Preview

Инфекция и иммунитет

Расширенный поиск

Множественная лекарственная устойчивость и образование биопленок среди диарейных патотипов Escherichia coli, выделенных из стула детей с острой диареей

https://doi.org/10.15789/2220-7619-MDR-1589

Полный текст:

Аннотация

Актуальность. Диареагенная кишечная палочка (DEC) является этиологическим агентом диареи у детей. Устойчивость к лекарствам, обычно используемым при эмпирическом лечении кишечных инфекций, среди DEC увеличилась. Широко известна взаимосвязь между устойчивостью к антибиотикам и образованием биопленок у микроорганизмов. Настоящее исследование было направлено на определение устойчивости к анти биотикам и характера биопленкообразования среди патотипов DEC, выделенных из стула детей в возрасте 0–5 лет с острой диареей в Абакалики, Нигерия. Материалы и методы. Образцы стула были получены от 60 детей, и с использованием стандартных подходов, предусмотренных для лабораторной диагностики кишечных патогенов, были выделены и идентифицированы E. coli. Молекулярную идентификацию проводили путем амплификации участка гена универсального стрессового белка А (uspA) E. coli с использованием метода полимеразной цепной реакции (ПЦР). Выявление вирулентных генов патотипов DEC проводили с применением мультиплексной ПЦР со специфическими праймерами. Метод дисковой диффузии Кирби–Бауэра был использован для определения характеристик чувствительности изолятов к антибиотикам, в то время как образование биопленок определяли с помощью красителя тиазолила синего тетразолия бромида в 96-луночном планшете. Результаты. DEC была выделена в 40 образцах. Наиболее часто выявлялась энтероинвазивная E. coli (EIEC) [40% (n = 16)], затем энтеротоксигенная E. coli (ЕТЕС) [30% (n = 12)], энтероагрегативная к E. coli (ЕАЕС) [20% (n = 8)] и типичная энтеропатогенная E. coli (ЕРЕС) [10% (n = 4)]. Половина штаммов EAEC обнаружила самую высокую множественную лекарственную устойчивость к ампициллину, цефокситину, ципрофлоксацину, левофлоксацину и тетрациклину с самым сильным образованием биопленок. Далее по степени устойчивости к антибиотикам и уровню образования биопленок следовали EPEC, которые были устойчивы к ампициллину, ципрофлоксацину, левофлоксацину и тетрациклину и характеризовались умеренным биопленкобразованием. ЕТЕС с термолабильным токсином LT-ETEC проявляли наименьшую устойчивость к ампициллину и тетрациклину с наименьшим образованием биопленок. Заключение. Высокая частота патотипа EIEC свидетельствует о его роли в качестве основного этиологического агента диареи у детей. Корреляция между высокой лекарственной устойчивостью и производством биопленок среди патотипов может указывать на то, что биопленки могут обеспечивать оптимальный уровень захвата генов устойчивости.

Об авторах

Э. Э. Дэвид
Федеральный университет Алекса Эквуэме «Ндуфу Алик Икво»
Нигерия

Эбука Элайджа Давид,  магистр биохимии, кафедра химии/биохимии 

1010, штат Эбони, Абакалики

Тел.: +234 803 318-88-23



М. А. Ямин
Университет COMSATS в Исламабаде
Пакистан

к.н. (фармакология антимикробных препаратов), кафедра аптечной службы 

г. Абботтабад



И. Игвени
Государственный университет Эбони
Нигерия

к.н. (биохимия), доцент кафедры биохимии 

штат Эбони



А. С. Окафор
Университет Эдо
Нигерия

к.н. (фармакология), кафедра микробиологии 

г. Иямхо, штат Эдо



У. Н. Обетен
Федеральный университет Алекса Эквуэме «Ндуфу Алик Икво»
Нигерия

магистр биохимии, кафедра химии/биохимии 

Икво, штат Эбони



Д. О. Обаси
Федеральный университет Алекса Эквуэме «Ндуфу Алик Икво»
Нигерия

магистр биохимии, кафедра химии/биохимии 

Икво, штат Эбони



У. Р. Эзейло
Федеральный университет Алекса Эквуэме «Ндуфу Алик Икво»
Нигерия

к.н. (энзимология), кафедра химии/биохимии 

Икво, штат Эбони



М. Н. Эмериболе
Федеральный университет Алекса Эквуэме «Ндуфу Алик Икво»
Нигерия

магистр биохимии, кафедра химии/биохимии 

Икво, штат Эбони



Ч. Н. Дэвид
Государственный университет Эбони
Нигерия

магистр микробиологии, кафедра микробиологии 

штат Эбони



Список литературы

1. Adefisoye M.A., Okoh A.I. Identification and antimicrobial resistance prevalence of pathogenic Escherichia coli strains from treated wastewater effluents in Eastern Cape, South Africa. Microbiologyopen., 2016, vol. 5, pp. 143–151. doi: 10.1002/mbo3.319

2. Akinrotoye K.P., Uzal U. Combating diarrhoea in Nigeria: the way forward. J. Microbiol. Exp., 2018, vol. 6, no. 4, pp. 191–197. doi: 10.15406/jmen.2018.06.00213

3. Alikhani M.Y., Hashemi S.H., Aslani M.M., Farajnia S. Prevalence and antibiotic resistance patterns of diarrheagenic Escherichia coli isolated from adolescents and adults in Hamedan, Western Iran. Iran J. Microbiol., 2013, vol. 5, no. 1, pp. 42–47.

4. Behiry I.K., Abada E.A., Ahmed E.A., Labeeb R.S. Enteropathogenic Escherichia coli associated with diarrhea in children in Cairo, Egypt. Sci. World J., 2011, vol. 11, pp. 2613–2619. doi: 10.1100/2011/485381

5. Bollinger R.R., Everett M.L., Wahl S.D., Lee Y.H., Orndorff P.E., Parker W. Secretory IgA and mucin-mediated biofilm formation by environmental strains of Escherichia coli: role of type 1 pili. Mol. Immunol., 2006, vol. 43, no. 4, pp. 378–387. doi: 10.1016/j.molimm.2005.02.013

6. Cepas V., López Y., Muñoz E., Rolo D., Ardanuy C., Martí S., Xercavins M., Horcajada J.P., Bosch J., Soto S.M. Relationship between biofilm formation and antimicrobial resistance in gram-negative bacteria. Microb. Drug Resist., 2019, vol. 25, no. 1, pp. 72–79. doi: 10.1089/mdr.2018.0027

7. Cheesbrough M. District laboratory practice in tropical countries. Part 2 (2nd ed.). Cambridge: Cambridge University Press, 2006. doi: 10.1017/CBO9780511543470

8. Chellapandi K., Dutta T.K., Sharma I., De Mandal S., Kumar N.S., Ralte L. Prevalence of multi drug resistant enteropathogenic and enteroinvasive Escherichia coli isolated from children with and without diarrhea in Northeast Indian population. Ann. Clin. Microbiol. Antimicrob., 2017, vol. 16, no. 1: 49. doi: 10.1186/s12941-017-0225-x

9. Chen D., Zhao T., Doyle M.P. Single- and mixed-species biofilm formation by Escherichia coli O157:H7 and Salmonella, and their sensitivity to levulinic acid plus sodium dodecyl sulfate. Food Control, 2015, vol. 57, pp. 48–53. doi: 10.1016/j.foodcont.2015.04.006

10. CLSI. Performance standards for antimicrobial disk susceptibility tests. 13th ed. CLSI standard M02. Wayne, PA: Clinical and Laboratory Standard Institute, 2018. 13 p.

11. David E.E., Udedi S.C., Ekwealor K.E., Igwilo I.O., Enemali M.O., Ifemeje T.O., Asogw A. Antidiarrhoeal activity of cashew (Anacardium occidentale) leaf extract enriched with zinc in wistar albino rats. SJBR, 2013, vol. 2, pp. 37–41.

12. David E.E., Yameen M.A., Igwenyi I.O., Okafor A.Ch., Obeten U.N., Obasi D.O., Ezeilo U.R., David Ch.N. The frequency of virulent genes and antimicrobial resistance patterns of diarrheagenic Escherichia coli isolated from stools of children presenting with diarrhea in a tertiary hospital in Abakaliki, Nigeria. Int. J. One Health, 2020, vol. 6, no. 2, pp. 147–152. doi: 10.14202/ IJOH.2020.147-152

13. Dumaru R., Baral R., Shrestha L.B. Study of biofilm formation and antibiotic resistance pattern of gram-negative bacilli among the clinical isolates at BPKIHS, Dharan. BMC Res. Notes, 2019, vol. 12, no. 1: 38. doi: 10.1186/s13104-019-4084-8

14. DuPont H.L., Steffen R. Use of antimicrobial agents for treatment and prevention of travellers’ diarrhoea in the face of enhanced risk of transient fecal carriage of multi-drug resistant enterobacteriaceae: setting the stage for consensus recommendations. J. Travel Med., 2016, 23, no. 6: taw054. doi: 10.1093/jtm/taw054

15. Dutta S., Guin S., Ghosh S., Pazhani G.P., Rajendran K., Bhattacharya M.K., Takeda Y., Nair G.B., Ramamurthy T. Trends in the prevalence of diarrheagenic Escherichia coli among hospitalized diarrheal patients in Kolkata, India. PLoS One, 2013, vol. 8, no. 2: e56068. doi: 10.1371/journal.pone.0056068

16. Healey A., Furtado A., Cooper T., Henry R.J. Protocol: a simple method for extracting next-generation sequencing quality genomic DNA from recalcitrant plant species. Plant Methods, 2014, vol. 10: 21. doi: 10.1186/1746-4811-10-21

17. Ifeanyi C.I., Ikeneche N.F., Bassey B.E., Al-Gallas N., Ben Aissa R., Boudabous A. Diarrheagenic Escherichia coli pathotypes isolated from children with diarrhea in the Federal Capital Territory Abuja, Nigeria. J. Infect. Dev. Ctries., 2015, vol. 9, no. 2, pp. 165–174. doi: 10.3855/jidc.5528

18. Levels and trends in child mortality: report 2020. URL: https://data.unicef.org/resources/levels-and-trends-in-child-mortality

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, no. 3, pp. 268–281. doi: 10.1111/j.1469-0691.2011.03570.x

20. Mah T.-F. Biofilm-specific antibiotic resistance. Future Microbiol., 2012, vol. 7, pp. 1061–1072. doi: 10.2217/fmb.12.76

21. Molecular characterization of enterotoxigenic Escherichia coli: effect on intestinal nitric oxide in diarrheal disease. J. Bacteriol. Parasitol., vol. 9: 339. doi:10.4172/2155-9597.1000339

22. Moyo S.J., Maselle S.Y., Matee M.I., Langeland N., Mylvaganam H. Identification of diarrheagenic Escherichia coli isolated from infants and children in Dar es Salaam, Tanzania. BMC Infect. Dis., 2007, vol. 7: 92. doi: 10.1186/1471-2334-7-92

23. Nguyen T.V., Le Van P., Le Huy C., Gia K.N., Weintraub A. Detection and characterization of diarrheagenic Escherichia coli from young children in Hanoi, Vietnam. J. Clin. Microbiol., 2005, vol. 43, no. 2, pp. 755–760. doi: 10.1128/JCM.43.2.755-760.2005

24. Nweze E.I. Aetiology of diarrhoea and virulence properties of diarrhoeagenic Escherichia coli among patients and healthy subjects in southeast Nigeria. J. Health Popul. Nutr., 2010, vol. 28, no. 3, pp. 245–252. doi: 10.3329/jhpn.v28i3.5551

25. Okeke I.N., Lamikanra A., Steinrück H., Kaper J.B. Characterization of Escherichia coli strains from cases of childhood diarrhea in provincial southwestern Nigeria. J. Clin. Microbiol., 2000, vol. 38, no. 1, pp. 7–12. doi: 10.1128/JCM.38.1.7-12.2000

26. Olorunshola I.D., Smith S.I., Coker A.O. Prevalence of EHEC O157:H7 in patients with diarrhoea in Lagos, Nigeria. APMIS, 2000, vol. 108, no. 11, pp. 761–763. doi: 10.1034/j.1600-0463.2000.d01-26.x

27. Onanuga A., Igbeneghu O., Lamikanra A. A study of the prevalence of diarrhoeagenic Escherichia coli in children from Gwagwalada, Federal Capital Territory, Nigeria. Pan. Afr. Med. J., 2014, vol. 17: 146. doi: 10.11604/pamj.2014.17.146.3369

28. Pavlickova S., Klancnik A., Dolezalova M., Mozina S.S., Holko I. Antibiotic resistance, virulence factors and biofilm formation ability in Escherichia coli strains isolated from chicken meat and wildlife in the Czech Republic. J. Environ. Sci. Health. B, 2017, vol. 52, no. 8, pp. 570–576. doi: 10.1080/03601234.2017.1318637

29. Porat N., Levy A., Fraser D., Deckelbaum R.J., Dagan R. Prevalence of intestinal infections caused by diarrheagenic Escherichia coli in Bedouin infants and young children in Southern Israel. Pediatr. Infect. Dis. J., 1998, vol. 17, no. 6, pp. 482–488. doi: 10.1097/00006454-199806000-00010

30. Protocol: a simple method for extracting next-generation sequencing quality genomic DNA from recalcitrant plant species. Plant Methods, 2014, vol. 10: 21.

31. Rodas C., Mamani R., Blanco J., Blanco J.E., Wiklund G., Svennerholm A.M., Sjöling A., Iniguez V. Enterotoxins, colonization factors, serotypes and antimicrobial resistance of enterotoxigenic Escherichia coli (ETEC) strains isolated from hospitalized children with diarrhea in Bolivia. Braz. J. Infect. Dis., 2011, vol. 15, no. 2, pp. 132–137. doi: 10.1016/s1413-8670(11)70158-1

32. Sarowska J., Futoma-Koloch B., Jama-Kmiecik A., Frej-Madrzak M., Ksiazczyk M., Bugla-Ploskonska G., Choroszy-Krol I. Virulence factors, prevalence and potential transmission of extraintestinal pathogenic Escherichia coli isolated from different sources: recent reports. Gut Pathog., 2019, vol. 11: 10. doi: 10.1186/s13099-019-0290-0

33. Sharma D., Misba L., Khan A.U. Antibiotics versus biofilm: an emerging battleground in microbial communities. Antimicrob. Resist. Infect. Control, 2019, vol. 8: 76. doi: 10.1186/s13756-019-0533-3

34. Soleimani A., Foroozanfard F., Tamadon M.R. Evaluation of water and electrolytes disorders in severe acute diarrhea patients treated by WHO protocol in eight large hospitals in Tehran: a nephrology viewpoint. J. Renal. Inj. Prev., 2016, vol. 6, no. 2, pp. 109–112. doi: 10.15171/jrip.2017.21

35. Thakur S., Gray G.C. The Mandate for a Global “One Health” Approach to Antimicrobial Resistance Surveillance. Am. J. Trop. Med. Hyg., 2019, vol. 100, no. 2, pp. 227–228. doi: 10.4269/ajtmh.18-0973

36. Verma S., Venkatesh V., Kumar R., Kashyap S., Kumar M., Maurya A.K., Dhole T.N., Singh M. Etiological agents of diarrhea in hospitalized pediatric patients with special emphasis on diarrheagenic Escherichia coli in North India. J. Lab. Physicians, 2019, vol. 11, no. 1, pp. 68–74. doi: 10.4103/JLP.JLP_123_18

37. Vieira N., Bates S.J., Solberg O.D., Ponce K., Howsmon R., Cevallos W., Trueba G., Riley L., Eisenberg J.N. High prevalence of enteroinvasive Escherichia coli isolated in a remote region of northern coastal Ecuador. Am. J. Trop. Med. Hyg., 2007, vol. 76, no. 3, pp. 528–533.


Дополнительные файлы

Для цитирования:


Дэвид Э.Э., Ямин М.А., Игвени И., Окафор А.С., Обетен У.Н., Обаси Д.О., Эзейло У.Р., Эмериболе М.Н., Дэвид Ч.Н. Множественная лекарственная устойчивость и образование биопленок среди диарейных патотипов Escherichia coli, выделенных из стула детей с острой диареей. Инфекция и иммунитет. 2021;11(5):958-964. https://doi.org/10.15789/2220-7619-MDR-1589

For citation:


David E.E., Yameen M.A., Igwenyi I., Okafor A.C., Obeten U.N., Obasi D.O., Ezeilo U.R., Emeribole M.N., David C.N. Multi-drug resistance and biofilm production among diarrheagenic Escherichia coli pathotypes isolated from stools of children with acute diarrheal disease. Russian Journal of Infection and Immunity. 2021;11(5):958-964. https://doi.org/10.15789/2220-7619-MDR-1589

Просмотров: 148


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2220-7619 (Print)
ISSN 2313-7398 (Online)