fcmedicineФундаментальная и клиническая медицинаFundamental and Clinical Medicine2500-07642542-0941КемГМУ10.23946/2500-0764-2019-4-2-58-65fcmedicine-142Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL RESEARCHХарактеристика свойств внутрибольничной популяции Klebsiella pneumoniaeFeatures of nosocomial Klebsiella pneumoniae populationhttps://orcid.org/0000-0002-5391-8734КузьменкоС. А.KuzmenkoS. A.

Кузьменко Светлана Анатольевна - аспирант кафедры эпидемиологии.

650056, Кемерово, ул. Ворошилова, д. 22а

Dr. Svetlana A. Kuzmenko - MD, Senior Researsher, Department ofEpidemiology.

22a, Voroshilova Street, Kemerovo, 650056

epidemiologidgkb5@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0654-5242БрежневаН. И.BrezhnevaN. I.

Брежнева Надежда Ивановна - заведующая бактериологической лабораторией.

Кемерово

Dr. Nadezhda I. Brezhneva - MD, Head ofthe Bacteriological Laboratory.

21, Oktyabr’skiyProspekt, Kemerovo, 650056

https://orcid.org/0000-0002-5206-6656ГончаровА. Е.GoncharovA. E.

Гончаров Артемий Евгеньевич - доктор медицинских наук, доцент.

Санкт-Петербург

Dr. Artemy E. Goncharov - MD, DSc, Associate Professor.

41, Kirochnaya Street, Saint-Petersburg, 191015

https://orcid.org/0000-0002-2706-6689ТутельянА. В.TutelyanA. V.

Тутелъян Алексей Викторович - доктор медицинских наук, член-корреспондент Российской академии наук, руководитель лаборатории инфекций, связанных с оказанием медицинской помощи.

Москва

Dr. Alexey V. Thtelyan - MD, Dsc, Corresponding Member of the Russian Academy of Sciences, Head of the Laboratory for Healthcare-associatedlnfections.

3a, Novogirevskaya Street, Moscow, 111123

ФГБОУ ВО «Кемеровский государственный медицинскийуниверситет» Министерства здравоохранения Российской Федерацииф; ГАУЗ КО Клиническая больница им. С.В. БеляеваРоссияKemerovo State Medical University; Belyaev Kemerovo Regional Clinical HospitalRussian FederationГАУЗ КО Областная детская клиническая больницаРоссияRegional Pediatric Clinical HospitalRussian FederationФГБОУ ВО Северо-Западный государственный медицинский университет им. И.И. МечниковаРоссияMetchnikoffNorth-Western State Medical UniversityRussian FederationФБУН Центральный научно-исследовательский институт эпидемиологии РоспотребнадзораРоссияCentral Research Institute ofEpidemiologyRussian Federation201930062019425865Copyright © Кузьменко С.А., Брежнева Н.И., Гончаров А.Е., Тутельян А.В., 20192019Кузьменко С.А., Брежнева Н.И., Гончаров А.Е., Тутельян А.В.Kuzmenko S.A., Brezhneva N.I., Goncharov A.E., Tutelyan A.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://fcm.kemsmu.ru/jour/article/view/142Цель

Цель.Определить распространенность у пациентов детского возраста резистентных к антимикробным препаратам и дормантных форм Klebsiella pneumoniae.

Материалы и методы

Материалы и методы. Исследование проводилось в детском многопрофильном стационаре Кемеровской области с 2013 по 2018 годы. Изучена диско-диффузионным методом и методом серийных разведений с определением минимальных ингибирующих концентраций анализатором Vitek 2 Compact чувствительность 485 штаммов Klebsiella pneumoniae к антибиотикам. Выполнено RAPD-типирова-ние 34 культур Klebsiella pneumoniae с использованием программы Total Lab. Количественным методом серийных разведений проведено исследование чувствительности 42 штаммов Klebsiella pneumoniae к спиртосодержащим антисептикам и 76 штаммов к дезинфицирующим средствам, оценка чувствительности 24 штаммов Klebsiella pneumoniae к 4 сериям бактериофагов методом Аппельмана. Определение уровня персисторов в 39 клинических изолятах Klebsiella pneumoniae проводили в соответствии с методикой N. Kaldalu и соавт.

Результаты

Результаты. Klebsiella pneumoniae в этиологически значимых количествах чаще всего выделялась из кишечника (826,41 на 1000 пациентов) [95% ДИ=80,24 - 84,80], глотки (33,96 на 1000) [95% ДИ=2,38-4,56]. Колонизация нескольких локусов одновременно составила 18,22 на 1000 пациентов [95% ДИ=4,42 - 7,22]. Установлена преимущественная циркуляция клональной линии А. Подавляющее большинство Klebsiella pneumoniae (92,76%) были резистентны к ампициллину. Минимальная доля резистентных штаммов была выявлена к карбапене-мам и составила 3,41% - к имипенему и 4,25% - к меропенему. Треть штаммов (31,22%) - резистентны к амоксициллину с клавулановой кислотой, 34,90% штаммов продуцировали Р-лак-тамазу расширенного спектра. Доля резистентных штаммов к цефалоспоринам III поколения (цефотаксим, цефтазидим) составила 29,11% и 28,32% соответственно. К цефоперазону-суль-бактаму резистентные штаммы встречались в 2,5 раза реже - 9,43% (р<0,0001). Доля резистентных штаммов к аминогликозидам составляла 14,35% - к нетилмицину и 15,06% - к ами-кацину, 20,71% - к гентамицину. Доля Klebsiella pneumoniae с высокой чувствительностью к поливалентному бактериофагу - всего лишь 6,81%. Исследуемые спиртосодержащие антисептики для обработки рук в 50% исследований оказались неэффективными в разведении 1:16. Абсолютно устойчивых штаммов Klebsiella pneumoniae к дезинфицирующим средствам выявлено не было. Выявлены клетки персисторы, формирующие дормантные формы.

Заключение

Заключение. Госпитальная популяция Klebsiella pneumoniae характеризовалась преимущественной циркуляцией клональной линии А, с продукцией Р-лактамаз расширенного спектра у трети штаммов, резистентностью к ампициллину у подавляющего числа изолятов, резистентностью к бактериофагу и способностью формировать дормантные формы.

Aim

Aim. To determine the prevalence of resistant and dormant forms of Klebsiella pneumoniae in pediatric patients.

Materials and Methods

Materials and Methods. The study was conducted in the Regional Pediatric Clinical Hospital from 2013 to 2018. Antibiotic resistance of Klebsiella pneumoniae strains (n = 485) was studied by the disk diffusion test and using serial dilutions to identify minimum inhibitory concentration (Vitek 2 Compact). RAPD-typing of 34 Klebsiella pneumoniae was performed using the Total Lab program. In addition, we studied susceptibility of 42 and 76 Klebsiella pneumoniae strains to antiseptics and disinfectants, respectively. Sensitivity of 24 Klebsiella pneumoniae strains to 4 series of bacteriophages was measured using the Appelman method. Persistence of 39 of Klebsiella pneumoniae clinical isolates was carried out by Kaldalu method.

Results

Results. Klebsiella pneumoniae was most frequently found in the intestines (826.41 per 1000 patients, 95% Cl = 80.24-84.80) and the throat (33.96 per 1000, 95% Cl = 2.38-4.56). Colonization of multiple loci was identified in 18.22 per 1000 patients (95% Cl = 4.42-7.22). The dominant circulation of clonal line A was established. The vast majority of Klebsiella pneumoniae strains (92.76%) were ampicillin-resistant. The minimal proportion of resistant strains was found for carbapenems, being 3.41% for imipenem and 4.25% for meropenem. One third of the strains (31.22%) were resistant to amoxicillin combined with clavulanic acid, and 34.90% of the strains produced extended-spectrum P-lactamase. The share of resistant strains to third-generation cephalosporins (cefotaxime and ceftazidime) was 29.11% and 28.32%, respectively. For cefoperazone-sulbactam, resistant strains were found in 9.43%. Proportion of the strains resistant to aminoglycosides was 14.35% to netilmicin, 15.06% to amikacin, and 20.71% to gentamicin. The proportion of Klebsiella pneumoniae with high sensitivity to polyvalent bacteriophage was only 6.81%. Studied alcohol-based hand antiseptics were not effective at a 1:16 dilution in half of the experiments. Certain strains of Klebsiella pneumoniae were absolutely resistant to disinfectant, and persistent microorganisms forming dormant forms were also revealed.

Conclusion

Conclusion. The hospital population of Klebsiella pneumoniae was characterized by the predominant circulation of clonal line A which exhibited production of a wide ^-lactamase spectrum, demonstrated ampicillin and bacteriophage resistance, and frequently evolved into dormant forms.

Klebsiella pneumoniaeклональная структураклетки-персисторырезистентностьантимикробные средстваKlebsiella pneumoniaeclonal structurepersistorsresistanceantimicrobial agentsReferencesSui W, Zhou H, Du P, Wang L, Qin T, Wang M, et al. Whole genome sequence revealed the fine transmission map of carbapenem-resistant Klebsiella pneumonia isolates within a nosocomial outbreak. Antimicrob Resist Infect Control. 2018; 7: 70. doi: 10.1186/sl3756-018-0363-8.Sui W, Zhou H, Du P, Wang L, Qin T, Wang M, et al. Whole genome sequence revealed the fine transmission map of carbapenem-resistant Klebsiella pneumonia isolates within a nosocomial outbreak. Antimicrob Resist Infect Control. 2018; 7: 70. doi: 10.1186/sl3756-018-0363-8.Gao B, Li X, Yang F, Chen W, Zhao Y, Bai G, et al. Molecular epidemiology and risk factors of ventilator-associated pneumonia infection caused by carbapenem-resistant enterobacteriaceae. Front Pharmacol. 10: 262. doi: 10.3389/fphar.2019.00262.Gao B, Li X, Yang F, Chen W, Zhao Y, Bai G, et al. Molecular epidemiology and risk factors of ventilator-associated pneumonia infection caused by carbapenem-resistant enterobacteriaceae. Front Pharmacol. 10: 262. doi: 10.3389/fphar.2019.00262.Apondi OE, Oduor OC, Gye BK, Kipkoech MK. High prevalence of multi-drug resistant Klebsiella pneumoniae in a tertiary teaching hospital in Western Kenya. Afr J Infect Dis. 2016; 10 (2): 89-95. doi: 10.21010/ajid.vl0i2.3.Apondi OE, Oduor OC, Gye BK, Kipkoech MK. High prevalence of multi-drug resistant Klebsiella pneumoniae in a tertiary teaching hospital in Western Kenya. Afr J Infect Dis. 2016; 10 (2): 89-95. doi: 10.21010/ajid.vl0i2.3.Arena F, Henrici De Angelis L, D'Andrea MM, Cannatelli A, Fossati L, Di Pilato V, et al. Infections caused by carbapenem-resistant Klebsiella pneumoniae with hypermucoviscous phenotype: A case report and literature review. Virulence. 2017; 8 (8): 1900-1908. doi: 10.1080/21505594.2017.1286439.Arena F, Henrici De Angelis L, D'Andrea MM, Cannatelli A, Fossati L, Di Pilato V, et al. Infections caused by carbapenem-resistant Klebsiella pneumoniae with hypermucoviscous phenotype: A case report and literature review. Virulence. 2017; 8 (8): 1900-1908. doi: 10.1080/21505594.2017.1286439.Li Y, Zhang L, Zhou Y, Zhang Z, Zhang X. Survival of bactericidal antibiotic treatment by tolerant persister cells of Klebsiella pneumonia. J Med Microb. 2018; 67 (3): 273-281. doi: 10.1099/jmm.0.000680.Li Y, Zhang L, Zhou Y, Zhang Z, Zhang X. Survival of bactericidal antibiotic treatment by tolerant persister cells of Klebsiella pneumonia. J Med Microb. 2018; 67 (3): 273-281. doi: 10.1099/jmm.0.000680.Salisbury AM, Woo K, Sarkar S, Schultz G, Malone M, Mayer DO, et al. Tolerance of Biofilms to Antimicrobials and Significance to Antibiotic Resistance in Wounds. Surg Technol Int. 2018; 33: 59-66.Salisbury AM, Woo K, Sarkar S, Schultz G, Malone M, Mayer DO, et al. Tolerance of Biofilms to Antimicrobials and Significance to Antibiotic Resistance in Wounds. Surg Technol Int. 2018; 33: 59-66.Marcus V, Niza B, Takita M, De Souza AA. The MqsRA toxin-antitoxin system from xylella fastidiosa plays a key role in bacterial fitness, pathogenicity, and persister cell formation. Front Microbiol. 2016; 7: 904. doi: 10.3389/fmicb.2016.00904.Marcus V, Niza B, Takita M, De Souza AA. The MqsRA toxin-antitoxin system from xylella fastidiosa plays a key role in bacterial fitness, pathogenicity, and persister cell formation. Front Microbiol. 2016; 7: 904. doi: 10.3389/fmicb.2016.00904.Fasani RA, Savageau MA. Molecular mechanisms of multiple toxin-antitoxin systems are coordinated to govern the persister phenotype. Proc Natl Acad Sci US A. 2013; 110(27): E2528-37. doi: 10.1073/pnas.l301023110.2013.Fasani RA, Savageau MA. Molecular mechanisms of multiple toxin-antitoxin systems are coordinated to govern the persister phenotype. Proc Natl Acad Sci US A. 2013; 110(27): E2528-37. doi: 10.1073/pnas.l301023110.2013.Michiels JE, Van den Bergh B, Verstraeten N, Fauvart M, Michiels J. In vitro emergence of high persistence upon periodic aminoglycoside challenge in the ESKAPE pathogens. Antimicrob Agents Chemother. 2016; 60 (8): 4630-4637. doi: 10.1128/AAC.00757-16.Michiels JE, Van den Bergh B, Verstraeten N, Fauvart M, Michiels J. In vitro emergence of high persistence upon periodic aminoglycoside challenge in the ESKAPE pathogens. Antimicrob Agents Chemother. 2016; 60 (8): 4630-4637. doi: 10.1128/AAC.00757-16.Kaldalu N, Joers A, Ingelman H, Tenson T. A general method for measuring persister levels in Escherichia coli cultures. Methods Mol Biol. 2016; 1333: 29-42. doi:10.1007/978-l-4939-2854-5_3.Kaldalu N, Joers A, Ingelman H, Tenson T. A general method for measuring persister levels in Escherichia coli cultures. Methods Mol Biol. 2016; 1333: 29-42. doi:10.1007/978-l-4939-2854-5_3.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.