Russian Journal of Infection and ImmunityRussian Journal of Infection and ImmunityИнфекция и иммунитет2220-76192313-7398SPb RAACI51810.15789/2220-7619-2017-2-181-192ORIGINAL ARTICLESОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИСARBAPENEMASE-PRODUCING GRAM-NEGATIVE BACTERIA IN A SPECIALIZED HOSPITAL OF ST. PETERSBURGКАРБАПЕНЕМАЗА-ПРОДУЦИРУЮЩИЕ ГРАМОТРИЦАТЕЛЬНЫЕ БАКТЕРИИ В СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОМ СТАЦИОНАРЕ САНКТ-ПЕТЕРБУРГАPolischoukA. G.ПолищукА. Г.
Russian Federation

PhD (Biology), Senior Researcher, Laboratory of Gene Engineering,

197758, St. Petersburg, Pesochnyi village, Leningradskaya str., 70

к.б.н., старший научный сотрудник лаборатории генной инженерии,

197758, Санкт-Петербург, п. Песочный, ул. Ленинградская, 70

apolishchuk@rrcrst.ruJakubovichE. I.ЯкубовичЕ. И.
Russian Federation

PhD (Biology), Leading Researcher Laboratory of Gene Engineering,

St. Petersburg

к.б.н., ведущий научный сотрудник лаборатории генной инженерии,

Санкт-Петербург

PoluhinaO. V.ПолухинаО. В.
Russian Federation

PhD (Medicine), Head of Bacteriological Laboratory,

St. Petersburg

к.м.н, зав. бактериологической лабораторией,

Санкт-Петербург

OsovskichV. V.ОсовскихВ. В.
Russian Federation

PhD (Medicine), Head of Anesthesiology and Rheumatology Group,

St. Petersburg

к.м.н., руководитель группы анестезиологии и реаниматологии,

Санкт-Петербург

EvtushenkoV. I.ЕвтушенкоВ. И.
Russian Federation

PhD, MD (Biology), Head of Laboratory of Gene Engineering,

St. Petersburg

д.б.н., руководитель лаборатории генной инженерии,

Санкт-Петербург

Russian Research Centre of Radiology and Surgical TechnologiesФГБУ Российский научный центр радиологии и хирургических технологий Минздрава России19062017721811921906201719062017Copyright ©; 2017, Polischouk A.G., Jakubovich E.I., Poluhina O.V., Osovskich V.V., Evtushenko V.I.Copyright ©; 2017, Полищук А.Г., Якубович Е.И., Полухина О.В., Осовских В.В., Евтушенко В.И.2017Polischouk A.G., Jakubovich E.I., Poluhina O.V., Osovskich V.V., Evtushenko V.I.Полищук А.Г., Якубович Е.И., Полухина О.В., Осовских В.В., Евтушенко В.И.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://iimmun.ru/iimm/article/view/518

Species composition, susceptibility to antimicrobial agents, incidence and type of carbapenemase of carbapenemase-producing gram-negative bacteria, isolated in the Russian Research Centre of Radiology and Surgical Technologies from February 2014 to April 2016 were described. Screening of carbapenem-resistant bacteria was conducted by plating biomaterial on the chromogenic medium (“CHROMagar KPC”, DRG, France), species identification by matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry (MALDI-TOF MS) on the analyzer VITEK MS (bioMé- rieux, France). The sensitivity of gram-negative bacteria to antimicrobial drugs was determined on the analyzer VITEK-2 (bioMérieux), and the obtained results were interpreted in accordance with EUCAST criteria v.6.0, 2016. Genes encoding carbapenemase of KPC, OXA-48/162, VIM, IMP, NDM, OXA-51, OXA40/24, OXA-23 and OXA-58 groups were detected by multiplex real-time PCR (AmpliSens, Russia). 813 clinically relevant bacteria (602 patients) were obtained, including 405 gram-negative, among which 5.2% (21 strain from 16 patients) non-susceptible to meropenem and/or imipenem: Klebsiella pneumoniae (n = 5), Enterobacter cloacae (n = 2), Serratia marcescens (n = 1), Pseudomonas aeruginosa (n = 3), Acinetobacter baumannii (n = 10). Clinical material from 4 patients was infected by up to 3 carbapenem-non-susceptible strains of different species of gram-negative bacteria at the same time. The genes encoding acquired carbapenemases were detected in 84% of the nonsusceptible to carbapenems isolates: in A. baumannii — OXA40/24 (n = 8); in K. pneumoniae — OXA-48 (n = 1), KPC (n = 1) and NDM (n = 2); in P. aeruginosa — VIM (n = 1) and KPC (n = 1); in E. cloacae — KPC (n = 1). OXA-48 carbapenemase was also detected in one carbapenem-sensitive strain of K. pneumonia. All carbapenemase-producing strains had a phenotype of multidrug resistance. The results of the study showed that over the analyzed period, the prevalence of the carbapenem-nonsusceptible strains of gram-negative bacteria were relatively low, but all these strains were multidrug resistant and most of them possessed acquired carbapenemase genes. The species carbapenemnonsusceptible gram-negative bacteria and the types of the detected acquired carbapenemase were typical for Russia. For K. pneumoniae and P. aeruginosa no predominance of any one type of carbapenemase was revealed, while in all strains of A. baumannii the gene of OXA40/24 carbapenemase was found.

Охарактеризованы видовой состав, чувствительность к антимикробным препаратам, частота встречаемости и типы карбапенемаз карбапенемаза-продуцирующих грамотрицательных бактерий, выделеных в ФГБУ «РНЦРХТ» МЗ РФ с февраля 2014 г. по апрель 2016 г. Скрининг карбапенем-резистентных бактерий проводился путем посева биоматериала на хромогенные среды (CHROMagar KPC, DRG, Франция), а их видовая идентификация — методом матричной лазерной десорбционной времяпролетной масс-спектрометрии (MALDI-TOF MS) на анализаторе VITEK MS (bioMérieux, Франция). Чувствительность грамотрицательных бактерий к антимикробным препаратам определялась на анализаторе VITEK-2 (bioMérieux, Франция). Полученные результаты интерпретировались в соответствии с критериями EUCAST v. 6.0, 2016. Гены, кодирующие карбапенемазы групп КРС, ОХА-48/162, VIM, IMP, NDM, OXA-51, OXA40/24, OXA-23 и OXA-58 выявлялись методом мультиплексной ПЦР в реальном времени (АмплиСенс, Россия). Выделено 813 клинически значимых штаммов бактерий (602 пациента), в том числе 405 грамотрицательных, среди которых 5,1% (21 штамм от 16 пациентов) нечувствительных к меропенему и/или имипенему: Klebsiella pneumoniae (n = 5), Enterobacter cloacae (n = 2), Serratia marcescens (n = 1), Pseudomonas aeruginosa (n = 3), Acinetobacter baumannii (n = 10). Из клинического материала 4-х пациентов одновременно выделено до 3-х штаммов разных видов нечувствительных к карбапенемам бактерий. У 84% нечувствительных к карбапенемам изолятов обнаружены гены, кодирующие приобретенные карбапенемазы: у A. baumannii — OXA40/24 (n = 8); у K. pneumoniae — OXA-48 (n = 1), КРС (n = 1) и NDM (n = 2); у P. aeruginosa — VIM (n = 1) и KPC (n = 1); у E. cloacae — КРС (n = 1). OXA-48 карбапенемаза обнаружена также в одном карбапенем-чувствительном штамме K. pneumoniae. Все карбапенемаза-продуцирующие штаммы имели фенотип множественной резистентности к антимикробным препаратам. Результаты исследования показали, что хотя доля карбапенем-нечувствительных штаммов среди грамотрицательных бактерий сравнительно невелика, все они обладают множественной устойчивостью к антимикробным препаратам и в большинстве из них обнаружены гены приобретенных карбапенемаз. Видовой состав и типы обнаруженных приобретенных карбапанемаз характерны для территории России. У K. pneumoniae и P. aeruginosa не выявлено превалирования какого-либо одного типа карбапенемаз, в то время как у всех штаммов A. baumannii обнаружен ген OXA40/24 карбапенемазы.

carbapenemasesbacterial sensitivitygram-negative bacteriaMALDI-TOF MSspecies identificationnosocomial infectionsкарбапенемазычувствительность бактерийграмотрицательные бактерииMALDI-TOF MSвидовая идентификациянозокомиальные инфекции1. Бабенко Д.Б., Лавриненко А.В., Захарова Е.А., Шамбилова Н.А., Азизов И.С. Лабораторная детекция карбапенемазапродуцирующих энтеробактерий // Лабораторная медицина. 2012–2013. Т. 1–2, № 4. С. 47–61. [Babenko D.B., Lavrinenko A.V., Zakharova E.A., Shamilova N.A., Azizov I.S. Laboratory detection of carbapenemase-producing enterobacteria. Laboratornaya meditsina = Laboratory Medicine, 2012–2013, vol. 1–2, no. 4, pp. 47–61. (In Russ.)]2. Егорова С.А., Кафтырева Л.А., Липская Л.В., Коноваленко И.Б., Пясетская М.Ф., Курчикова Т.С., Ведерникова Н.Б., Морозова О.Т., Смирнова М.В., Попенко Л.Н., Любушкина М.И., Савочкина Ю.А., Макарова М.А., Сужаева Л.В., Останкова Ю.В., Иванова М.Н., Павелкович А.М., Наабер П., Сепп Э., Кыльялг С., Mицюлявичeне И., Балоде А. Штаммы энтеробактерий, продуцирующие бета-лактамазы расширенного спектра и металло-β-лактамазу NDM-1, выделены в стационарах в странах Балтийского региона // Инфекция и иммунитет. 2013. Т. 3, № 1. С. 29–36. [Egorova S.A., Kaftyreva L.A., Lipskaya L.V., Konovalenko I.B., Pyasetskaya M.F., Kurchikova T.S., Vedernikova N.B., Morozova O.T., Smirnova M.V., Popenko L.N., Lubushkina M.I., Savochkina J.A., Makarova M.A., Suzhaeva L.V., Ostankova J.V., Ivanova M.N., Pavelkovich A.M., Naaber P., Sepp E., Kõljalg S., Miciuleviciene J., Balode A. Enterobacteriacae, producing ESBLs and metallo-β-lactamase NDM-1, isolated in hospitals of Baltic region countries. Infektsiya i immunitet = Russian Journal of Infection and Immunity, 2013, vol. 3, no. 1, pp. 29–36. doi: 10.15789/2220-7619-2013-1-29-36 (In Russ.)]3. Мартинович А.А., Эйдельштейн М.В. Рост нечувствительности к карбапенемам и частоты продукции карбапенемаз у нозокомиальных штаммов Acinetobacter spp. в России в 2002–2012 гг. // Вестник Смоленской Государственной Медицинской Академии. 2014. Т. 13, № 2. С. 34–39. [Martinovich A.A., Edelstein M.V. Increase of carbapenem-non-susceptibility and carbapenemase production rate in nosocomial Acinetobacter spp. in Russia in 2002–2012. Vestnik Smolenskoi Gosudarstvennoi Meditsinskoi Akademii = Herald of the Smolensk State Academy, 2014, vol. 13, no. 2, pp. 34–39. (In Russ.)]4. Светличная Ю.С. Распространение карбапенем устойчивых штаммов А. baumannii в многопрофильных стационарах Санкт-Петербурга // Медицинский альманах. 2015. Т. 5, № 40. С. 102–105. [Svetlichnaya Yu.S. Spread of carbapanemresistant strains of A. baumannii in multipurpose day-and-night clinics of Saint Petersburg. Meditsinskii al’manakh = Medical Almanac, 2015, vol. 5, no. 40, pp. 102–105. (In Russ.)]5. Сухорукова М.В., Эйдельштейн М.В., Склеенова Е.Ю., Иванчик Н.В., Тимохова А.В., Шек Е.А., Дехнич А.В., Козлов Р.С. Антибиотикорезистентность нозокомиальных штаммов Enterobacteriaceae в стационарах России: результаты многоцентрового эпидемиологического исследования МАРАФОН в 2011–2012 гг. // Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. 2014. Т. 16, № 4. С. 254–265. [Sukhorukova М.V., Edelstein М.V., Skleenova Е.Yu., Ivanchik N.V., Timokhova А.V., Sheck Е.А., Dekhnich А.V., Kozlov R.S., «MARATHON» Study Group. Antimicrobial resistance of nosocomial Enterobacteriaceae isolates in Russia: results of national multicenter surveillance study «MARATHON» 2011–2012. Klinicheskaya mikrobiologiya i antimikrobnaya khimioterapiya = Clinical Microbiology and Antimicrobial Chemotherapy, 2014, vol. 16, no. 4, pp. 254–265. (In Russ.)]6. Сухорукова М.В., Эйдельштейн М.В., Склеенова Е.Ю., Иванчик Н.В., Тимохова А.В., Шек Е.А., Дехнич А.В., Козлов Р.С. и исследовательская группа «МАРАФОН». Антибиотикорезистентность нозокомиальных штаммов Acinetobacter spp. в стационарах России: результаты многоцентрового эпидемиологического исследования МАРАФОН в 2011–2012 гг. // Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. 2014. Т. 16, № 4. С. 266–272. [Sukhorukova М.V., Edelstein М.V., Skleenova Е.Yu., Ivanchik N.V., Timokhova А.V., Sheck Е.А., Dekhnich А.V., Kozlov R.S., «MARATHON» Study Group. Antimicrobial resistance of nosocomial Acinetobacter spp. isolates in Russia: results of national multicenter surveillance study «MARATHON» 2011–2012. Klinicheskaya mikrobiologiya i antimikrobnaya khimioterapiya = Clinical Microbiology and Antimicrobial Chemotherapy, 2014, vol. 16, no. 4, pp. 266–272. (In Russ.)]7. Сухорукова М.В., Эйдельштейн М.В., Склеенова Е.Ю., Иванчик Н.В., Тимохова А.В., Шек Е.А., Дехнич А.В., Козлов Р.С. Антибиотикорезистентность нозокомиальных штаммов Pseudomonas aeruginosa в стационарах России: результаты многоцентрового эпидемиологического исследования МАРАФОН в 2011–2012 гг. // Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. 2014. Т. 16, № 4. С. 273–279. [Sukhorukova М.V., Edelstein М.V., Skleenova Е.Yu., Ivanchik N.V., Timokhova А.V., Sheck Е.А., Dekhnich А.V., Kozlov R.S., «MARATHON» Study Group. Antimicrobial Resistance of Nosocomial Pseudomonas aeruginosa isolates in Russia: results of national multicenter surveillance study «MARATHON» 2011–2012. Klinicheskaya mikrobiologiya i antimikrobnaya khimioterapiya = Clinical Microbiology and Antimicrobial Chemotherapy, 2014, vol. 16, no. 4, pp. 273–279. (In Russ.)]8. Тапальский Д.В., Осипов В.А., Жаворонок С.В. Карбапенемазы грамотрицательных бактерий: распространение и методы детекции // Медицинский журнал. 2012. Т. 2, № 40. С. 10–15. [Tapalski D.V., Osipov V.A., Zhavoronok S.V. Carbapenemases of gram-negative pathogens: spread and methods of detection. Meditsinskii zhurnal = Medical Journal, 2012, vol. 2, no. 40, pp. 10–15. (In Russ.)]9. Ageevets V.A., Partina I.V., Lisitsyna E.S., Ilina E.N., Lobzin Yu.V., Shlyapnikov S.A., Sidorenko S.V. Emergence of carbapenemase-producing Gram-negative bacteria in Saint Petersburg, Russia. Int. J. Antimicrob. Agents, 2014, vol. 44, no. 2, pp. 152–155.10. Barantsevich E.P., Churkina I.V., Barantsevich N.E., Pelkonen J., Schlyakhto E.V., Woodford N. Emergence of Klebsiella pneumoniae producing NDM-1 carbapenemase in Saint Petersburg, Russia. J. Antimicrob. Chemother., 2013, vol. 68, no. 5, pp. 1204–1206.11. Carrër A., Poirel L., Eraksoy H., Cagatay A.A., Badur S., Nordmann P. Spread of OXA-48-positive carbapenem-resis tant Klebsiella pneumoniae isolates in Istanbul, Turkey. Antimicrob. Agents Chemother., 2008, vol. 52, no. 8, pp. 2950–2954. doi: 10.1128/AAC.01672-0712. Creighton J., Heffernan H., Howard J. Isolation of seven distinct carbapenemase-producing gram-negative organisms from a single patient. J. Antimicrob. Chemother., 2017, vol. 72, no. 1, pp. 317–319. doi: 10.1093/jac/dkw37813. Edelstein M.V., Skleenova E.N., Shevchenko O.V., D’souza J.W., Tapalski D.V., Azizov I.S., Sukhorukova M.V., Pavlukov R.A., Kozlov R.S., Toleman M.A., Walsh T.R. Spread of extensively resistant VIM-2-positive ST235 Pseudomonas aeruginosa in Belarus, Kazakhstan, and Russia: a longitudinal epidemiological and clinical study. Lancet Infect. Dis., 2013, vol. 13, no. 10, pp. 867–876. doi: 10.1016/S1473-3099(13)70168-314. European Centre for Disease Prevention and Control. Carbapenemase-producing bacteria in Europe: interim results from the European Survey on carbapenemase-producing Enterobacteriaceae (EuSCAPE) project. Stockholm: ECDC 2013. URL: http://www.ecdc.europa.eu15. Evans B.A., Amyes S.G. OXA β-lactamases. Clin. Microbiol. Rev., 2014, vol. 27, no. 2, pp. 241–263. doi: 10.1128/CMR.00117-1316. Fursova N.K., Astashkin E.I., Knyazeva A.I., Kartsev N.N., Leonova E.S., Ershova O.N., Alexandrova I.A., Kurdyumova N.V., Sazikina S.Yu., Volozhantsev N.V., Svetoch E.A., Dyatlov I.A. The spread of bla OXA-48 and bla OXA-244 carbapenemase genes among Klebsiella pneumoniae, Proteus mirabilis and Enterobacter spp. isolated in Moscow, Russia. Ann. Clin. Microbiol. Antimicrob., 2015, vol. 14, pp. 46–53.17. Gutkind G., Di Conza J., Power P., Radice M. β-lactamase-mediated resistance: a biochemical, epidemiological and genetic overview. Curr. Pharm. Des., 2013, vol. 19, no. 2, pp. 164–208.18. Lauretti L., Riccio M., Mazzariol A., Cornaglia G., Amicosante G., Fontana R., Rossolini G.M. Cloning and characterization of blaVIM, a new integron-borne metallo-beta-lactamase gene from a Pseudomonas aeruginosa clinical isolate. Antimicrob. Agents Chemother., 1999, vol. 43, no. 7, pp. 1584–1590.19. Magiorakos A.P., Srinivasan A., Carey R.B., Carmeli Y., Falagas M.E., Giske C.G., Harbarth S., Hindler J.F., Kahlmeter G., Olsson-Liljequist B., Paterson D. L., Rice L.B., Stelling J., Struelens M.J., Vatopoulos A., Weber J.T., Monnet D.L. Multidrugresistant, extensively drug-resistant and pandrug-resistant bacteria: an international expert proposal for interim standard definitions for acquired resistance. Clin. Microbiol. Infect., 2012, vol. 18, pp. 268–281. doi: 10.1111/j.1469-0691.2011.03570.x20. Meletis G. Carbapenem resistance: overview of the problem and future perspectives. Ther. Adv. Infect. Dis., 2016, vol. 3, no. 1, pp. 15–21. doi: 10.1177/204993611562170921. Nordmann P. Carbapenemase-producing Enterobacteriaceae: overview of a major public health challenge. Med. Mal. Infect., 2014, vol. 44, no. 2, pp. 51–56. doi: 10.1016/j.medmal.2013.11.00722. Nordmann P., Poirel L. The difficult-to-control spread of carbapenemase producers among Enterobacteriaceae worldwide. Clin. Microbiol. Infect., 2014, vol. 20, pp. 821–830. doi: 10.1111/1469-0691.1271923. Poirel L., Potron A., Nordmann P. OXA-48-like carbapenemases: the phantom menace. J. Antimicrob. Chemother., 2012, vol. 67, no. 7, pp. 1597–1606. doi: 10.1093/jac/dks12124. Queenan A.M., Bush K. Carbapenemases: the versatile β-lactamases. Clin. Microbiol. Rev., 2007, vol. 20, no. 3, pp. 440–458. doi: 10.1128/CMR.00001-0725. The European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing (EUCAST). Breakpoint tables for interpretation of MICs and zone diameters. Version 6.0, 2016. URL: http://www.eucast.org26. Yigit H., Queenan A.M., Anderson G.J., Domenech-Sanchez A., Biddle J.W., Steward C.D., Alberti S., Bush K., Tenover F.C. Novel carbapenem-hydrolyzing beta-lactamase, KPC-1, from a carbapenem-resistant strain of Klebsiella pneumoniae. Antimicrob. Agents Chemother., 2001, vol. 45, no. 4, pp. 1151–1161. doi: 10.1128/AAC.45.4.1151-1161.200127. Yong D., Toleman M.A., Giske C.G., Cho H.S., Sundman K., Lee K., Walsh T.R. Characterization of a new metallo-beta-lactamase gene, bla(NDM-1), and a novel erythromycin esterase gene carried on a unique genetic structure in Klebsiella pneumoniae sequence type 14 from India. Antimicrob. Agents Chemother., 2009, vol. 53, no. 12, pp. 5046–5054. doi: 10.1128/AAC.00774-09