Характеристика антибиотикорезистентности нетифоидных сальмонелл, циркулирующих на территории Российской Федерации в период с 2019 по 2022 год

Полный текст

Введение

Нетифоидные штаммы Salmonella enterica подвид enterica (в дальнейшем именуемые в нашем исследовании, как нетифоидные Salmonella или нетифодные сальмонеллы) вносят значительный вклад в заболеваемость кишечными инфекциями в мире [1, 2] и отвечают за 99% случаев сальмонеллёза у людей и животных и сохраняет свою актуальность при формировании вспышечной заболеваемости, занимая 3-е место (после острой кишечной инфекции вирусной этиологии) по числу очагов групповой заболеваемости с фекально-оральным механизмом передачи инфекции. Несмотря на тенденцию к снижению заболеваемости в последние годы, сальмонеллёз по-прежнему является наиболее часто регистрируемым пищевым зоонозом в России. По оценке динамики заболеваемости на территории России с 2019 по 2021 г. показатель заболеваемости уменьшился в 1,8 раза и составил 13,61 на 100 тыс. населения, в то время как в 2022 г. — 17,1 на 100 тыс. населения¹.

Сальмонеллёз неосложнённого течения, как правило, не требует антибактериальной тера- пии², но она показана для лечения инвазивных и тяжёлых форм, а также пациентов, входящих в группу риска (дети грудного возраста, пожилые люди и пациенты с ослабленным иммунитетом) [3, 4]. Длительное время препаратами выбора являлись хлорамфеникол, ампициллин, триметоприм-сульфаметоксазол [5, 6], однако в последние годы устойчивость к этим препаратам значительно возросла [7].

В настоящее время рекомендуемыми препаратами выбора в терапии тяжёлых и генерализованных форм сальмонеллёза являются цефалоспорины III поколения и фторхинолоны^3,4. Эти антимикробные препараты (АМП) входят в список обязательных для мониторинга для сальмонелл по рекомендациям Всемирной организации здравоохранения. По данным последнего отчёта Глобальной системы надзора за устойчивостью к АМП и их использованием, процент устойчивых к ципрофлоксацину штаммов сальмонелл, выделенных от людей, увеличился с 12,0% в 2017 г. до 19,7% в 2020 г.⁵ В то же время процент выявляемости штаммов-продуцентов β-лактамаз расширенного спектра действия, хотя и остаётся на низком уровне, имеет тенденцию к росту [8].

Мониторинг циркулирующих штаммов и определение их профиля устойчивости к АМП необходимы для лучшего понимания эпидемиологической ситуации, выработки национальных стратегий по искоренению резистентных штаммов, а также разработки профилактических мер по недопущению формирования резервуаров инфекции. При этом организация мониторинга должна основываться на принципе «Единое здоровье», который заключается в тесном взаимодействии и координации разных сфер, в частности организации мониторинга фенотипических и молекулярно-генетических характеристик сальмонелл как в популяции человека, так и в разных отраслях сельского хозяйства, что особенно актуально для обеспечения безопасности пищевых продуктов [9].

Сравнительный анализ данных по антибиотикорезистентности сальмонелл, полученных в России в разные годы, представляет определённые сложности. Одной из главных причин является постоянная изменчивость критериев интерпретации и методических подходов к тестированию на антибиотикорезистентность. Эти изменения происходят во всём мире, что усложняет проведение объективного анализа [10]. Согласно предыдущим исследованиям, процент нетифоидных штаммов Salmonella, устойчивых к различным классам АМП, в разные годы на отдельных территориях России значительно варьировал. Резистентность к аминогликозидам проявляли от 1–2 до 53,1% штаммов, к хинолонам — от 0,0 до 59,2%, к пенициллинам — от 26,4 до 42,0% [11–14]. Другим немаловажным фактором является ограниченное число исследований в России, отражающих комплексный анализ фенотипической резистентности штаммов нетифоидных сальмонелл с точки зрения разнообразия источников и географии изоляции, а также серотипового пейзажа.

Цель настоящей работы заключалась в оценке фенотипической резистентности сальмонелл к различным классам АМП и определение связи между фенотипической резистентностью и такими параметрами, как серотип, источник изоляции и характер заболеваемости (групповая и спорадическая), при которой были изолированы штаммы.

Материалы и методы

Отбор изолятов и микробиологические исследования

В 2019–2022 гг. проведено исследование 2494 штаммов нетифоидных сальмонелл, выделенных на территории 59 регионов России из различных источников. Среди них 1355 изолятов были получены в ходе расследования 113 случаев групповой заболеваемости сальмонеллёзами от людей и предполагаемых факторов передачи инфекции (пищевые продукты и окружающая среда), 1139 изолятов выделены при единичных случаях заболеваний сальмонеллезами из пищевых продуктов и окружающей среды. Исследование проводилось при добровольном информированном согласии пациентов. Протокол исследования одобрен Этическим комитетом ЦНИИ Эпидемиологии Роспотребнадзора (протокол № 83 от 26.06.2018).

Исследуемые штаммы предварительно рассевали до получения отдельных колоний на среде МакКонки («CONDA Pronadisa»). Видовая принадлежность была установлена с использованием биохимических идентификационных систем «API 20Е» («bioMérieux»).

Серологическая идентификация

Серологическую идентификацию сальмонелл проводили с помощью унифицированных методов по схеме Кауфмана–Уайта с использованием диагностических поликлональных сывороток («ПЕТСАЛ») и моноклональных сывороток («Sifin»). Названия серотипов указаны в сокращенном варианте написания согласно международным правилам. Вместо названия с указанием таксономической принадлежности к роду, виду, подвиду и серотипу, например, Salmonella enterica подвид enterica серовар Enteritidis, в статье используется сокращенный вариант названия серотипа — S. Enteritidis.

Субвидовое генетическое типирование

Субвидовое типирование проводили согласно международному стандартизированному протоколу с использованием ферментов рестрикции XbaI и BlnI [15].

Определение фенотипической резистентности

Среди всех проанализированных штаммов (n = 2494) у 1522 изолятов (61,0%; 95% доверительный интервал (ДИ) 59,1–62,9) определили чувствительность к АМП (729 штаммов из очагов групповой заболеваемости и 793 — спорадические случаи выявления сальмонелл) методом серийных разведений в бульоне путём определения минимальной подавляющей концентрации антибиотика на планшетах G-I и G-II «MikrolatestSensiLaTest MIC» («Erba Lachema»). В качестве контрольного штамма использовали штамм Escherichia coli (ATCC 25922). Спектр АМП по классам, согласно классификации Института клинических и лабораторных стандартов (CLSI)⁶, включал:

• пенициллины: ампициллин, пиперациллин;
• β-лактамные комбинированные препараты: ампициллин/сульбактам, пиперациллин/тазобактам;
• цефемы: цефазолин, цефуроксим, цефотаксим, цефтазидим, цефепим;
• монобактамы: азтреонам;
• пенемы: меропенем, эртапенем;
• аминогликозиды: гентамицин, нетилмицин, амикацин, тобрамицин;
• липопептиды: колистин;
• антагонисты фолатного пути: триметоприм/сульфаметоксазол;
• хинолоны: ципрофлоксацин;
• фениколы: хлорамфеникол;
• тетрациклины: тетрациклин, тигециклин.

Результаты определения чувствительности интерпретировали в соответствии с актуальными критериями Европейского комитета по определению чувствительности к АМП («EUCAST v. 13.0»). Если у штамма проявлялась устойчивость к хотя бы одному антибиотику определённого класса, то штамм считался устойчивым к этому классу АМП.

Из-за отсутствия интерпретации минимальной подавляющей концентрации для Salmonella цефазолина, цефуроксима, нетилмицина и тигециклина данные по этим препаратам в исследовании не учитывали. Интерпретацию по тетрациклину и хлорамфениколу оценивали по «эпидемиологическим точкам отсечения» (epidemiological cut-off values — ECOFF). Кроме того, по рекомендации Всемирной организации здравоохранения для колистина было установлено значение ECOFF > 8 мкг/мл при тестировании штаммов сальмонелл, принадлежащих к серотипам S. Еnteritidis и S. Dublin⁷.

Стратегия определения выборки неповторяющихся штаммов и оценка разнообразия профилей резистентности

Неповторяющимися штаммами считались те штаммы, которые характеризуются уникальным сочетанием таких характеристик, как серотип, дата изоляции, место выделения, источник выделения, профиль устойчивости к АМП и генетический субтип. При этом каждый очаг групповой заболеваемости, независимо от источника выделения, был представлен одним штаммом или несколькими штаммами, если внутри очага были выявлены штаммы, отличающиеся по одной или нескольким характеристикам. Если для штамма отсутствовал генетический субтип, то он не учитывался в спектре характеристик.

Для анализа разнообразия профилей резистентности штаммов Salmonella мы использовали индекс разнообразия Шеннона (H). Оценку достоверности различия значений индекса Шеннона (p-уровень значимости) между двумя группами штаммов, каждая из которых характеризовалась набором профилей резистентности с определёнными частотами встречаемости, проводили с использованием модифицированного параметрического критерия Стьюдента — t-теста Хатченсона [16].

95% ДИ для доли обнаруживаемых штаммов согласно различным критериям был рассчитан по функции «BinomCI» по методу Уилсона с использованием пакета библиотек «DescTools» программного обеспечения R.

Результаты

Закономерности и характеристика резистентности сальмонелл, циркулирующих на территории России

Среди 1522 изолятов, исследованных на антибиотикочувствительность в 2019–2022 гг., были отобраны 752 неповторяющихся штамма, принадлежащих к 69 серотипам. Из них 153 штамма относились к очагам групповой заболеваемости и включали штаммы сальмонелл, выделенные как от людей (n = 121), так и из предполагаемых источников (n = 32), а 599 штаммов — к спорадическим случаям выявления сальмонелл (табл. 1). Спорадические штаммы были подразделены на три группы по источникам выделения: спорадическая заболеваемость — штаммы, выделенные от людей (n = 270), из пищевых продуктов (n = 239) и окружающей среды — из различных водоёмов и сточных вод (n = 90).

 

Таблица 1. Распределение серотипов S. enterica в очагах группой заболеваемости и при спорадических случаях изоляции сальмонелл

Table 1. Distribution of S. enterica serotypes in outbreaks and in sporadic cases of Salmonella isolation

Серотип (число очагов) Serotype (number of outbreaks)	Число штаммов Number of strains	Доля штаммов, % Percentage of strains, %	95% ДИ 95% CI
Групповая заболеваемость | Outbreak cases
S. Enteritidis (103)	138	90,2	84,4–93,9
S. Abony (2)	5	3,3	1,4–7,4
S. Typhimurium (2)	3	1,9	0,6–5,6
S. Muenchen (2)	2	1,3	0,3–4,6
S. Bareilly (1)	2	1,3	0,3–4,6
S. Infantis (1)	1	0,7	0,1–3,6
S. Stanley (1)	1	0,7	0,1–3,6
S. Braenderup (1)	1	0,7	0,1–3,6
Всего | Total	153	100
Спорадические случаи выделения штаммов сальмонелл | Sporadic cases of Salmonella strains isolation
Спорадическая заболеваемость | Sporadic incidence (n = 270)
S. Enteritidis	55	20,4	16,0–25,6
S. Muenchen	34	12,6	9,2–17,1
S. Typhimurium	17	6,3	4,0–9,9
Другие серотипы | Other serotypes	164	60,7	54,8–66,4
Пищевые продукты | Food (n = 239)
S. Infantis	95	39,7	33,8–46,1
S. Enteritidis	39	16,3	12,2–21,5
S. Typhimurium	11	4,6	2,6–8,1
Другие серотипы | Other serotypes	94	39,3	33,4–45,6
Внешняя среда | Environment (n = 90)
S. Infantis	13	14,4	8,6–23,2
S. Typhimurium	11	12,2	7,0–20,6
S. Bovismorbificans	10	11,1	6,1–19,3
Другие серотипы | Other serotypes	56	62,2	51,9–71,5
Всего | Total	599

 

Устойчивость по меньшей мере к одному из тестируемых антибиотиков проявляли 543 (72,2%) штамма, а 193 (25,7%) штамма характеризовались множественной лекарственной устойчивостью (МЛУ). Основная часть штаммов с МЛУ-фенотипом (n = 120) была резистентна к 4–6 классам АМП, а 6 штаммов характеризовались максимальным спектром резистентности — 10 классов АМП из 11 тестируемых (см. Приложение в дополнительных файлах к статье на сайте журнала: DOI: https://doi.org/10.36233/0372-9311-451-1).

Процент устойчивых штаммов всей выборки исследованных сальмонелл к определённым классам АМП характеризовался следующим распределением: фенотипическую резистентность к хинолонам проявляли 61,3% (95% ДИ 57,8–64,7) исследованных штаммов, к тетрациклинам — 28,1% (95% ДИ 25,0–31,4), к пеницилинам — 19,1% (95% ДИ 16,5–22,1), к β-лактамным комбинированным препаратам — 18,6% (95% ДИ 16,0–21,6), к антагонистам фолатного пути — 16,5% (95% ДИ 14,0–19,3), к фениколам — 10,1% (95% ДИ 8,2–12,5), к аминогликозидам — 5,6% (95% ДИ 4,2–7,5), к цефемам — 4,7% (95% ДИ 3,5–6,6), к монобактамам — 4,4% (95% ДИ 3,1–6,1), к липопептидам — 3,9% (95% ДИ 2,8–5,6). Резистентных штаммов к пенемам не выявлено.

Штаммы (n = 153) из 113 очагов групповой заболеваемости сальмонеллёзами распределились следующим образом: в 2019 г. — 53; в 2020 г. — 15; в 2021 г. — 17; в 2022 г. — 28. Для 77 (68,1%) вспышек был характерен только 1 неповторяющийся штамм. В остальных случаях в очагах обнаружено 2–4 неповторяющихся штамма. Лидирующим серотипом очагов групповой заболеваемости являлся S. Enteritidis (n = 138). В свою очередь серотипы S. Typhimurium, S. Infantis, S. Muenchen, S. Abony, S. Stanley, S. Braenderup и S. Bareilly относились к единичным вспышкам. Наибольшая доля (67,3%; 95% ДИ 59,5–74,2) штаммов проявляла устойчивость к 1-2 классам АМП (рис. 1). Чувствительные ко всем исследованным АМП штаммы составляли 28,1% (95% ДИ 21,6–35,7), в то время как доля штаммов с МЛУ составила всего 4,6% (95% ДИ 2,2–9,1).

 

Рис. 1. Доля резистентных штаммов Salmonella (с указанием 95% ДИ), выделенных из различных источников и чувствительных ко всем АМП, устойчивых к 1–2 классам АМП, устойчивых к 3 и более классам АМП (МЛУ).

 

Изоляты, выделенные от людей, а также из других источников, по эпидемиологическим данным не связанных со случаями групповой заболеваемости сальмонеллёзами, были представлены 599 штаммами. Для каждого источника выделения были характерны свои доминирующие серотипы. Среди спорадической заболеваемости преобладающим был S. Еnteritidis (20,4%; 95% ДИ 16,0–25,6), для пищевых продуктов и окружающей среды — S. Infantis (39,7%; 95% ДИ 33,8–46,1 и 14,4%; 95% ДИ 8,6–23,2). При этом к часто встречающимся серотипам также относился S. Typhimurium (табл. 1).

Необходимо отметить, что среди штаммов при спорадической заболеваемости и выделенных из окружающей среды были приблизительно равные доли чувствительных к АМП (35,2%; 95% ДИ 29,7–41,1 и 40%; 95% ДИ 30,5–50,3), устойчивых к 1–2 классам АМП (38,1%; 95% ДИ 32,6–44,1 и 34,4%; 95% ДИ 25,4–44,7) и штаммов с МЛУ-профилем (26,7%; 95% ДИ 21,7–32,2 и 25,6%; 95% ДИ 17,7–35,4). Сальмонеллы, выделенные из пищевых продуктов, характеризовались наиболее высокой долей МЛУ-фенотипов (38,1%; 95% ДИ 32,6–44,1) и самой низкой долей (14,6%; 95% ДИ 10,7–19,7) чувствительных штаммов в сравнении с другими источниками (рис. 1). Кроме того, штаммы, не связанные с групповой заболеваемостью, характеризовались высоким разнообразием профилей антибиотикорезистентности. Нами было выявлено 85 различных профилей. Наибольшим числом профилей обладали часто встречающиеся серотипы: S. Enteritidis (n = 11), S. Infantis (n = 31), S. Muenchen (n = 10), S. Typhimurium (n = 14) и S. Bovismorbificans (n = 11).

Сопоставление индексов разнообразия Шеннона (H) по профилям антибиотикорезистентности часто встречающихся серотипов сальмонелл, не относящихся к групповой заболеваемости, и оценка достоверностей различий показали, что разнообразие у штаммов S. Infantis было достоверно выше, чем у штаммов S. Typhimurium (p < 0,05; рис. 2). При этом S. Typhimurium по разнообразию профилей резистентности не отличался от S. Bovismorbificans (p > 0,05), но имел достоверно (p < 0,05) более высокое разнообразие, чем S. Muenchen. В свою очередь, разнообразие для S. Bovismorbificans показало незначительное отличие от S. Muenchen (p > 0,05), но было достоверно (p < 0,05) выше по сравнению с разнообразием S. Enteritidis. При этом S. Muenchen и S. Enteritidis не различались по разнообразию (p > 0,05). Таким образом, S. Infantis обладал самым высоким разнообразием профилей антибиотикорезистентности (H = 2,89; 95% ДИ 2,70–3,08) по сравнению с другими серотипами. В то же время S. Enteritidis обладал самым низким разнообразием (H = 1,24; 95% ДИ 1,01–1,46), несмотря на 2-е место по количеству штаммов, выделенных при спорадических случаях, наряду с S. Muenchen.

 

Рис. 2. Распределение индексов разнообразия Шеннона (с указанием 95% ДИ) для серотипов сальмонелл, не связанных с очагами групповой заболеваемости, с наибольшим числом профилей резистентности. * — незначительно отличаются по разнообразию (p > 0,05); *** — достоверное отличие (p < 0,05).

 

Сравнительная оценка фенотипической резистентности штаммов сальмонелл к классам АМП, выделенных из различных источников

Для штаммов из всех источников была характерна низкая устойчивость к аминогликозидам, липопептидам и фениколам, в то время как значительная часть штаммов характеризовалась высокими показателями устойчивости к хинолонам (рис. 3).

 

Рис. 3. Доля резистентных штаммов Salmonella (с указанием 95% ДИ) к различным классам противомикробных препаратов из различных источников выделения.

 

Анализируя частоту выявленных резистентных штаммов среди различных источников выделения относительно определённых классов АМП, можно увидеть, что, доля штаммов, устойчивых к пенициллинам, β-лактамным комбинированным препаратам, цефемам, монобактамам, антагонистам фолатного пути и тетрациклинам была значительно выше или, в случае цефемов и монобактамов, обнаруживалась только в группе источников: «спорадическая заболеваемость», «пищевые продукты», «окружающая среда» по сравнению со штаммами, выделенными при групповой заболеваемости (рис. 3).

Наиболее высокий показатель резистентности к тетрациклинам (49,0%; 95% ДИ 42,7–55,3) относился к штаммам, выделенным из пищевых продуктов.

Доля штаммов, устойчивых к хинолонам и связанных с групповой заболеваемостью (68,0%; 95% ДИ 60,2–74,8) и пищевыми продуктами (73,6%; 95% ДИ 67,7–78,8), была выше по сравнению с другими источниками.

Сравнительная оценка фенотипической резистентности к классам АМП и серотипового разнообразия сальмонелл

Анализ устойчивости к классам АМП штаммов, относящихся к наиболее распространённым серотипам сальмонелл, выявил превалирование резистентных штаммов среди серотипов S. Typhimurium и S. Bovismorbificans. В частности, доля штаммов, резистентных к пенициллинам, составила 57,1 и 93,9%, а к β-лактамным комбинированным препаратам — 57,1 и 87,9% соответственно. При этом доля устойчивых штаммов к антагонистам фолатного пути и к тетрациклинам у S. Bovismorbificans была на высоком уровне (90,9%; 95% ДИ 76,4–96,9) и значительно превышала аналогичные показатели по сравнению с S. Typhimurium (9,5%; 95% ДИ 3,8–22,1 и 47,6%; 95% ДИ 33,4–62,3 соответственно; рис. 4).

 

Рис. 4. Доля резистентных штаммов наиболее распространённых серотипов Salmonella (с указанием 95% ДИ) к классам АМП.

 

Штаммы S. Infantis отличались от остальных серотипов высокой устойчивостью к хинолонам (92,4%; 95% ДИ 86,2–96,0) и фениколам (24,4%; 95% ДИ 17,5–32,8), а также проявляли повышенную устойчивость к антагонистам фолатного пути (45,4%; 95% ДИ 36,7–54,3) и тетрациклинам (76,5%; 95% ДИ 68,1–83,2).

Нужно отметить, что значительная часть штаммов всех серотипов проявляли устойчивость по отношению к хинолонам и разделились на 3 группы по степени устойчивости к данному классу АМП. К первой группе с самой высокой долей резистентных штаммов относился S. Infantis. Во вторую группу вошли S. Enteritidis (70,0%; 95% ДИ 63,9–75,4) и S. Muenchen (78,0%; 95% ДИ 64,8–87,2), среди которых доля устойчивых штаммов была значительно выше, чем для третьей группы, в которую входили S. Typhimurium (38,1%; 95% ДИ 25,0–53,2), S. Bovismorbificans (33,3%; 95% ДИ 19,8–50,4) и другие серотипы (43,7%; 95% ДИ 37,8–49,6).

Устойчивость штаммов всех проанализированных серотипов к цефемам, монобактамам и липопептидам не превышала 10%. Доля резистентных штаммов к аминогликозидам также держалась на низком уровне, не намного превышая 10% только для S. Infantis (16,8%; 95% ДИ 11,2–24,5) и S. Bovismorbificans (12,1%; 95% ДИ 4,8–27,3).

Сравнение разнообразия профилей резистентности штаммов S. Enteritidis, выделенных из очагов групповой заболеваемости и из клинических образцов спорадических случаев выявления сальмонелл

Количество профилей резистентности для штаммов S. Enteritidis, выделенных из очагов групповой заболеваемости (n = 7), было незначительно меньше, чем при спорадической заболеваемости (n = 9; рис. 5). При этом все штаммы S. Enteritidis характеризовались высокой устойчивостью к хинолонам (70,0%; 95% ДИ 63,9–75,4) и резистентностью к другим классам АМП на уровне менее 5% (рис. 4). Только 27,5% (95% ДИ 22,2–33,5) были чувствительны ко всем исследованным антибиотикам. Сравнение индексов разнообразия Шеннона между группами штаммов S. Enteritidis, выделенных из очагов групповой заболеваемости (H = 0,98; 95% ДИ 0,81–1,15) и при спорадической заболеваемости (H = 1,33; 95% ДИ 1,03–1,62), показал достоверную разницу (p < 0,05) и преобладание в разнообразии профилей резистентности в случае спорадической заболеваемости (табл. 2).

 

Таблица 2. Число штаммов сальмонелл определенного профиля резистентности к АМП для сравниваемых групп S. Enteritidis, выделенных при групповой заболеваемости и спорадической заболеваемости

Table 2. Number of Salmonella strains of a certain profile of resistance to antibiotics for the compared groups of S. Enteritidis isolated from outbreak cases and sporadic cases of salmonellosis

Профиль резистентности Resistance profile	Количество штаммов Number of strains
Групповая заболеваемость | Outbreak cases
Чувствительный | Susceptible	35
Ципрофлоксацин | Ciprofloxacin	90
Ампициллин, ампициллин/сульбактам, ципрофлоксацин, хлорамфеникол Ampicillin, ampicillin/sulbactam, ciprofloxacin, chloramphenicol	1
Ципрофлоксацин, хлорамфеникол, тетрациклин | Ciprofloxacin, chloramphenicol, tetracycline	5
Хлорамфеникол, тетрациклин | Chloramphenicol, tetracycline	2
Колистин, ципрофлоксацин | Colistin, ciprofloxacin	4
Тобрамицин, ципрофлоксацин | Tobramycin, ciprofloxacin	1
Всего | Total	138
Спорадическая заболеваемость | Sporadic cases
Чувствительный | Susceptible	20
Ципрофлоксацин | Ciprofloxacin	26
Ампициллин, ампициллин/сульбактам, пиперациллин, цефотаксим, цефтазидим, цефепим, азтреонам, ципрофлоксацин Ampicillin, ampicillin/sulbactam, piperacillin, cefotaxime, ceftazidime, cefepime, aztreonam, ciprofloxacin	2
Ампициллин, ампициллин/сульбактам, пиперациллин, цефотаксим, цефтазидим, цефепим, азтреонам Ampicillin, ampicillin/sulbactam, piperacillin, cefotaxime, ceftazidime, cefepime, aztreonam	1
Ампициллин, ампициллин/сульбактам, пиперациллин, триметоприм/сульфаметоксазол, ципрофлоксацин, тетрациклин Ampicillin, ampicillin/sulbactam, piperacillin, trimethoprim/sulfamethoxazole, ciprofloxacin, tetracycline	1
Ампициллин, ампициллин/сульбактам, пиперациллин, триметоприм/сульфаметоксазол Ampicillin, ampicillin/sulbactam, piperacillin, trimethoprim/sulfamethoxazole	1
Ципрофлоксацин, хлорамфеникол | Ciprofloxacin, chloramphenicol	2
Хлорамфеникол, тетрациклин | Chloramphenicol, tetracycline	1
Тобрамицин, ципрофлоксацин | Tobramycin, ciprofloxacin	1
Всего | Total	55

 

Обсуждение

Мониторинг фенотипической антибиотикорезистентности является важным инструментом эпидемиологического надзора в борьбе с ростом резистентности бактерий к АМП во всём мире, который направлен на получение информации о динамике изменений фенотипических особенностей социально значимых патогенов и разработку комплексных мер по решению этой проблемы. В представленных исследованиях, основываясь на обширной коллекции штаммов, мы предприняли попытку охарактеризовать резистентность нетифоидных сальмонелл, циркулирующих на территории России в последние годы.

Необходимо обратить внимание на то, что для создания выборки с целью оценки антибиотикорезистентности мы используем только выборку неповторяющихся штаммов сальмонелл, что, в отличие от тотального исследования всех штаммов, позволяет избежать неверного представления о частоте выявления того или иного профиля резистентности и получить объективные данные. Аналогичные методические подходы были использованы ранее в других работах [17, 18].

Оценка серотипового пейзажа сальмонелл и фенотипической резистентности к классам АМП показала, что доминирующее положение по частоте изоляции занимают серотипы S. Enteritidis, S. Infantis, S. Muenchen, S. Typhimurium, S. Bovismorbificans, на которые приходилось 64,4% исследованных штаммов. Среди спорадической заболеваемости преобладали штаммы S. Enteritidis, а среди пищевых продуктов и окружающей среды — S. Infantis. При этом S. Typhimurium занимала 3-е место по частоте обнаружения в различных источниках.

Сопоставление уровней резистентности к основным классам АМП всей выборки штаммов в нашей работе с результатами предыдущих исследований показало сходную картину. По данным С.А. Егоровой и соавт., в Санкт-Петербурге и Ленинградской области в 2014–2018 гг. процент устойчивых штаммов нетифоидных сальмонелл в среднем составил 78,6%, а штаммов, резистентных к хинолонам, — 63,3% [10], что коррелирует с результатами наших исследований (72,2 и 61,3% соответственно). Вместе с тем доля устойчивых штаммов к цефемам была почти в 2 раза ниже: 1,6% против 4,7%. Интересно, что доля выявленных штаммов с МЛУ-фенотипом была также в 2 раза ниже — 13,0% против 25,7% в нашей работе, что может быть связано с различиями в выборке штаммов относительно источников выделения. В то же время частота выявления штаммов сальмонелл с фенотипом МЛУ в Евросоюзе (28,6%) близка к нашим усреднённым данным по всей выборке штаммов [19]. Согласно отчёту Национальной системы мониторинга устойчивости кишечных бактерий к противомикробным препаратам (National Antimicrobial Resistance Monitoring System for Enteric Bacteria, NARMS)⁸ доля клинических штаммов с МЛУ-фенотипом среди нетифоидных сальмонелл в США за 2018 г. составила 9,3%, что в 2 раза выше по сравнению с долей штаммов с МЛУ, которые в нашем исследовании относились к групповой заболеваемости (4,6%), но почти в 3 раза ниже при сравнении со штаммами, обнаруженными при спорадической заболеваемости (26,7%). Доля клинических резистентных к отдельным классам АМП, например к хинолонам и цефемам, штаммов, выявленных в США, составил 8,5 и 3,5% соответственно, в нашем исследовании эти показатели соответствовали 68,0 и 0,0% для штаммов при групповой заболеваемости, и 51,1 и 7,0% для спорадических случаев заболеваний. Значительное расхождение в устойчивости к хинолонам объясняется в том числе разницей в критериях интерпретации CLSI и EUCAST.

Сравнительный анализ штаммов сальмонелл из разных источников позволил определить ряд закономерностей. Уровни резистентности ко многим классам АМП (пенициллинам, β-лактамным комбинированным препаратам, антагонистам фолатного пути и тетрациклинам) были выше у штаммов, не связанных с очагами групповой заболеваемости. Это наблюдение согласуется с ранними исследованиями, в которых показано, что приобретение резистентности, в частности, в результате горизонтального переноса генов, может снижать приспособленность и конкурентоспособность микроорганизма (бактериальный фитнес), оказывая пагубное действие на жизненно важные физиологические процессы бактерии [20, 21]. Исходя из полученных нами данных, это может проявляться в снижении вирулентных свойств сальмонелл и, как следствие, снижении эпидемического потенциала.

В пищевых продуктах был обнаружен наибольший процент штаммов, резистентных к тетрациклинам, а штаммы из окружающей среды характеризовались наибольшей частотой резистентности к липопептидам. Единственный класс АМП, к которому резистентность проявлялась на высоком уровне для разных источников, являлись хинолоны. Высокую частоту встречаемости резистентных штаммов сальмонелл к хинолонам среди различных источников можно объяснить широким использованием этой группы препаратов в животноводстве. Химическая стабильность этой группы антибиотиков и их способность к накоплению в различных объектах окружающей среды в низких концентрациях приводит к возникновению и отбору антибиотикорезистентных форм бактерий наиболее эффективно [22, 23]. Более того, хромосомные мутации, ассоциированные с резистентностью к хинолонам промежуточного уровня у S. Enteritidis, не влияют на уровень приспособленности микроорганизма [24].

В нашем исследовании процентное соотношение чувствительных и устойчивых штаммов из спорадической заболеваемости и окружающей среды (а именно в образцах из водоёмов и сточных вод) было примерно одинаковым, однако эти источники выделения значительно отличались по пейзажу доминирующих серотипов. Согласно ранее опубликованным данным [25, 26], несмотря на лидирующую позицию S. Enteritidis среди клинических изолятов, данный серотип редко встречался в образцах из сточных вод, в то время как S. Infantis являлся доминирующим серотипом по частоте изоляции. Полученные данные могут свидетельствовать о слабой выживаемости штаммов S. Enteritidis в окружающей среде по сравнению с другими серотипами. Если рассматривать соотношение резистентных штаммов к классам АМП для этих источников выделения, можно заметить, что устойчивость к хинолонам, пенициллинам, β-лактамным комбинированным препаратам и тетрациклинам держалась на примерно одинаковом уровне. Однако штаммы, выделенные из окружающей среды, обладали большей устойчивостью к липопептидам и антагонистам фолатного пути.

Обращает на себя внимание, что самый высокий процент резистентных штаммов сальмонелл, включая МЛУ, ассоциирован с пищевыми продуктами. Значительный вклад в показатели устойчивости к АМП для этого источника внесли штаммы S. Infantis с доминирующей резистентностью к хинолонам (92,4%), тетрациклинам (76,5%), антагонистам фолатного пути (45,4%), фениколам (24,4%), пенициллинам (23,5%) и β-лактамным комбинированным препаратам (23,5%). Кроме того, у данного серотипа был самый высокий процент штаммов, устойчивых к цефалоспоринам III поколения (9,2%), что может свидетельствовать о выработке β-лактамаз. Распространение клонов S. Infantis c МЛУ-фенотипом регистрируется по всему миру [27–29]. По данным NARMS, в период с 2018 по 2019 г. количество МЛУ-изолятов сальмонелл, выделенных из образцов продуктов из мяса курицы, увеличилось с 22 до 29%, в то время как процент МЛУ-изолятов из розничного мяса курицы — с 20 до 32%⁹. Значительный вклад в увеличение спектра резистентности внесло увеличение числа обнаруживаемых изолятов S. Infantis c МЛУ-фенотипом, что может является следствием применения таких препаратов, как ампициллин, ко-тримоксазол, хлорамфеникол и тетрациклин, в медицине и ветеринарии [11, 30, 31]. Устойчивость штаммов сальмонелл, выделенных из пищевых продуктов, к пенициллинам и тетрациклинам в нашей работе (26,8 и 49,0% соответственно) коррелирует с данными Европейского агентства по безопасности пищевых продуктов (EFSA) [32], в которых устойчивость штаммов сальмонелл, выделенных из тушек бройлеров и индеек, к ампициллину и тетрациклину достигала 18,8–19,1 и 48,1–50,3% соответственно.

Анализ полученных данных позволил выявить особенности резистентности клинических штаммов сальмонелл, которые обнаруживались при разных эпидемиологических ситуациях: групповой и спорадической заболеваемости людей. Так, очаги групповой заболеваемости характеризовались самым высоким процентом штаммов, устойчивых к 1-2 классам АМП (67,3%), и наименьшим процентом МЛУ-штаммов (4,6%). Напротив, доля МЛУ-штаммов, выделенных при спорадической заболеваемости, была в 5,8 раза выше, чем для очагов групповой заболеваемости, что объясняется значительным вкладом в суммарную резистентность штаммов S. Typhimurium и других серотипов. Как и штаммы из очагов групповой заболеваемости, так и спорадические штаммы были чаще устойчивы к хинолонам, что подтверждается доминирующей резистентностью к этому классу АМП серотипов S. Enteritidis (70,0%) и S. Muenchen (78,0%). На резистентность к пенициллинам (22,6%), β-лактамным комбинированным препаратам (21,9%) и тетрациклинам (21,9%) значительно повлияло присутствие штаммов S. Typhimurium, которые чаще были устойчивы именно к этим классам АМП. Похожие данные опубликованы в совместном отчёте EFSA и Европейского центра профилактики и контроля заболеваний в 2022 г. [32], в котором говорится, что высокий процент МЛУ-штаммов сальмонелл (25,4%), выделенных от людей в 2019–2020 гг., был обоснован значительным вкладом резистентных штаммов S. Typhimurium и S. Kentucky. Высокий уровень резистентности к ампициллину (29,8%), сульфонамидам (30,1%) и тетрациклинам (31,2%) варьировался в зависимости от серотипа от низкого для S. Enteritidis до чрезвычайно высокого для S. Typhimurium и S. Kentucky.

На протяжении многолетнего мониторинга S. Enteritidis остаётся главным серотипом, вызывающим групповую заболеваемость сальмонеллёзами [33]. Наши данные демонстрируют, что как среди очагов групповой заболеваемости, так и в клинических образцах при спорадических случаях выявления сальмонелл доминирующим серотипом являлся S. Enteritidis. Кроме того, этот серотип занимал вторую ранговую позицию (16,3%) при выделении из пищевых продуктов. Сравнение штаммов S. Enteritidis из очагов групповой заболеваемости и спорадической заболеваемости показало незначительное различие в количестве профилей резистентности и низкий уровень резистентности ко многим классам АМП, кроме хинолонов. Однако, несмотря на превосходящее количество штаммов из очагов (в 2,5 раза выше, чем спорадических), разнообразие профилей резистентности было достоверно ниже. Ещё одной особенностью S. Enteritidis является высокая частота встречаемости штаммов с устойчивостью к хинолонам, которая составляла 70,0%, что согласуется с данными исследований, проведённых в Санкт-Петербурге [10], где устойчивость штаммов S. Enteritidis , выделенных от людей, составила 71,0%. По данным системы надзора NARMS¹⁰, штаммы S. Enteritidis в 2019 г. были наиболее распространённым серотипом среди изолятов со сниженной чувствительность к ципрофлоксацину, на его долю приходилось 45% сальмонелл, выделенных от людей. Известно, что устойчивость к хинолонам у сальмонелл может быть обусловлена наличием горизонтально (плазмиды, транспозоны, интегроны) и вертикально (хромосомные мутации) наследуемых генетических признаков [34]. При этом показано, что вклад хромосомных мутаций в резистентность к хинолонам для S. Enteritidis значительно выше [35]. Процент штаммов сальмонелл, устойчивых к хинолонам за счёт однонуклеотидных замен в области генов ДНК-гиразы и топоизомеразы IV, достигал 97,54%, в то время как присутствие плазмидопосредованной резистентности было обнаружено только для 1,1% штаммов [36].

Второе место по числу штаммов, выделенных от человека, занимал серотип S. Muenchen (12,6%). Он также являлся этиологическим агентом 2 случаев групповой заболеваемости в течение четырехлетнего периода наблюдения. Увеличение заболеваемости этим серотипом регистрируется как в отдельно взятых регионах России [37, 38], так и в других странах [39]. По данным референс-центра, по мониторингу за сальмонеллёзами¹¹ за 2021 г. штамм S. Muenchen занимал 5-ю ранговую позицию по частоте изоляции от людей и пищевых продуктов и 6-ю — из внешней среды. Интересно отметить, что в нашей работе S. Enteritidis и S. Muenchen обладали наименьшим разнообразием профилей резистентности и не значительно отличались между собой.

Заключение

В представленном исследовании мы описали фенотипическую устойчивость сальмонелл и сравнили разнообразие профилей устойчивости самых распространённых серотипов на территории России, основываясь на выборке неповторяющихся штаммов нетифоидных Salmonella. Значительный вклад в популяцию резистентных сальмонелл вносят штаммы, не относящиеся к групповой заболеваемости. Почти половина (57,6%) исследованных штаммов были резистентны как минимум к одному АМП, среди которых наиболее часто выявлялась устойчивость к хинолонам, тетрациклинам, пенициллинам и антагонистам фолатного пути, которые длительное время применялись или в настоящее время используются в медицине и ветеринарии. Кроме того, нетифоидные Salmonella, выделенные из различных источников, обладали большим разнообразием профилей резистентности. Среди них наибольшее число штаммов, характеризующихся резистентностью, были обнаружены среди серотипов S. Infantis, S. Typhimurium и S. Bovismorbificans.

Постоянный мониторинг антибиотикорезистентности и отслеживание МЛУ-штаммов сальмонелл играет ключевую роль в решении задач по борьбе с антибиотикорезистентностью и представляет ценную информацию для эпидемиологического надзора с целью разработки стратегий профилактики.

Приложение к статье

 

¹ О состоянии санитарно-эпидемиологического благополучия населения в Российской Федерации в 2022 году: Государственный доклад. М.; 2023.

² Plumb I., Fields P., Bruce B.B. Salmonellosis (Nontyphoidal) // CDC Yellow Book; 2024. Travel-Related Infectious Diseases. URL: https://wwwnc.cdc.gov/travel/yellowbook/2020/travel-related-infectious-diseases/salmonellosis-nontyphoidal (дата обращения 07.09.2023).

³ Клинические рекомендации. Сальмонеллез у взрослых. М.; 2021.

⁴ The WHO Essential Medicines List Antibiotic Book: improving antibiotic AWaReness (Draft for consultation). Geneva; 2022.

⁵ Global antimicrobial resistance and use surveillance system (GLASS) report 2022. Geneva; 2022.

⁶ Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI). Performance Standards for Antimicrobial Susceptibility Testing. 31^st ed. CLSI supplement M100 Clinical and Laboratory Standards Institute, USA, 2021.

⁷ Integrated Surveillance of Antimicrobial Resistance in Foodborne Bacteria: Application of a One Health Approach. Geneva; 2017.

⁸ Centers for Disease Control and Prevention. National Antimicrobial Resistance Monitoring System for Enteric Bacteria (NARMS): human isolates final report, 2019. Atlanta; 2023.

⁹ Centers for Disease Control and Prevention. National Antimicrobial Resistance Monitoring System for Enteric Bacteria (NARMS): human isolates final report, 2019. Atlanta; 2023.

URL: https://www.fda.gov/animal-veterinary/national-antimicrobial-resistance-monitoring-system/2019-narms-update-integrated-report-summary (дата обращения 07.09.2023)

¹⁰ Centers for Disease Control and Prevention. National Antimicrobial Resistance Monitoring System for Enteric Bacteria (NARMS): human isolates final report, 2019. Atlanta; 2023.

¹¹ Рожнова С.Ш., Подколзин А.Т., Кулешов К.В. и др. Информационный бюллетень референс-центра по мониторингу за сальмонеллёзами № 34. М.; 2022.

Об авторах

Анастасия Сергеевна Павлова

Центральный научно-исследовательский институт эпидемиологии Роспотребна

Автор, ответственный за переписку.
Email: a.pavlova@cmd.su
ORCID iD: 0000-0003-4619-9337

н.с. лаб. молекулярной диагностики и эпидемиологии кишечных инфекций, ЦНИИ Эпидемиологии Роспотребнадзора

Россия, Москва

Константин Валерьевич Кулешов

Центральный научно-исследовательский институт эпидемиологии Роспотребна

Email: a.pavlova@cmd.su
ORCID iD: 0000-0002-5238-7900

к.б.н., зав. лаб. молекулярной диагностики и эпидемиологии кишечных инфекций ЦНИИ Эпидемиологии Роспотребнадзора

Россия, Москва

Наталья Евгеньевна Крутова

Центральный научно-исследовательский институт эпидемиологии Роспотребна

Email: a.pavlova@cmd.su
ORCID iD: 0000-0003-2925-5376

м.н.с. лаб. молекулярной диагностики и эпидемиологии кишечных инфекций ЦНИИ Эпидемиологии Роспотребнадзора

Россия, Москва

Анна Николаевна Гусева

Центральный научно-исследовательский институт эпидемиологии Роспотребна

Email: a.pavlova@cmd.su
ORCID iD: 0000-0001-7028-0253

м.н.с. лаб. молекулярной диагностики и эпидемиологии кишечных инфекций ЦНИИ Эпидемиологии Роспотребнадзора

Россия, Москва

Александр Тихонович Подколзин

Центральный научно-исследовательский институт эпидемиологии Роспотребна

Email: a.pavlova@cmd.su
ORCID iD: 0000-0002-0044-3341

д.м.н., зам. директора по эпидемиологии, ЦНИИ Эпидемиологии Роспотребнадзора

Россия, Москва

Список литературы

Дополнительные файлы