Чувствительность к антибактериальным препаратам холерных вибрионов Эль-Тор, выделенных из объектов окружающей среды на территории Ростова-на-Дону

• Селянская Надежда Александровна
• Егиазарян Лиана Альбертовна
• Тришина Алена Викторовна
• Березняк Елена Александровна
• Веркина Людмила Михайловна
• Симонова Ирина Рафиковна

Резюме

В статье представлен анализ профилей антибиотикорезистентности штаммов Vibrio cholerae О1 EL Tor, выделенных из объектов окружающей среды на территории Ростова-на-Дону в 2006-2016 гг. Антибиотикограммы 77 штаммов холерных вибрионов определяли методом серийных разведений в плотной питательной среде. Интерпретацию результатов проводили в соответствии с МУК 4.2.2495-09 (2009). Результаты исследования свидетельствуют о встречаемости у изученных штаммов от 1 до 7 r-детерминант антибиотикоустойчивости в разных сочетаниях. Разнообразие спектра антибиотикочувствительности V. cholerae О1 El Tor согласуется с данными литературы о высокой пластичности генома и вариабельности свойств этих штаммов.

Ключевые слова:антибиотикограмма, антибиотикорезистентность, V. cholerae О1 El Tor

За последние 100 лет наблюдений возбудитель холеры приобрел существенные изменения, включая появление атипичных геновариантов с усиленной вирулентностью и высоким эпидемическим потенциалом, а также снижение чувствительности к антибактериальным препаратам. Вариабельность и непредсказуемость спектра антибиотикорезистентности штаммов Vibrio cholerae, выделяемых в различных регионах мира [1], требуют постоянного контроля, так как данные о фенотипах резистентности важны для оптимизации рационального использования антибиотиков, определения, поиска и разработки препаратов будущего [2]. К тому же антибиотикорезистентность в настоящее время рассматривается как объективный показатель гено- и фенотипических особенностей конкретного микроорганизма [3].

Из поверхностных водоемов и хозяйственно-бытовых стоков Ростова-на-Дону ежегодно выделяют штаммы холерных вибрионов [4]. Определение антибиотикочувствительности культур в ходе эпидемиологического надзора за холерой позволяет судить о частоте и распространении устойчивых штаммов возбудителя в конкретный период времени на данной территории, характере и динамике антибиотикоустойчивости.

Цель исследования - анализ резистентности к антибактериальным препаратам штаммов V. cholerae 01 EL Tor, выделенных из водных объектов окружающей среды на территории Ростова-на-Дону в 2006-2016 гг.

Материал и методы

Из музея живых культур ФКУЗ "Ростовский-на-Дону противочумный институт" Роспотребнадзора было получено 77 штаммов V. cholerae 01 EL Tor (68 штаммов с генетической характеристикой ctxA^- tcpA^-; 8 штаммов ctxA^- tcpA+; 1 штамм ctxA+ tcpA+), выделенных из проб речной воды на территории Ростова-на-Дону в 2006-2016 гг. В качестве контрольных служили антибиотикочувствительные штаммы V. cholerae 01 EL Tor Р-5879 ctxAB+ tcpA+, выделенный от больного в Ростовской области в 1972 г., и V. cholerae non 01/non 0139 Р-9741 (КМ162) ctxAB^- tcpA^-, выделенный из воды в Ростовской области в 1979 г.

В работе использовали следующие антибактериальные препараты: доксициклин, тетрациклин, левомицетин (хлорамфеникол), рифампицин, стрептомицин, гентамицин, ампициллин, фуразолидон - препараты отечественного производства; налидиксовая кислота (невиграмон, Chinoin, Венгрия), ципрофлоксацин (квинтор, Торрент Фарм Лтд, Индия), триметоприм/сульфаметоксазол (бикотрим, Adgio, Индия), цефтриаксон (офрамакс, Ranbaxy, Индия).

Чувствительность/устойчивость изучаемых штаммов к антибактериальным препаратам определяли методом серийных разведений в плотной питательной среде [агар Мюллера-Хинтона, рН 7,5 (HIMEDIA, Индия)]. Посевная доза взвесей 16-18-часовых агаровых культур составляла nx10⁶ м.к. по отраслевому стандарту мутности ФГБУ НЦЭСМП (ОСО-42-28-86). Интерпретацию результатов проводили в соответствии с МУК 4.2.2495-09 (2009) [5]. Доверительные интервалы для частот и долей рассчитывали по методу Вальда с коррекцией по Агрести-Коуллу с вероятностью 95% [6].

Результаты и обсуждение

Антибиотикограммы штаммов V. cholerae 01 EL Tor показали наличие культур, устойчивых к левомицетину [минимальная подавляющая концентрация (МПК) - 16 мг/л], стрептомицину (МПК - 64 мг/л), гентамицину (МПК -16 мг/л), ампициллину (МПК - 64-128 мг/л), цефтриаксону (МПК - 8 мг/л), рифампицину (МПК - 16 мг/л), фуразолидону (МПК - 16-32 мг/л), триметоприму/сульфаметоксазолу (МПК - 8/40 мг/л), налидиксовой кислоте (МПК -32-128 мг/л) с повышением значений МПК ципрофлоксацина (МПК - 0,05 мг/л) в сравнении с контрольными штаммами (табл. 1).

Токсигенный штамм V. cholerae 01 19613 (ctxA+ tcpA+), выделенный из воды реки Темерник в 2014 г., оказался устойчивым к фуразолидону (МПК - 64 мг/л), триметоприму/сульфаметоксазолу (МПК - 64/320 мг/л), стрептомицину (МПК - 128 мг/л), налидиксовой кислоте (МПК - 16 мг/л), обладал повышенными значениями ципрофлоксацина (МПК -0,02 мг/л) и промежуточной резистентностью к левомицетину (МПК - 8 мг/л), что усугубляет его потенциальную опасность вызывать холеру.

Штаммы V. cholerae 01 EL Tor, устойчивые к указанным антибактериальным препаратам, были выделены и на других территориях РФ. Так, устойчивостью к фуразолидону и триметоприму/сульфаметоксазолу обладали изоляты из Иркутской области (2007-2009 гг.), Республики Калмыкия (2005-2012 гг.), Ставропольского края (2005-2006 гг.). Штаммы, резистентные к ампициллину, стрептомицину и рифампицину, изолированы в Приморском крае (2005-2008 гг.) [7].

Исследуемые штаммы V. cholerae О1 EL Tor сохраняли чувствительность к тетрациклинам (тетрациклину и доксициклину) (МПК - 0,25-2,0 мг/л), в отличие от штаммов V. cholerae non 01/non 0139 и других представителей семейства Enterobacteriacea, выделенных из объектов окружающей среды на территории Ростова-на-Дону и Ростовской области в 2011-2014 гг. [8-10].

Среди известных механизмов антибиотикорезистентности основная роль в формировании устойчивости у холерных вибрионов и других бактерий принадлежит мобильным генетическим элементам, способным передаваться даже между представителями разных видов, что способствует быстрому распространению резистентности и подтверждает важность постоянного мониторинга. В штамме V. cholerae, изолированном в Китае, была обнаружена плазмида, обусловливающая множественную устойчивость к 6 антибиотикам, которая оказалась на 99,9% идентичной плазмиде, выделенной из штамма Y. pestis на Мадагаскаре [11].

Количество антибиотикорезистентных штаммов V. cholerae О1, выделенных из объектов окружающей среды в Ростове-на-Дону в 2006-2016 гг., представлено в табл. 2. Наибольшее число штаммов обладало устойчивостью к фуразолидону (100%), триметоприму/сульфаметоксазолу (45,5%), налидиксовой кислоте (23,4%). Штаммы с такими маркерами резистентности наиболее часто выделяли из клинического материала в России и других регионах мира [12, 13]. Устойчивость к этим препаратам у холерных вибрионов связана с наличием интегративных конъюгативных SXT-элементов, обладающих высокой геномной пластичностью и способностью аккумулировать гены антибиотикорезистентности [14], в связи с этим представляет интерес изучение в дальнейшем наличия SXT-элемента у штаммов V. cholerae, взятых в данное исследование.

При отсутствии культур, чувствительных ко всем взятым в исследование антибактериальным препаратам, изученные штаммы были резистентны одновременно к 1-7 антибактериальным препаратам и имели около 20 различных фенотипов антибиотикорезистентности (табл. 3). Более половины V. cholerae 01 EL Tor обладали множественной антибиотикорезистентностью.

Таким образом, анализ антибиотикограмм штаммов V. cholerae 01 EL Tor, выделенных из водных объектов окружающей среды на территории Ростова-на-Дону в 20062016 гг., как и предыдущие исследования по определению чувствительности/устойчивости к антибактериальным препаратам штаммов холерных вибрионов, изолированных в ходе мониторинга холеры в других регионах РФ, подтверждает наличие у возбудителя разнообразных r-детерминант резистентности в различном сочетании.

Д.А. Зубкова и соавт. [15], С.В. Титова и соавт. [16], анализируя свойства холерных вибрионов О1, выделенных из объектов окружающей среды на территории России, в том числе в Ростовской области, не выявили закономерностей в динамике обнаружения штаммов в водных экосистемах, что свидетельствует о завозном происхождении штаммов и возможности их непродолжительного сохранения (переживания) в водоемах в благоприятных климатогеографических условиях.

Чрезвычайное разнообразие биологических свойств и высокая скорость изменчивости вибрионов находят отражение в вариабельности и непредсказуемости спектра антибиотикоустойчивости у V. cholerae О1 EL Tor, что подчеркивает необходимость постоянного изучения представителей этой группы вибрионов, включая контроль изменений их чувствительности/устойчивости к антибактериальным препаратам.

Литература

1. Рыжко И.В., Дудина Н.А., Ломов Ю.М. и др. Антибактериальная активность 22 препаратов в отношении штаммов холерного вибриона О1 и О139 серогрупп, выделенных от людей в период с 1927 по 2005 г. // Антибиотики и химиотер. 2005. № 8-9. С. 38-42.

2. Салманов А.Г., Толстанов А.К., Мариевский В.Ф. и др. Эпидемиологический надзор за резистентностью к антимикробным препаратам // Новости хир. 2012. Т. 20, № 6. С. 93-101.

3. Афанасьев С.С., Караулов А.В., Алешкин В.А. и др. Мониторинг антибиотикорезистентности как объективный диагностический и эпидемиологический критериий инфекционного процесса // Иммунопатология, аллергология, инфектология. 2014. № 4. С. 61-69.

4. Ежова М.И., Кругликов В.Д., Водопьянов А.С. и др. Холерные вибрионы О1 серогруппы, выделенные из водных объектов Ростова-на-Дону в ходе мониторинга в 2008-2012 гг. // Пробл. особо опасных инфекций. 2013. Вып. 4. С. 56-59.

5. Определение чувствительности возбудителей опасных бактериальных инфекций (чума, сибирская язва, холера, туляремия, бруцеллез, сап, мелиоидоз) к антибактериальным препаратам 4.2.2495-09. М., 2009. 59 с.

6. Гржибовский А.М. Доверительные интервалы для частот и долей // Экология человека. 2008. № 5. С. 57-60.

7. Селянская Н.А., Тришина А.В., Веркина Л.М. и др. Чувствительность к антибактериальным препаратам штаммов холерных вибрионов Эль Тор, выделенных из объектов окружающей среды в России 20052012 гг. // Журн. микробиол. 2014. № 5. С. 82-86.

8. Веркина Л.М., Березняк Е.А., Титова С.В. и др. Мониторинг антибиотикорезистентности условно-патогенных микроорганизмов поверхностных водоемов // Мед. альманах. 2014. № 4. С. 46-48.

9. Селянская Н.А., Тришина А.В., Веркина Л.М. и др. Чувствительность к антибактериальным препаратам штаммов холерных вибрионов не О1/ не О139 серогрупп, выделенных из объектов окружающей среды в Ростовской области // Антибиотики и химиотер. 2014. № 11-12. С. 16-19.

10. Селянская Н.А., Веркина Л.М., Архангельская И.В. и др. Мониторинг антибиотикорезистентности штаммов холерных вибрионов не О1/ не О139 серогрупп, выделенных из объектов окружающей среды в Ростовской области в 2011-2014 гг. // Здоровье населения и среда обитания. 2015. № 7. С. 33-36.

11. Pan J.C, Ye R., Wang H.Q. et al. Vibrio cholerae 0139 multiple-drug resistance mediated by Yersinia pestis pIP1202-like conjugative plasmids // Antimicrob. Agents Chemother. 2008. Vol. 52 (11). P. 3829-3836.

12. Егиазарян Л.А., Селянская Н.А., Захарова И.Б. и др. Антибио-ткорезистентность холерных вибрионов Эль Тор, выделенных на территории Российской Федерации в 2006-2015 гг. // Эпидемиол. и инфекц. бол. 2017. Т. 22, № 1. С. 25-30.

13. Hounmanou Y.M., Mdegela R.H., Dougnon T.V. et al. Toxigenic Vibrio cholerae 01 in vegetables and fish raised in wastewater irrigated fields and stabilization ponds during a non-cholera outbreak period in Morogoro, Tanzania: an environmental health study // BMC Res. Notes. 2016. Vol. 9, N 1. P. 466.

14. Kutar B.M., Rajpara N., Upadhyay H. et al. Clinical isolates of Vibrio cholerae 01 El Tor Ogawa of 2009 from Kolkata, India: preponderance of SXT element and presence of Haitian ctxB variant // PLoS One. 2013. Vol. 8, N 2. Article ID 56477.

15. Зубкова Д.А., Водопьянов А.С., Архангельская И.В., Кругликов B. Д. Использование новой ГИС для ретроспективного и оперативного анализа свойств холерных вибрионов О1, выделенных из объектов окружающей среды на территории России // Материалы совещания специалистов Роспотребнадзора по вопросам совершенствования эпидемиологического надзора за холерой (4-5 июня 2014 г.) "Холера и патогенные для человека вибрионы". Ростов н/Д, 2014. Вып. 27. С. 47-50.

16. Титова С.В., Кругликов В.Д., Ежова М.И. и др. Анализ динамики выделения и биологических свойств штаммов V. cholerae 01 El Tor, изолированных из водных объектов на территории Ростовской области в 2003-2014 гг. // Здоровье населения и среда обитания. 2015. № 2. C. 39-41.

References

1. Ryzhko I.V., Dudina N.A., Lomov Yu.M., et al. Activity of 22 antibacterials against 01 and 0139 serogroup vibrio Cholerae strains isolated from humans within 1927-2005 in various regions of the World. Antibiotiki i khimioterapiya [Antibiotics and Chemotherapy]. 2005; (8-9): 38-42. (in Russian)

2. Salmanov A.G., Tolstanov A.K., Marievskiy V.F., et al. Epidemiological surveillance for resistance to antimicrobial preparations. Novosti khirurgii [Surgery News]. 2012; 20 (6): 93-101. (in Russian)

3. Afanas'ev S.S., Karaulov A.V., Aleshkin V.A., et al. Monitoring of antibiotic resistance as an objective diagnostic and epidemiological criteria of infectious process. Immunopatologiya, allergologiya, infektologiya [Immunopathology, Allergology, Infectology]. 2014; (4): 61-9. (in Russian)

4. Ezhova M.I., Kruglikov V.D., Vodop'yanova A.S., Vodop'yanov S.0., et al. 01 serogroup cholera vibrios isolated from the Rostov-on-Don water bodies in the course of surveillance in 2008-2012. Problemy osobo opasnykh infektsiy [Problems of Particularly Dangerous Infections]. 2013; (4): 56-9. (in Russian)

5. Determination of sensitivity of pathogens of dangerous bacterial infections (plague, anthrax, cholera, tularemia, brucellosis, glanders, melioidosis) to antibacterial drugs 4.2.2495-09. Мoscow; 2009: 59 p. (in Russian)

6. Grjibovski A.M. Confidence intervals for proportions. Ekologiya che-loveka [Human Ecology]. 2008; (5): 57-60. (in Russian)

7. Selyanskaya N.A., Trishina A.V., Verkina L.M., et al. Sensitivity to antibacterial preparations of Vibrio cholerae El Tor strains isolated from the environmental objects in Russia in 2005-2012. Zhurnal mikrobiologii, epi-demiologii i immunobiologii [Journal of Microbiology, Epidemiology and Immunology]. 2014; (5): 82-6. (in Russian)

8. Verkina L.M., Bereznyak E.A., Titova S.V., et al. Monitoring of antibiotic-resistance of surface waters opportunistic pathogens. Meditsinskiy al'manakh [Medical Almanac]. 2014; (4): 46-8. (in Russian)

9. Selyanskaya N.A., Trishina A.V., Verkina L.M., et al. Antibiotic Susceptibility of Vibrio cholera non O1/non 0139 Serogroups Isolated from Environment in the Rostov Region. Antibiotiki i khimioterapiya [Antibiotics and Chemotherapy]. 2014; (11-12): 16-9. (in Russian)

10. Selyanskaya N.A., Verkina L.M., Arkhangel'skaya I.V., et al. Monitoring of antimicrobial resistance of strains of Vibrio cholerae non 01/non 0139 serogroups isolated from environmental objects of the Rostov Region in 2011-2014. Zdorov'e naseleniya i sreda obitaniya [Public Health and Life Environment]. 2015; (7): 33-6. (in Russian)

11. Pan J.C., Ye R., Wang H.Q., et al. Vibrio cholerae 0139 multiple-drug resistance mediated by Yersinia pestis pIP1202-like conjugative plasmids. Antimicrob Agents Chemother. 2008; 52 (11): 3829-36.

12. Egiazaryan L.A., Selyanskaya N.A., Zakharova I.B., et al. Antibiotic resistance of Vibrio cholerae 01 El Tor isolated on the territory of the russian federation in 2006-2015. Epidemiologiya i infektsionnye bolezni [Epidemiology and Infectious Diseases]. 2017; 22 (1): 25-30. (in Russian)

13. Hounmanou Y.M., Mdegela R.H., Dougnon T.V., et al. Toxigenic Vibrio cholerae 01 in vegetables and fish raised in wastewater irrigated fields and stabilization ponds during a non-cholera outbreak period in Morogoro, Tanzania: an environmental health study. BMC Res Notes. 2016; 9 (1): 466.

14. Kutar B.M., Rajpara N., Upadhyay H., et al. Clinical isolates of Vibrio cholerae 01 El Tor Ogawa of 2009 from Kolkata, India: preponderance of SXT element and presence of Haitian ctxB variant. PLoS 0ne. 2013; 8 (2): Article ID 56477.

15. Zubkova D.A., Vodop'yanov A.S., Arkhangel'skaya I.V., Kruglikov V.D. Usage of a new GIS for retrospective and operational analysis of the properties of 01 cholera vibrios isolated from environmental objects on the territory of Russia. In: Proceedings of the meeting of Rospotrebnadzor specialists on the improvement of epidemiological surveillance of cholera (June 4-5, 2014) "Cholera and human pathogenic vibrios". Rostov-on-Don. 2014; 27: 47-50. (in Russian)

16. Titova S.V., Kruglikov V.D., Ezhova M.I. Analysis of isolation dynamics and biological properties of V. Cholerae 01 El-Tor strains from water objects on the territory of Rostov Region in 2003-2014. Zdorov'e naseleniya i sreda obitaniya [Public Health and Life Environment]. 2015; (2): 39-41. (in Russian)

Материалы данного сайта распространяются на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License («Атрибуция - Всемирная»)