АНТИБИОТИКОРЕЗИСТЕНТНЫЕ УРОПАТОГЕННЫЕ ESCHERICHIA COLI, ВЫДЕЛЕННЫЕ ОТ ДЕТЕЙ С ВРОЖДЕННЫМИ АНОМАЛИЯМИ РАЗВИТИЯ МОЧЕВЫДЕЛИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ

Антибиотикорезистентные уропатогенные Escherichia coli, выделенные от детей с врождёнными аномалиями развития мочевыделительной системы

С. СУАДКИА, *И. В. ПОДОПРИГОРА, Н. В. ЯШИНА, Л. Е. САРУХАНОВА, Э. Г. КРАВЦОВ

Российский университет дружбы народов, Москва

Antibiotic-Resistant Uropathogenic Escherichia coli Isolated from Children with Congenital Abnormalities of the Kidneys and Urinary Tract

S. SUADKIA, *I. V. PODOPRIGORA, N. V. YASHINA, L. E. SARUKHANOVA, E. G. KRAVTSOV RUDN University, Moscow

Уропатогенная Escherichia coli (UPEC) представляет собой серьёзную проблему для здоровья людей во всем мире. Множественная лекарственная устойчивость UPEC в сочетании с факторами вирулентности является причиной серьёзной тревоги. В детском возрасте инфекции мочевыводящих путей имеют особую важность, так как могут протекать на фоне длительно не распознанных врождённых аномалий почек и мочевых путей. Из 106 клинических изолятов UPEC 63,2% культур было выделено из образцов мочи девочек и 36,8% — из образцов мочи мальчиков, что соответствует соотношению 1,7:1. Проведена оценка антибиотикорезистентности выделенных культур UPEC по отношению к 12 противомикробным препаратам. Среди протестированных культур 49% обладали множественной лекарственной устойчивостью, а 20,75% культур оказались резистентными к имипенему. Фенотипический анализ спектра антибиотикочувствительности уропато-генных E.coli (n=106) свидетельствует о высоком проценте встречаемости полирезистентных штаммов UPEC (49%) и имипенеморезистентных штаммов UPEC (20,75%) среди детей всех возрастных групп.

Ключевые слова: дети, инфекция мочевыделительньх путей, E.coli, UPEC, множественная лекарственная устойчивость.

Uropathogenic Escherichia coli (UPEC) is a serious health problem worldwide. UPEC's multiple drug resistance combined with virulence factors is a cause of serious concern. In childhood, urinary tract infections are of particular importance, since they can occur against the background of long-term unrecognized congenital anomalies of the kidneys and urinary tract. Of the 106 UPEC clinical isolates, 63.2% of cultures were isolated from girls' urine samples and 36.8% from boys' urine samples, which corresponds to a 1.7: 1 ratio. The antibiotic resistance of the isolated UPEC cultures was assessed in relation to 12 antimicrobial drugs. Among the tested cultures, 49% were multidrug-resistant and 20.75% were found to be resistant to imipenem. Phenotypic analysis of antibiotic susceptibility spectrum of uropathogenic E.coli (n=106) indicates a high percentage of occurrence of multi-resistant UPEC strains (49%) and imipenem-resistant UPEC strains (20.75%) among children of all age groups.

Keywords: children, urinary tract infection, E.coli, UPEC, multidrug resistance.

DOI: 10.37489/0235-2990-2020-65-7-8-23-26 В ПОМОЩЬ ПРАКТИКУЮЩЕМУВРАЧУ

Введение

Ежегодно от инфекций мочевыделительных путей (ИМП) страдает около 150 млн человек во всём мире [1]. При данной патологии могут поражаться различные отделы мочевыделительной системы человека, включая почки, мочеточники, мочевой пузырь и мочеиспускательный канал. Клинически ИМП могут проявляться как в лёгкой, так и в тяжёлой форме. ИМП считается протекающей в лёгкой форме, когда она возникает у людей, в целом здоровых и не имеющих структурных или неврологических нарушений мочевыводящих путей [2, 3]. Осложнённые ИМП связаны с факторами, которые нарушают защиту мочевы-

© Коллектив авторов, 2020

*Адрес для корреспонденции: E-mail: podoprigora_iv@rudn.ru

водящих путей и могут включать: непроходимость мочи; задержку мочи, вызванную неврологическим заболеванием; иммуносупрессию; почечную недостаточность; трансплантацию почек; беременность и присутствие инородных тел, таких как камни, постоянные катетеры или другие дренажные устройства [4, 5].

Известно, что штаммы уропатогенной Escherichia coli (UPEC) несут в себе множество генов вирулентности (гены фимбрий (fimH) — 89%, гемолизина (hlyA) — 60%, аэробактина (aer) — 90%) [6], продукты которых участвуют в патогенезе ИМП [7—9]. Многие факторы патогенности позволяют уропатогенной E.coli преодолевать механизмы системы иммунной защиты хозяина [10, 11].

Распространение лекарственной устойчивости к антибиотикам широкого спектра действия и появление клональных групп с множественной

лекарственной устойчивостью среди штаммов UPEC стало серьёзной проблемой здравоохранения во всем мире [6].

В детском возрасте ИМП имеют особую важность, так как могут протекать на фоне длительно не распознанных врождённых аномалий почек и мочевых путей и приводить к сморщиванию почек, хронической почечной недостаточности и гипертензии. Уропатогенная E.coli является основным этиологическим агентом, связанным с ИМП, в том числе и у детей [8].

Цель исследования — фенотипирование клинических изолятов UPEC, выделенных от детей с врождёнными аномалиями развития мочевыделительной системы, по чувствительности к антибиотикам.

Материал и методы

Всего было исследовано 106 клинических изолятов UPEC, выделенных из образцов мочи детей в возрасте от 6 мес. до 18 лет с врождённой патологией развития мочевыде-лительной системы: врождённый пузырно-мочеточниковый рефлюкс, врождённое расширение мочеточника, экстрофия мочевого пузыря, нейрогенная дисфункция мочевого пузыря, пузырно-мочеточниковый рефлюкс, врождённые аномалии почек и др. Изоляты UPEC хранили в пробирках типа «Крио-бокс» замороженными при температуре -80±0,5°С.

Критериями включения в выборку были: пациенты обоего пола, возраст от 6 мес. до 18 лет, врождённая патология развития мочевыделительной системы. Критерии исключения не рассматривались.

Для посева использовали стандартные питательные среды: сердечно-мозговой агар/бульон «HiMedia laboratories» (Индия), среда UTI агар «HiMedia laboratories» (Индия), среда Мюллера—Хинтон агар «HiMedia laboratories» (Индия).

Тестирование культур UPEC на антибиотикорезистент-ность проводили на агаре Мюллера—Хинтон «HiMedia laboratories» (Индия) диско-диффузным методом. Картриджи, содержащие диски с антибиотиками «HiMedia laboratories» (Индия) хранили при температуре от 4±0,5°С до -20±0,5°С, перед использованием картриджи предварительно согревали до температуры 21±0,5°С.

В работе использовали диски, пропитанные следующими антибиотиками: цефтазидим (CAZ, 30 мкг), триметоприм (TR, 30 мкг), цефтриаксон (CTR, 30 мкг), фосфомицин (FO, 200 мкг), цефазолин (CZ, 30 мкг), амоксиклав (АМС, 30 мкг), цефтазидим с клавулановой кислотой (CAC, 30/10 мкг), тетрациклин (TE, 30 мкг), имипенем (IPM, 10 мкг), ципрофлок-сацин (CIP, 30 мкг), ампициллин (AMP, 25 мкг) и нитрофу-рантоин (NIT, 200 мкг).

Чашки с посевами на среде Мюллера—Хинтон инкубировали в течение 24 ч. Зоны ингибирования роста тестируемых культур измеряли через 24 ч. Все работы были выполнены в соответствии с рекомендациями NCCLS документа M2-A11.

Результаты исследования

Из 106 клинических изолятов UPEC 63,2% культур было выделено из образцов мочи девочек и 36,8% — из образцов мочи мальчиков, что соответствует соотношению 1,7:1.

Согласно полученным данным, 49% протестированных изолятов UPEC обладают множественной резистентностью, т. е. были устойчивы к препаратам, относящимся к трём и более группам антибиотиков. 33% изолятов E.coli оказались чувст-

| Резистентны к препаратам из 4 и более групп Резистентны к препаратам из 3 групп Резистентны к препаратам из 2 групп | Резистентны к препаратам из 1 группы

Чувствительны ко всем тестируемым препаратам

Рис. 1. Процентное соотношение резистентных и чувствительных к антибактериальным препаратам уро-патогенных E.coliв выборке п=106.

вительны ко всем протестированным противоми-кробным препаратам, а 67% были устойчивы, по крайней мере, к одному антибиотику. Из них: 32% культур иРЕС были резистентны к антибиотикам более чем из четырёх групп, 17% — из трёх, 10% — из двух и 8% только к антибактериальным препаратам из одной группы (рис. 1).

При оценке устойчивости культур Е.еоЫ по отношению к антибактериальным препаратам оказалось, что 100% изолятов ИРЕС чувствительны к фосфомицину (200 мкг). Большинство изолятов продемонстрировали резистентность к амоксиклаву (30 мкг) — 69,81% и ампи-цилину (25 мкг) — 62,26%. Также высокий процент резистентности наблюдался у культур ИРЕС к цефалоспоринам 1-го и 3-го поколения: цефазолин (30 мкг) — 41,5%, цефтиаксон (30 мкг) — 35,84%, цефтазидим (30 мкг) — 29,24%. К комбинированному препарату цеф-тазидим/клавулановая кислота (30/10 мкг) было резистентно 7,54% культур Е.еоИ. Более 30% изолятов оказались резистентны к тетрациклину (30 мкг) и триметаприму (30 мкг) — 32,1% и 37,7%, соответственно.

Особый интерес представляют культуры ИРЕС, резистентные к имипенему, антибиотику из группы карбапенемов, обладающих широким спектром антибактериального действия. Среди 106 изолятов уропатогенной Е.еоЫ

В ПОМОЩЬ ПРАКТИКУЮЩЕМУВРАЧУ

FO NIT САС CIP IPM

s

а

Я CAZ

н

1 ТЕ

S

I CTR TR CZ AMP AMC

0

6,60

7,54

14,15

29,24 35,84 37,73 69,81

0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0

% культур UPEC

60,0

70,0 80,0

Рис. 2. Процент изолятов в выборке уропатогенных E.coli (n=106), резистентных к определённому противо-микробному препарату.

Примечание. АМС - амоксиклав; AMP - ампициллин; CZ - цефазолин; TR- триметоприм; CTR - цефтриаксон; TE -тетрациклин; CAZ - цефтазидим; IPM - имипенем; CIP - ципрофлоксацин; CAC - цефтазидим с клавулановой кислотой; NIT - нитрофурантоин; FO - фосфомицин.

20,75% оказались резистентными к имипене-му. Данные микроорганизмы были выделены от пациентов в возрасте первого года (18%) до двух лет (32%) с диагнозами: врождённый пу-зырно-мочеточниковый-почечный рефлюкс, врождённая аномалия развития мочевой системы, нейрогенный мочевой пузырь, вторичный пиелонефрит, а также от пациентов 3 лет, 6 лет, 8—10 лет, 14 лет, 16 лет и 18 лет. Имипенеморе-зистентная группа UPEC (n=22) на 50% образована культурами E.coli, выделенными от пациентов в возрасте от 1 года до 2 лет, на 45% — культурами, выделенными от пациентов в возрасте от 3 до 18 лет и 5% (1 изолят) от пациента в возрасте 9 мес. (врождённое расширение мочеточников). Несмотря на то что имипенемо-резистентные E.coli в равной степени выделялись как от пациентов мужского, так и женского пола, в возрастной группе детей двух лет резистентные к имипенему E.coli были выделены от мальчиков в 71%, в то время как от девочек в 29% случаев.

Характер резистентности изолятов UPEC к тестируемым антибиотикам показан на рис. 2.

ЛИТЕРАТУРА

1. Stamm W.E., Norrby S.R. Urinary tract infections: disease panorama and challenges. J Infect Dis 2001; 183 (Suppl 1): 1-4.

2. Hooton T.M. Uncomplicated urinary tract infection. New Engl J. Med 2012; 366: 1028-1037.

Заключение

Фенотипический анализ спектра антибиоти-кочувствительности уропатогенных E.coli (n=106), выделенных от пациентов детского возраста с врождёнными аномалиями развития мочевыводя-щих путей, свидетельствует о высоком проценте встречаемости полирезистентных штаммов UPEC (49%) и имипенеморезистентных штаммов UPEC (20,75%) среди детей всех возрастных групп. В связи с этим, будущие исследования должны быть направлены на генотипирование резистентных, полирезистентных и имепенеморезистентных штаммов UPEC, что позволит вычленить в популяции уропатогенных E.coli клонотипы, обладающие профилями устойчивости к определённым антибактериальным препаратам.

Работа выполнена в рамках инициативной темы № 031620-0-000 «Антибиотикорезистентные клонотипы уропатогенных Escherichia coli как мишень для изучения антибактериального действия экстра-целлюлярных продуктов жизнедеятельности бактерий и грибов».

Публикация подготовлена при поддержке Программы РУДН «5-100».

3. Nielubowicz G.R., Mobley H.L. Host-pathogen interactions in urinary tract infection. Nature Rev Urol 2010; 7: 430-441.

4. Levison M.E., Kaye D. Treatment of complicated urinary tract infections with an emphasis on drug-resistant Gram-negative uropathogens Curr Infect Dis Rep 2013; 15: 109-115.

5. Lichtenberger P., Hooton T.M. Complicated urinary tract infections. Curr Infect Dis Rep 2008; 10: 499-504.

6. Raeispour M, Ranjbar R. Antibiotic resistance, virulence factors and genotyping of Uropathogenic Escherichia coli strains. Antimicrob Resist Infect Control 2018 Oct: 3(7): 118. doi: 10.1186/s13756-018-0411-4.

7. Spaulding C.N., Kau A.L. , Klein R.D. , Janetka J. W, Gordon J.I. , Hultgren S.J. Small-molecule inhibitors against type 1 pili selectively target uropathogenic E.coli in the gut and bladder. Published Online 1 Apr 2017 Abstract Number: 939.9

8. Yun K..W, Kim H.Y., Park H.K., Kim W, Lim I.S. Virulence factors of uropathogenic Escherichia coli of urinary tract infections and asymptomatic bacteriuria in children. Microbiol Immunol Infect 2014; 47 (6): 455-461.

СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ:

Суадкиа С. — ассистент, кафедра микробиологии и вирусологии, Медицинский институт, Российский университет дружбы народов, Москва

Подопригора И. В. — к. м. н., зав.кафедрой микробиологии и вирусологии, Медицинский институт, Российский университет дружбы народов, Москва

Яшина Н. В. — к. б. н., доцент, кафедра микробиологии и вирусологии, Медицинский институт, Российский университет дружбы народов, Москва

9. Tarchouna M., Ferjani A., Ben-Selma W, Boukadida J. Distribution of uropathogenic virulence genes in Escherichia coli isolated from patients with urinary tract infection. Infect Dis 2013; 17 (6): 3.

10. Lee J.H, Subhadra B., Son Y.J., Kim D.H., Park H.S., Kim J.M. et al. Phylogenetic group distributions, virulence factors and antimicrobial resistance properties of uropathogenic Escherichia coli strains isolated from patients with urinary tract infections in South Korea. Lett Appl Microbiol 2016; 62 (1): 84-90.

11. Johnson J.R., Kuskowsky M.A., O'Bryan, Maslow /.^Epidemiological correlates of virulence genotype and phylogenetic background among Escherichia coli blood isolates from adults with diverse-source bacteremia. J Infect Dis 2002; 185: 1439-1447.

Саруханова Л. Е. — к. б. н., доцент, кафедра микробиологии и вирусологии, Медицинский институт, Российский университет дружбы народов, Москва Кравцов Э. Г.— к. б. н., доцент, кафедра микробиологии и вирусологии, Медицинский институт, Российский университет дружбы народов, Москва