Colonization activity of Candida clinical isolates and their antibiotic sensitivity

Cover Page


Cite item

Abstract

Background. The development of fungal infections is associated with immunocompromising of a macroorganism.

Aim. To study the colonization activity and resistance of Candida yeast strains isolated from clinical specimens in 2014 and 2019 in Moscow.

Materials and methods. Antibiotic sensitivity of 75 strains of the following yeast species was determined by disc-diffuse method: C. albicans, C. parapsilosis, C. glabrata, C. krusei (Pichia kudriavzevii), C. intermedia, C. tropicalis, C. lusitaniae (Clavispora lusitaniae), C. guilliermondii (Meyerozyma guilliermondii). In 2014, 34 strains were isolated in people with hypersensitivity history (27 — from the skin, 7 — from the oral mucosa). In 2019, 41 strains were isolated from the vaginal mucosa in people with cancer. Discs with fluconazole (40 pg), nystatin (80 pg), clotrimazole (10 pg), itraconazole (10 pg), amphotericin B (40 pg) were used.

Results. Among strains isolated in 2014, colonization activity was detected, in descending order, in C. albicans (23.53%), C. tropicalis (20.59%), C. guilliermondii (20.59%); C. parapsilosis (17.65%), C. glabrata (17.65%); in 2019 — C. parapsilosis (21.95%), C. albicans (17.07%), C. tropicalis (12.19%), C. guilliermondii (12.19%), C. krusei (9.76%), C. glabrata (9.76%), C. lusitaniae (9.76%), C. intermedia (7.32%). The yeasts isolated in 2014 were resistant to all antimicotics except 16.67% strains of C. glabrata (fluconazole) and 14.28% strains of C. tropicalis (nystatin). 11.11% C. parapsilosis and 40% C. tropicalis isolated in 2019 were sensitive to all antimicotics; 71.43% C. albicans, 50% C. glabrata, 20% C. guilliermondii were resistant to fluconazole; 28.57% C. albicans were resistant to nystatin, clotrimazole, intraconazole, amphotericin B; 25% C. glabrata resistant to amphotericin В; C. krusei — were resistant to clotrimazole (100%), fluconazole and nystatin (50%), itraconazole и amphotericin B (25%); C. lusitaniae resistant to fluconazole and nystatin (100%), clotrimazole and amphotericin B (75%), itraconazole (50%).

Conclusion. The range of detected species has expanded over five years in the Moscow region due to C. krusei, C. lusitaniae and C. intermedia (26.86% of candidiasis in 2019). Moreover, yeast fungi isolated in 2019 have a high number of resistant strains, compared to fungi isolated in 2014.

Full Text

Введение

Системные кандидозы стали общемировой проблемой, обусловленной высокой смертностью, скоростью распространения инфекции, курсирова­нием резистентных штаммов, особенно в условиях стационара. Полагают, что это связано с развити­ем медицинских технологий и увеличением коли­чества иммунокомпрометированных людей [1][2][3]. Современные исследования направлены на изуче­ние механизмов, лежащих в основе изменения ви­рулентности и адгезивных свойств микроорганиз­мов, демонстрации ими резистентности или проме­жуточной чувствительности в случаях применения рекомендованных концентраций антимикотиков [4][5][6][7][8][9]. Значительное место в исследованиях зани­мают вопросы видового разнообразия и частоты встречаемости разных видов дрожжевых грибов в клинической практике в различных регионах мира, условий, влияющих на устойчивость грибов к антифунгальным препаратам [1][2][10][11].

Задачей исследования было изучение колони­зационной активности и резистентности разных видов дрожжевых грибов рода Candida, выделен­ных в 2014 и 2019 гг. в Москве из клинического материала группы иммунокомпрометированных людей.

Материалы и методы

В работе использовали 75 штаммов дрожже­вых грибов следующих видов: C. albicans, C. parapsilosis, C. glabrata, C. krusei (Pichia kudriavzevii), C. intermedia, C. tropicalis, C. lusitaniae (Clavispora lusitaniae), C. guilliermondii (Meyerozyma guilliermondii). В 2014 г. в Москве выделены 34 штамма (27 штаммов с кожных покровов, 7 — со слизистой ротовой полости) у людей с аллергическими заболе­ваниями в анамнезе (пациенты аллергологтеского центра НИИВС им. ИИ Мечникова). Затем штам­мы были размещены в рабочей коллекции культур дрожжей кафедры биологии почв факультета почво­ведения МГУ им. М.В. Ломоносова. В 2019 г. в ФГБУ «НМИЦ онкологии им. Н.Н. Блохина» выделили 41 штамм со слизистой влагалища пациенток.

Антибиотикочувствительность грибов опре­деляли диско-диффузным методом при помощи расширенного набора дисков с противогрибными препаратами согласно прилагаемой инструкции (НИЦФ, Россия; НИИЭМ им. Пастера, Россия). Использовали агаризованную глюкозо-пептонную среду лабораторного приготовления (агар — 20 г/л, пептон—5 г/л, дрожжевой экстракт—2,5 г/л, глюкоза — 10 г/л). Готовили разведение каждого штамма, соответствующего по плотности 0,5 по

стандарту МакФарланда и содержащего примерно 1,4 х 108 КОЕ/мл. Разведения в объеме 1 мл наноси­ли на поверхность плотной среды в чашках Петри и тщательно растирали шпателем до тех пор, пока поверхность не становилась полностью сухой. Че­рез 15 мин после инокуляции на поверхность пи­тательной среды помещали диски с антибиотиками (амфотерицин В — 40 мкг, нистатин — 80 мкг, клотримазол — 10 мкг, флуконазол — 40 мкг, итраконазол — 10 мкг). Чашки со всеми исследуемыми штаммами параллельно инкубировали при 25°С и 37°С в течение 72 и 24 ч соответственно. Учет ре­зультатов проводили в отраженном свете при помо­щи штангенциркуля. Диаметр зон подавления роста измеряли с точностью до 1 мм. Все штаммы иссле­довали для каждого антибиотика в 3 повторностях.

Результаты

Виды дрожжевых грибов, выделенные в 2014 г., по колонизационной активности можно разделить на 3 группы:

  • C. albicans (23,53%);
  • C. tropicalis (20,59%), C. guilliermondii (20,59%);
  • C. parapsilosis (17,65%), C. glabrata (17,65%).

Виды дрожжевых грибов, выделенные в 2019 г., по частоте выявления можно распределить на 5 групп:

  • C. parapsilosis (21,95%);
  • C. albicans (17,07%);
  • C. tropicalis (12,19%), C. guilliermondii (12,19%);
  • C. krusei (9,76%), C. glabrata (9,76%), C. lusitaniae (9,76%);
  • C. intermedia (7,32%).

В таблице представлены данные по относи­тельному количеству штаммов дрожжевых грибов, продемонстрировавших резистентность и промежу­точную чувствительность in vitro к антимикотикам.

 

Относительное количество штаммов дрожжевых грибов, продемонстрировавших резистентность и промежуточную чувствительность in vitro к антимикотикам

Relative number of yeast strains demonstrating resistance and intermediate sensitivity in vitro to antimycotics

 

Обсуждение

В исследовании, проведенном с 1992 по 2001 г., сообщалось, что частота выявления с. albicans в качестве доминирующего этиологического агента кандидозов составляла 55,92% [12]. С течением вре­мени во многих странах в качестве инфекционных агентов кандидозов стали выявлять другие виды, ко­торые постепенно заняли ведущее положение, как, например, с. parapsilosis, с. tropicalis, с. glabrata [13]. В исследовании, проведенном в Москве в 2013-2015 гг. в группе больных туберкулезом, были выявлены следующие основные виды: с. albicans (26,9%), С. glabrata (22,07%), с. krusei (16,55%), С. tropicalis (11,72%), с. parapsilosis (6,9%); 15,86% штаммов принадлежали к следующим видам — C. dubliniensis, C. famata, C. guilliermondii, C. kefyr, C. lipolytica, C. lusitaniae, C. norvegensis, C. rugosa, C. zeylanoides (от 1 до 4 штаммов) [14]. Интерес­но, что в нашем исследовании в этот период вре­мени ведущим этиологическим агентом был также с. albicans, но, например, с. guilliermondii занимал второе место по частоте выявления. Однако коли­чество обнаруженных видов грибов было значи­тельно меньше. В нашем случае в течение 5 лет расширился спектр выявляемых видов за счет С. krusei, с. lusitaniae и с. intermedia. В Ростовском регионе в 2019 г. этими видами были обусловлены 26,86% кандидозов. В первую группу видов гри­бов по колонизационной активности переместился С. parapsilosis, а с. albicans занял место во второй группе. Однако разница в частоте выявления меж­ду этими видами в разные периоды времени не­велика — 5,88% в 2014 г. и 4,88% в 2019 г. Виды С. tropicalis и с. guilliermondii в 2019 г. выявлялись значительно реже, практически в 2 раза относи­тельно показателей 2014 г. Очевидно, это связано с появлением в клиническом материале дополнитель­ных трех видов дрожжевых грибов (с. krusei, с. lusitaniae и с. intermedia). Но результатом исследова­ния, требующим особого внимания, является раз­ница в чувствительности к антимикотикам дрожже­вых грибов, выделенных в 2014 и в 2019 гг. Грибы, выделенные в 2014 г., демонстрировали чувстви­тельность in vitro ко всем антифунгальным препара­там. Исключением стали небольшая часть штаммов с. glabrata и с. tropicalis, резистентные к флуконазолу и нистатину соответственно (см. таблицу). Также часть штаммов этих видов продемонстри­ровала промежуточную чувствительность к итраконазолу. В 2019 г., несмотря на меньшую ча­стоту встречаемости в клиническом материале с. albicans, порядка трети штаммов этого вида ока­зались резистентными in vitro к 4 антимикотикам, а к флуконазолу — 71,43% штаммов. Виды кандид, ранее (в 2014 г.) не выявлявшиеся в клинической практике в качестве инвазивных агентов, но вы­деленные в 2019 г., отличаются высокой степенью распространения резистентных штаммов, за ис­ключением с. intermedia (см. таблицу). Некоторые исследователи отмечают, что одной из причин де­монстрации резистентности дрожжевыми гриба­ми, например к флуконазолу, является проведение профилакттеской антифунгальной терапии [2]. Стоит заметить, что устойчивость к азольным антифунгальным препаратам отмечалась у с. glabrata и с. krusei ранее [2][12]. В 2005 г. в Московском регио­не было показано, что порядка 10% штаммов грибов рода Candida, выделенных из клинического матери­ала, демонстрировали резистентность к флуконазолу и итраконазолу [15]. В связи с этим разрабатыва­ются новые антимикотические средства, имеющие другие мишени воздействия, например пептидные или иммунологтеские препараты [3][16].

Таким образом, в настоящее время наиболее высокой степенью колонизационной активности в отношении человеческого организма отличаются C. parapsilosis и C. albicans. При этом происходит значительное изменение видового разнообразия, сопровождающееся выявлением в клиническом материале C. krusei, C. lusitaniae и C. intermedia, причем первые два вида отличаются высоким процентом резистентных штаммов. Среди доминирующих видов дрожжевых грибов также отмечено появление антибиотикоустойчивых штаммов.

×

About the authors

Irina G. Akhapkina

I.I. Mechnikov Research Institute of Vaccines and Sera

Author for correspondence.
Email: isun17@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-5825-2302

Cand. Sci. (Biol.), leading researcher.

105064, Moscow

Russian Federation

Anna M. Glushakova

I.I. Mechnikov Research Institute of Vaccines and Sera; M.V. Lomonosov Moscow State University

Email: annglushakova@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-4116-4445

Cand. Sci. (Biol.), researcher, I.I. Mechnikov RIVS; junior researcher, Department of soil biology, Faculty of soil science, M.V. Lomonosov MSU.

105064, 119991, Moscow

Russian Federation

Evgeniya N. Rodionova

I.I. Mechnikov Research Institute of Vaccines and Sera

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-2025-2630

Laboratory assistant.

105064, Moscow

Russian Federation

Aleksey V. Kachalkin

M.V. Lomonosov Moscow State University; G.K. Skryabin Institute of Biochemistry and Physiology of Microorganisms, RAS

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-4494-2468

Cand. Sci. (Biol.), leading researcher, Department of soil biology, Faculty of soil science, M.V. Lomonosov MSU; All-Russian collection of microorganisms, IBPM named after G.K. Skryabin RAS.

119991, 142290, Pushchino

Russian Federation

References

  1. Krcmery V, Barnes AJ. Non-albicans Candida spp. causing fungaemia: pathogenicity and antifungal resistance. J. Hosp. Infect. 2002; 50(4): 243-60. https://doi.org/10.1053/jhin.2001.1151
  2. Aquino V.R., Lunardi L.W., Goldani L.Z., Barth A.L. Prevalence, susceptibility profile for fluconazole and risk factors for candidemia in a tertiary care hospital in southern Brazil. Braz. J. Infect. Dis. 2005; 9(5): 411-8. https://doi.org/10.1590/s1413-86702005000500009
  3. Di Mambro T., Guerriero I., Aurisicchio L., Magnani M., Marra E. The yin and yang of current antifungal therapeutic strategies: how can we harness our natural defenses? Front. Pharmacol. 2019; 10: 80. https://doi.org/10.3389/fphar.2019.00080
  4. Леонов В.В., Миронов А.Ю., Леонова Л.В., Никитина Л.Ю. Этиологическая структура и биологические свойства возбудителей инфекций кровотока. Клиническая лаборатор¬ная диагностика. 2016; 61(11): 790-3. https://doi.org/10.18821/0869-2084-2016-11-790-793
  5. Gale C., Finkel D., Tao N., Meinke M., McClellan M., Olson J., et al. Cloning and expression of a gene encoding an integrin-like protein in Candida albicans. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1996; 93(1): 357-61. https://doi.org/10.1073/pnas.93.1.357
  6. Jensen R.H. Resistance in human pathogenic yeasts and fila-mentous fungi: prevalence, underlying molecular mechanisms and link to the use of antifungals in humans and the environ-ment. Dan. Med. J. 2016; 63(10): B5288.
  7. Yao D., Chen J., Chen W., Li Z., Hu X. Mechanisms of azole resistance in clinical isolates of Candida glabrata from two hos-pitals in China. Infect. Drug Resist. 2019; 12: 771-81. https://doi.org/10.2147/IDR.S202058
  8. Arastehfar A., Daneshnia F., Zomorodian K., Najafzadeh M.J., Khodavaisy S., Zarrinfar H., et al. Low level of antifungal re-sistance in iranian isolates of Candida glabrata recovered from blood samples in a Multicenter Study from 2015 to 2018 and potential prognostic values of genotyping and sequencing of PDR1. Antimicrob. Agents Chemother. 2019; 63(7): e02503-18. https://doi.org/10.1128/aac.02503-18
  9. Jacobsen I.D., Wilson D., Wachtler B., Brunke S., Naglik J.R., Hube B. Candida albicans dimorphism as a therapeutic target. Expert. Rev. Anti Infect. Ther. 2012; 10(1): 85-93. https://doi.org/10.1586/eri.11.152
  10. Munoz P., Sanchez-Somolinos M., Alcala L., et al. Candida krusei fungaemia: antifungal susceptibility and clinical presen-tation of an uncommon entity during 15 years in a single general hospital. J. Antimicrob. Chemother. 2005; 55(2): 188-93. https://doi.org/10.1093/jac/dkh532
  11. Tan T.Y., Tan A.L., Tee N.W., Ng L.S. A retrospective analysis of antifungal susceptibilities of Candida bloodstream isolates from Singapore hospitals. Ann. Acad. Med. Singap. 2008; 37(10): 835-40.
  12. Pfaller M.A., Diekema D.J. Twelve years of fluconazole in clinical practice: global trends in species distribution and fluco-nazole susceptibility of bloodstream isolates of Candida. Clin. Microbiol. Infect. 2004; 10(Suppl. 1): 11-23. https://doi.org/10.1111/j.1470-9465.2004.t01-1-00844.x
  13. Karabijak N., Alem N. Antifungal susceptibility profiles of Candida species to triazole: application of new CLSI species-specific clinical breakpoints and epidemiological cutoff values for characterization of antifungal resistance. Mikrobiyol. Bul. 2016; 50(1): 122-32. (in Turkish)
  14. Кулько А.Б. Активность in vitro анидулафунгина в отношении дрожжевых грибов возбудителей системных и диссеминированных микозов. Онкогематология. 2015; 10(3): 51-55. https://doi.org/10.17650/1818-8346-2015-103-53-57
  15. Кулько А.Б., Митрохин С.Д., Мороз А.М. Микотическая инфекция дыхательных путей во фтизиатрической практике: видовой состав и чувствительность клинических штаммов грибов рода Candida к антифунгальным препаратам. Антибиотики и химиотерапия. 2005; 50(4): 14-7.
  16. Li R., Zhang L., Zhang H., Yi Y, Wang L., Chen L., et al. Protective effect of a novel antifungal peptide derived from human chromogranin a on the immunity of mice infected with Candida krusei. Exp. Ther. Med. 2017; 13(5): 2429-34. https://doi.org/10.3892/etm.2017.4290

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. Relative number of yeast strains demonstrating resistance and intermediate sensitivity in vitro to antimycotics

Download (72KB)

Copyright (c) 2020 Akhapkina I.G., Glushakova A.M., Rodionova E.N., Kachalkin A.V.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: ПИ № ФС77-75442 от 01.04.2019 г.


This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies