Email this article Antibiotic sensitivity of Vibrio cholerae nonO1/nonO139 strains isolated from hydroecosystems in 2016-2017 in Rostov-on-Don
- Authors: Bereznyak E.A.1, Trishina A.V.1, Selyanskaya N.A.1, Arkhangelskaya I.V.1, Simonova I.R.1, Ezhova M.I.1
-
Affiliations:
- Rostov-on-Don State Institute for Plague Control
- Issue: Vol 96, No 2 (2019)
- Pages: 87-91
- Section: КРАТКОЕ СООБЩЕНИЕ
- URL: https://microbiol.crie.ru/jour/article/view/396
- DOI: https://doi.org/10.36233/0372-9311-2019-2-87-91
- ID: 396
Cite item
Full Text
Abstract
Aim. To assess the prevalence of antimicrobial resistance of Vibrio cholerae nonO1/nonO139 strains in water bodies in Rostov-on-Don. Materials and methods. Sampling was carried out at fixed points of open reservoirs in Rostov-on-Don from May to September in 2016 and 2017. Sensitivity/resistance of V. cholerae nonO1/nonO139 to antibacterial drugs (ABP) recommended for emergency prevention and treatment of cholera was determined by serial dilution on Müller-Hinton agar. Results. 196 strains of V. cholerae nonO1/ nonO139 were isolated in 2016, 75 — in 2017. When serotyping it was found that all strains were assigned to 17 serogroups, representatives of O16 and O76 serogroups prevailed. Analysis of the distribution of strains on resistance to ABP showed that sensitive strains of V. cholerae nonO1/nonO139 were not detected. All microorganisms were resistant to furazolidone. The proportions of isolates resistant to co-trimoxazole and ampicillin were 35.2% and 40% in 2016, and 33.6% and 28.3% in 2017 respectively. All microorganisms were distributed over ten phenotypes and were characterized by the presence of 1 to 4 determinants of resistance. Conclusion. The resistance of V. cholerae nonO1/nonO139 strains isolated in Rostov-on-Don water bodies to furazolidone increased from 47% in 2011 — 2014 to 100% in 2016 — 2017. Resistance to co-trimaxazole increased from 7.8% to 35.2 — 40%. Strains resistant to gentamicin (1.5%) earlier absent were detected in 2016.
Full Text
Распространение резистентности к антибактериальным препаратам (АБП) является одной из самых острых проблем современности, несущей биологические иэкономические угрозы для всех стран. Проблема устойчивости микроорганизмов к
антибиотикам приобрела особую актуальность в странах с развитой системой здравоохранения и ведением интенсивного сельского хозяйства за последние 20 лет,
снижая эффективность мероприятий по профилактике и лечению инфекционных
болезней человека и животных [8, 10].
В последние годы появилось множество доказательств того, что микроорганизмы, обнаруживаемые в окружающей среде, имеют огромное количество разнообразных генов антибиотикорезистентности, а экологические места обитания, особенно
водоемы, реки и озера, являются идеальной средой для передачи этих генов среди
бактерий, способствуя селекции антибиотикорезистентных штаммов и глобальному
распространению устойчивости к АБП [2].
Холерные вибрионы неO1/неO139 широко известны и как естественные обитатели открытых водоемов, и как возбудители острых кишечных инфекций различной степени тяжести, вызывая пристальное внимание исследователей. Эти штаммы
являются по сути природными резервуарами ранее не встречавшихся комбинаций
генов устойчивости к АБП, способных передаваться штаммам V. cholerae О1 и О139
серогрупп, расширяя их патогенный и эпидемический потенциал [14].
Обращает на себя внимание частая встречаемость антибиотикорезистентных
штаммов V. cholerae nonO1/nonO139 в водных объектах. В последние годы такие
микроорганизмы были зарегистрированы в Индии, Китае, Вьетнаме, Индонезии,
Марокко, бассейне Карибского моря, Мексике, России [4, 11, 12, 15]. Среди выделенных в 2011-2014 гг. в Ростовской области штаммов холерных вибрионов
неО1/неО139 серогрупп были как чувствительные, так и штаммы с множественной
устойчивостью (от 1 до 6 маркеров) [6].
В геноме холерных вибрионов неО1/неO139 серогрупп обнаружены специализированные мобильные структуры, содержащие гены антибиотикорезистентности,
способные передаваться между штаммами. Наличие мобильных генетических элементов и мегаинтегрона создает благоприятные условия для успешного горизонтального переноса генов от штамма к штамму и не исключает дальнейшего нарастания числа резистентных микроорганизмов [9, 13, 16].
Широкое распространение штаммов V. cholerae nonO1/nonO139, устойчивых к
антимикробным соединениям, вариабельность и непредсказуемость спектра антибиотикоустойчивости позволили ученым рассматривать эту группу микроорганизмов как источник ранее не встречавшихся комбинаций генов резистентности для
эпидемически значимых серогрупп вибрионов [7].
Цель исследования — оценить распространение антимикробной резистентности штаммов V. cholerae nonO1/nonO139 в водных объектах Ростова-на-Дону.
Отбор проб проводили ежемесячно с мая по сентябрь 2016-2017 гг. в водоемах
Ростова-на-Дону. Выделение и идентификацию штаммов проводили в соответствии
с МУК 4.2.2218-07.
Серологическую идентификацию изолированных штаммов V. cholerae nonO1/
nonO139 осуществляли c помощью набора сывороток диагностических холерных
неО1/неО139 серогрупп моноспецифических кроличьих против типовых штаммов
холерных вибрионов О2-О84 серогрупп в реакции слайд-агглютинации [1]. Чувствительность к АБП определяли методом серийных разведений на агаре
Мюллера-Хинтона рН 7,3±0,2 (HiMEDIA, Индия). Интерпретацию результатов определения чувствительности культур вибрионов проводили в соответствии с МУК
4.2.2495-09. Для определения чувствительности/устойчивости V.cholerae nonО1/
nonО139 использовали препараты, рекомендованные для экстренной профилактики и лечения холеры. Препараты первого ряда: доксициклин, ципрофлоксацин, котримаксазол, фуразолидон, гентамицин, налидиксовая кислота. Препараты второго
ряда: левомицетин, ампициллин, цефтриаксон.
Статистическую обработку результатов осуществляли с помощью стандартных
средств программы «Microsoft Office Excel».
Из стационарных точек открытых водоемов Ростова-на-Дону было выделено в
2016 г. 196 штаммов, в 2017 г. — 75 штаммов V. cholerae nonО1/nonО139. Все культуры не содержали генов холерного токсина ctxA и токсин-корегулируемых пилей
tcpA, были типичны по культурально-морфологическим и биохимическим свойствам.
При серотипировании установлено, что в изучаемый период в водоемах Ростована-Дону циркулировали V.cholerae nonО1/nonО139, которые были отнесены к 17 серогруппам, преобладали представители О16 и О76 серогрупп.
Все выделенные штаммы были протестированы на чувствительность/устойчивость к противомикробным препаратам. Анализ распределения штаммов по устойчивости к антибактериальным препаратам показал, что чувствительных ко всем АБП
штаммов V. cholerae nonO1/ nonO139 не выявлено. Все микроорганизмы обладали
устойчивостью к фуразолидону. Доля устойчивых к ко-тримоксазолу и ампициллину штаммов, выделенных в 2016 г. и в 2017 г. составила 35,2% и 40% и 33,6% и 28,3%
соответственно.
Устойчивость холерных вибрионов неО1/неО139 серогрупп к левомицетину и
гентамицину в 2016 г. составила 0,5 и 1,5% соответственно при отсутствии выделения таких штаммов в следующим году. В 2017 г. возросло число холерных вибрионов,
устойчивых к налидиксовой кислоте (2,6% против 1% в 2016 г.). Все изолированные
из водоемов города штаммы V.cholerae nonO1/nonO139 показали чувствительность к
доксициклину, ципрофлоксацину, цефтриаксону.
При анализе фенотипов антибиотикорезистентности исследуемых штаммов
V.cholerae nonO1/nonO139 было отмечено, что все микроорганизмы распределились
на 10 фенотипов и характеризовались наличием от 1 до 4 детерминант резистентности при отсутствии культур, чувствительных ко всем тестируемым АБП.
Резистентность к двум АБП зафиксирована у 34,6% в 2016 г. и 52,0% в 2017 г.
Чаще всего в 2016 г. встречались фенотипы: ко-тримоксазол/фуразолидон — 18,8%
и фуразолидон/ампициллин — 15,8%. В 2017 г. доля таких фенотипов возросла
до 24,0% и 28% соответственно. Множественной антибиотикорезистентностью
(к трем и более препаратам) обладало в 2016 г. — 18,4%, а в 2017 г. — 17,3% штаммов
V.cholerae nonО1/ nonО139. К трем АБП часто встречающимся был фенотип ко-тримоксазол/ампициллин/фуразолидон. Такие штаммы в 2016 г. обнаружены в 16,4%,
в 2017 г. в 13,4% случаев. В 2016 и 2017 гг. зарегистрированы единичные случаи выделения штаммов V. cholerae nonО1/nonО139 с маркерами устойчивости к четырем
АБП.
Таким образом установлено, что в изучаемый период циркулировали штаммы V.cholerae nonО1/nonО139, которые были отнесены к 17 серогруппам, доминировали представители О16 и О76 серогрупп. Сравнительный анализ серотипирования штаммов 2016 — 2017 гг. с предыдущими исследованиями (2003-2008 гг.,
2009-2011 гг.) не выявил значительных изменений в составе доминирующих серогрупп вибрионов [3]. У штаммов V.cholerae nonО1/nonО139, выделенных из
водных объектов окружающей среды на территории Ростова-на-Дону в 2016-
2017 гг., не обнаружены гены холерного токсина и токсин-корегулируемых пилей
адгезии.Проведенные в 2011 — 2014 гг. в Ростовской области исследования по изучению
чувствительность к АБП штаммов V.cholerae nonО1/nonО139 показали [6], что доля
штаммов чувствительных ко всем антибиотикам, составила 17,6%, в 2016-2017 гг.
таких изолятов не выделено. Резистентностью к фуразолидону в 2011-2014 гг. обладали 47% штаммов, в 2016-2017 гг. их доля увеличилась до 100%. К ко-тримаксазолу
резистентность возросла с 7,8% до 35,2 — 40% в 2016-2017 гг. В 2016 г. появились
штаммы, устойчивые к гентамицину (1,5 %), которые отсутствовали в 2011-2014 гг. В
то же время, устойчивость холерных вибрионов неО1/неО139 серогрупп к тетрациклинам и левомицетину составила в 2011-2014 гг. 13,7% и 43%, а в 2016-2017 гг. — 0 и
0,5%, соответственно. Резистентность к этим антибактериальным препаратам носит
индуцибельный характер, в связи с чем фенотипически может не проявляться [5].
По результатам исследований зарегистрирована база данных «Фенотипы антибиотикорезистентности холерных вибрионов различных серогрупп, выделенных
на территории Ростовской области». Свидетельство о государственной регистрации
№2018620078 от 12 января 2018 г.
Мониторинг резистентности к АБП представителей семейства Vibrionaceae дает
возможность прогнозировать, в каком направлении идут изменения антимикробной
резистентности, что позволит своевременно принять меры по обеспечению биологической безопасности региона.
×
About the authors
E. A. Bereznyak
Rostov-on-Don State Institute for Plague Control
Author for correspondence.
Email: fake@neicon.ru
Rostov-on-Don.
Russian FederationA. V. Trishina
Rostov-on-Don State Institute for Plague Control
Email: fake@neicon.ru
Rostov-on-Don.
Russian FederationN. A. Selyanskaya
Rostov-on-Don State Institute for Plague Control
Email: fake@neicon.ru
Rostov-on-Don.
Russian FederationI. V. Arkhangelskaya
Rostov-on-Don State Institute for Plague Control
Email: fake@neicon.ru
Rostov-on-Don.
Russian FederationI. R. Simonova
Rostov-on-Don State Institute for Plague Control
Email: fake@neicon.ru
Rostov-on-Don.
Russian FederationM. I. Ezhova
Rostov-on-Don State Institute for Plague Control
Email: fake@neicon.ru
Rostov-on-Don.
Russian FederationReferences
- Авдеева Е.П. Совершенствование метода серологической идентификации холерных вибрионов не О1/не О139 серогрупп: Автореф. дисс. канд. мед. наук. Ростов-на-Дону, 2006.
- Виноградова К.А., Булгакова В.Г., Полин А.Н. и др. Устойчивость микроорганизмов к антибиотикам: резистома, её объём, разнообразие и развитие. Антибиотики и химиотерапия. 2013, 5-6:38-48.
- Григоренко Л.В., Кругликов В.Д., Мазрухо А.Б. и др. Холерные вибрионы неО1/неО139, выделенные в ходе мониторинга водоемов и стоков Ростова-на-Дону с 2009 по 2011 год. Проблемы особо опасных инфекций. 2013, 4:48-50.
- Монахова Е.В., Архангельская И.В. Холерные вибрионы нео1/нео139 серогрупп в этиологии острых кишечных инфекций: современная ситуация в России и в мире. Пробл. особо опасных инф. 2016, 2:14-23.
- Селянская Н.А., Рыжко И.В., Веркина Л.М. Индукция in vitro трансмиссивной устойчивости к тетрациклину, левомицетину и ампициллину у культур Vibrio cholerae неО1/ неО139 серогрупп, выделенных в 1990-2005 гг. Антибиотики и химиотерапия. 2011, (56) 7-8: 16-21.
- Селянская Н.А., Веркина Л.М., Архангельская И.В. и др. Мониторинг антибиотикорезистентности штаммов холерных вибрионов неО1/неО139 серогрупп, выделенных из объектов окружающей среды в Ростовской области в 2011—2014 гг. Здоровье населения и среда обитания. 2015, 7:33-6.
- Baron S., Larvor E., Chevalier S. et al. Antimicrobial Susceptibility among Urban Wastewater and Wild Shellfish Isolates of Non-O1/Non-O139 Vibrio cholerae from La Rance Estuary (Brittany, France). Front. Microbiol. 2017, 8:1637.
- Bassetti M., Pecori D., Peghi M. Multidrug-resistant Gram-negative Bacteria-Resistant Infections: Epidemiology, Clinical Issues and Therapeutic Options. Italian Journal of Medicine. 2016, 10(4):364-375.
- Carraro N., Rivard N., Ceccarelli D. et al. IncA/C Conjugative Plasmids Mobilize a New Family of Multidrug Resistance Islands in Clinical Vibrio cholerae Non-O1/Non-O139 Isolates from Haiti. mBio. 2016, 7(4): 00509-16 doi: 10.1128
- Curcio D. Multidrug-Resistant Gram-Negative Bacterial Infections: Are you Ready for the Challenge? Current Clinical Pharmacology. 2014, 9(1):27-38. doi: 10.2174/15748847113089990062.
- Diep T.T., Nguyen N.T., Nguyen T.N. et al. Isolation of New Delhi metallo-βlactamase 1 (NDM-1)-producing non-O1, non-O139 strain carrying ctxA, st, and hly genes in southern Vietnam. Microbiol Immunol. 2015, 59(5):262-267. doi: 10.1111/1348-0421.122482015.
- Li F., Du P., Li B. et al. Distribution of virulence-associated genes and genetic relationships in non-O1/O139 aquatic isolates from China. Appl Environ Microbiol. 2014, 80(16): 4987-4992. doi: 10.1128/AEM.01021-14.
- Mala W., Faksri K., Samerpitak K. et al. Antimicrobial resistance and genetic diversity of the SXT element in Vibrio cholerae from clinical and environmental water samples in northeastern Thailand. Infect. Genet. Evol. 2017, 52: 89-95.
- Rodrнguez-Blanco A., Lemos M., Osorio C. Integrating conjugative elements as vectors of antibiotic, mercury, and quaternary ammonium compound resistance in marine aquaculture environments. Antimicrob. Agents Chemother. 2012, 56(5): 2619-26.
- Shrestha U. T., Adhikari N., Maharjan R. et al. Multidrug resistant Vibrio cholera O1 from clinical and environmental samples in Kathmandu city. BMC Infect. Dis. 2015, 15 (1): 104.
- Spagnolettia M., Ceccarellib D., Rieuxa A. et al. Acquisition and evolution of SXT-R391 integrative conjugative elements in the seventhpandemic Vibrio cholerae lineage. mBio. 2014, 5 (4): 1356-14.
Supplementary files
