumannii в зависимости от региона страны показал, что чаще всего изоляты, относящиеся к ST2550 (CC109), распространены в Гомельской, Могилевской, Минской и Гродненской областях, а изоляты ST231 (CC109) ‒ в Витебской, Гродненской и Могилевской областях.

1. Baumann, P. Isolation of Acinetobacter from soil and water / P. Baumann // Journal of Bacteriology. – 1968. – Vol. 96, N 1. – P. 39–42. https://doi.org/10.1128/jb.96.1.39-42.1968

2. Acinetobacter baumannii: an emerging opportunistic pathogen / A. Howard, M. O’Donoghue, A. Feeney, R. D. Sleator // Virulence. – 2012. – Vol. 3, N 3. – P. 243–250. https://doi.org/10.4161/viru.19700

3. Nguyen, M. Carbapenem resistance in Acinetobacter baumannii, and their importance in hospital-acquired infections: a scientific review / M. Nguyen, S. G. Joshi // Journal of Applied Microbiology. – 2021. – Vol. 131, N 6. – P. 2715–2738. https://doi.org/10.1111/jam.15130

4. Economic burden of antibiotic resistance in ESKPE organisms: A systematic review / X. Zhen, C. S. Lundborg, X. Sun [et al.] // Antimicrobial Resistance and Infection Control. – 2019. – Vol. 8. – Art. 137. https://doi.org/10.1186/s13756-019-0590-7

5. Clinical and pathophysiologicl overview Acinetobacter infections: a century of challenges / D. Wong, T. B. Nielsen, R. A. Bonomo [et al.] // Clinical Microbiology Reviews. – 2017. – Vol. 30, N 1. – P. 409–417. https://doi.org/10.1128/CMR.00058-16

6. Genomic characterization of clinical Acinetobacter baumannii isolates obtained from COVID-1 patients in Russia / A. Shelencov, Y. Mikhaylova, L. Petrova [et al.] // Antibiotics. – 2022. – Vol. 11, N 3. – Art. 346. https://doi.org/10.3390/antibiotics11030346

7. Антибиотикорезистентность нозокомиальных штаммов Acinetobacter spp. в стационарах России: результаты многоцентрового эпидемиологического исследования «МАРАФОН» 2013–2014 / М. В. Сухорукова, М. В. Эйдельштейн, Е. Ю. Склеенова [и др.] // Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. – 2017. – Т. 19, № 1. – С. 42–48.

8. Характер раневой микрофлоры и резистентность к антибиотикам: результаты мониторинга 2012–2020 гг. / Л. П. Титов, В. А. Горбунов, А. Н. Хархаль [и др.] // Весці Нацыянальнай aкадэміі навук Беларусі. Серыя медыцынскіх навук. – 2023. – Т. 20, № 1. – С. 58–70.

9. Тренды резистентности к антибиотикам возбудителей инвазивных бактериальных заболеваний: микробиологический мониторинг 2012–2017 / Л. П. Титов, В. А. Горбунов, А. Н. Хархаль [и др.] // Здравоохранение. – 2019. – № 7. – С. 5–16.

10. MLST revisited: the gene-by-gene approach to bacterial genomics / M. C. Maiden, M. J. Jansen van Rensburg, J. E. Bray [et al.] // Nature Reviews Microbiology. – 2013. – Vol. 11, N 10. – P. 728–736. https://doi.org/10.1038/nrmicro3093

11. Multilocus sequence typing of total-genome-sequenced bacteria / M. V. Larsen S. Cosentino, S. Rasmussen [et al.] // Journal of Clinical Microbiology. – 2012. – Vol. 50, N 4. – P. 1355–1361. https://doi.org/10.1128/JCM.06094-11

12. Фенотипический профиль актуальных полирезистентных сиквенс-типов (ST1167, ST944, ST208) Acinetobacter baumannii / О. С. Федотова, Ю. А. Захарова, А. В. Остапчук [и др.] // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. – 2021. – Т. 98, № 6. – С. 639–647.

13. Acinetobacter baumannii при инфекциях кровотока и центральной нервной системы у детей в отделениях реанимации и интенсивной терапии: молекулярно-генетическая характеристика и клиническая значимость / З. З. Cадеева, И. Е. Новикова, Н. М. Алабьева [и др.] // Инфекция и иммунитет. – 2023. – Т. 13, № 2. – C. 289–301.

14. Молекулярно-генетическое типирование А. baumannii, выделенных из гемокультуры больных опухолями системы крови методом ПЦР случайных полиморфных фрагментов ДНК / С. А. Хрульнова, А. В. Федорова, И. Н. Фролова [и др.] // Эпидемиология и вакцинопрофилактика. – 2020. – Т. 19, № 4. – С. 38–47.

15. Molecular epidemiology of a clonal outbreak of multidrug-resistant A. baumannii in a university hospital in Italy / R. Zarrilli, R. Casillo, A. Di Popolo [et al.] // Clinical Microbiology and Infection. – 2007. – Vol. 13, N 5. – P. 481–489. https://doi.org/10.1111/j.1469-0691.2006.01675.x

16. Global evolution of multidrug-resistant A. baumannii clonal lineages / R. Zarrilli, S. Pournaras, M. Giannouli, A. Tsakris // International Journal of Antimicrobial Agents. – 2023. – Vol. 41, N 1. – P. 11–19. https://doi.org/10.1016/j.ijantimicag.2012.09.008

17. The population structure of A. baumannii : expanding multuresistant clones from an ancestral susceptible genetic pool / L. Diancourt, V. Passet, A. Nemec [et al.] // Plos One. – 2010. – Vol. 5, N 4. – P. e10034. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0010034

18. Антибиотикорезистентность, продукция карбапенемаз и генотипы нозокомиальных штаммов Acinetobacter spp. в стационарах России: результаты многоцентрового эпидемиологического исследования «МАРАФОН 2015–2016» / Е. А. Шек, М. В. Сухорукова, М. В. Эйдельштейн [и др.] // Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. – 2019. – Т. 21, № 2. – С. 171–180.

19. Development of a multilocus sequence typing scheme for characterization of clinical isolates of Acinetobacter baumannii / S. G. Bartual, H. Seifert, C. Hippler [et al.] // Journal of Clinical Microbiology. – 2005. – Vol. 43, N 9. – P. 4382–4390. https://doi.org/10.1128/JCM.43.9.4382-4390.2005

20. PHYLOViZ 2.0: providing scalable data integration and vizualization from multiple phylogenetic interference methods / M. Nasscimento, A. Sousa, M. Ramirez [et al.] // Bioinformatics. – 2017. – Vol. 33, N 1. – P. 128–129. https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btw582

21. Giamarellou, H. Acinetobacter baumannii: a universal threat to public health? / H. Giamarellou, A. Antaoniadou, K. Kanellakopoulou // International Journal of Antimicrobial Agents. – 2008. – Vol. 32, N 2. – P. 106–119. https://doi.org/10.1016/j.ijantimicag.2008.02.013

22. Harding, C. M. Uncovering the mechanisms of A. baumannii virulence / C. M. Harding, S. W. Hennon, M. F. Feldman // Nature Reviews Microbiology. – 2017. – Vol. 16, N 2. – P. 91–102. https://doi.org/10.1038/nrmicro.2017.148

23. Carbapenem-resistant Acinetobacter baumannii: epidemiology, surveiliance and management / J. M. Pogue, T. Mann, K. E. Barber, K. S. Kaye // Expert Review of Anti-infective Therapy. – 2014. – Vol. 11, N 4. – P. 383–393. https://doi.org/10.1586/eri.13.14

24. Dijkshoorn, L. An increasing threat in hospitals: multidrug-resistant A. baumannii / L. Dijkshoorn, A. Nemec, H. Seifert // Nature Reviews Microbiology. – 2007. – Vol. 5, N 12. – P. 939–951. https://doi.org/10.1038/nrmicro1789

25. Molecular mechanisms of antibiotic resistance / J. M. A. Blair, M. A. Webber, A. J. Baylay [et al.] // Nature Reviews Microbiology. – 2015. – Vol. 13, N 1. – P. 42–51. https://doi.org/10.1038/nrmicro3380

26. Widespread carbapenem resistant Acinetobacter baumannii clones in Italian hospitals revealed by a multicenter study / E. Carretto, D. Barbarini, L. Dijkshoorn [et al.] // Infection, Genetics and Evolution. – 2011. – Vol. 11, N 6. – P. 1319–1326. https://doi.org/10.1016/j.meegid.2011.04.024