Preview

Инфекция и иммунитет

Расширенный поиск

Биологический микрочип для анализа устойчивости к тетрациклину клинических изолятов Neisseria gonorrhoeae в Российской Федерации

https://doi.org/10.15789/2220-7619-2019-5-6-750-762

Полный текст:

Аннотация

Проанализированы фенотипическая чувствительность и генетические детерминанты резистентности к тетрациклину у 399 клинических изолятов Neisseria gonorrhoeae, собранных в различных регионах РФ в 2015–2017 гг. Оценку фенотипической устойчивости проводили методом серийных разведений в агаре и оценивали по критериям МУК 4.2.1890-04, фиксируя значения минимальной подавляющей концентрации (МПК). Для анализа генетических маркеров резистентности использовали гидрогелевый биочип с иммобилизованными олигонуклеотидными зондами, позволяющий одновременно детектировать ряд хромосомных мутаций и наличие плазмидного гена tetM, ассоциированных с резистентностью N. gonorrhoeae к тетрациклину. Детерминанты устойчивости были идентифицированы у 193 изолятов (48,4%). Наиболее часто встречались замены в кодоне 57 гена rpsJ (41,2%), уменьшающие аффинность тетрациклина к 30S субъединице рибосомы, в основном, мутация Val57Met, как в виде одиночной замены, так и в сочетании с другими мутациями. Замены в данном гене приводили к появлению умеренно-резистентных штаммов. Второй по частоте встречаемости (23,1%) оказались мутации в гене porB (нарушение поступления антибиотика в клетку); при этом замена Gly120Lys, как правило, приводила к появлению резистентности к тетрациклину, как в случае единичной мутации, так и в совокупности с другими заменами. Другие мутации в кодоне 120 (Gly на Asp, Asn или Thr), а также замены Ala121 на Asp, Asn и Gly оказывали значительно меньшее влияние на уровень устойчивости. У 11,3% штаммов наблюдалась делеция аденина в –35 положении в промоторной области гена mtrR (увеличение экспрессии помпы эффлюкса MtrC-MtrD-MtrE). Ген tetM был выявлен в 27 изолятах, в том числе, американского типа — в 17 штаммах, голландского типа — в 10, для которых построено филогенетическое дерево с оценкой гомологии с аналогичными генами у микроорганизмов из родов Streptococcus, Enterococcus и Mycoplasma. Мутации в хромосомных генах приводили к увеличению МПК тетрациклина до 2–4 мг/л; максимальную МПК — 4 мг/л наблюдали при одновременном присутствии нескольких мутаций. Изоляты, несущие плазмиду с геном tetM, демонстрировали высокий уровень устойчивости (МПК ≥ 8 мг/л, у двух образцов — 64 мг/л). Долговременный отказ от использования тетрациклина для лечения гонококковой инфекции (с 2003 г.) привел к снижению доли резистентных штаммов, включая умеренно резистентные, с 75 до 45,4%, однако устойчивость к тетрациклину в настоящее время в РФ остается на высоком уровне, что определяется сохранением различных детерминант резистентности у половины изолятов в исследованной выборке.

Об авторах

Е. И. Дементьева
Институт молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта Российской академии наук
Россия

Дементьева Екатерина Игоревна, к.х.н., научный сотрудник лаборатории технологий молекулярной диагностики

119991, Москва, ул. Вавилова, 32.

Тел.: 8 (499) 135-98-46 (служебн.).



Б. Л. Шаскольский
Институт молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта Российской академии наук
Россия

к.х.н., научный сотрудник лаборатории технологий молекулярной диагностики 

Москва



А. Т. Лейнсоо
Институт молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта Российской академии наук
Россия

младший научный сотрудник лаборатории технологий молекулярной диагностики

Москва 



Д. А. Грядунов
Институт молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта Российской академии наук
Россия

к.б.н., зав. лабораторией технологий молекулярной диагностики, зам. директора по научной работе

Москва



Н. П. Петрова
ФГБУ Государственный научный центр дерматовенерологии и косметологии Минздрава России
Россия

младший научный сотрудник отдела лабораторной диагностики ИППП и дерматозов

Москва 



А. В. Честков
ФГБУ Государственный научный центр дерматовенерологии и косметологии Минздрава России
Россия

к.б.н., старший научный сотрудник отдела лабораторной диагностики ИППП и дерматозов

Москва



А. А. Кубанов
ФГБУ Государственный научный центр дерматовенерологии и косметологии Минздрава России
Россия

член-корреспондент РАН, д.м.н., профессор, главный научный сотрудник

Москва



Д. Г. Дерябин
ФГБУ Государственный научный центр дерматовенерологии и косметологии Минздрава России
Россия

д.м.н., профессор, зав. отделом лабораторной диагностики ИППП и дерматозов

Москва



Список литературы

1. Боровская А.Д., Малахова М.В., Верещагин В.А., Ильина Е.Н., Говорун В.М., Припутневич Т.В., Аль-Хафаджи Н., Кубанова А.А. Анализ вклада молекулярных механизмов в формирование устойчивости гонококка к тетрациклину // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2007. Т. 144, прил. 2. С. 61–66. doi: 10.1007/s10517-007-0347-9

2. Гейдаров Р.Н., Фесенко Е.Е., Шаскольский Б.Л., Клотченко С.А., Васин А.В., Титов С.В., Дементьева E.И., Михайлович В.М., Заседателев А.С., Киселев О.И. Определение генетических детерминант устойчивости вируса гриппа А к адамантанам и ингибиторам нейраминидазы на биологическом микрочипе // Доклады Академии наук. 2015. Т. 460, № 1. С. 102–106. doi: 10.1134/S1607672915010032

3. Грядунов Д.А., Шаскольский Б.Л., Наседкина Т.В., Рубина А.Ю., Заседателев А. С. Технология гидрогелевых биочипов ИМБ РАН: 30 лет спустя // Acta Naturae. 2018. Т. 10, № 4 (39). C. 30–44.

4. Кубанов А.А., Лейнсоо А.Т., Честков А.В., Дементьева Е.И., Шаскольский Б.Л., Соломка В.С., Грядунов Д.А., Дерябин Д.Г. Хромосомные детерминанты резистентности к антибиотикам и фенотипическая чувствительность к антимикробным препаратам Neisseria gonorrhoeae в российской популяции // Молекулярная биология. 2017. T. 51, № 3. С. 431–444. doi: 10.7868/S0026898417030119

5. Лейнсоо А.Т., Шаскольский Б.Л., Дементьева Е.И., Грядунов Д.А., Кубанов А.А., Честков А.В., Образцова О.А., Шпилевая М.В., Дерябин Д.Г. Олигонуклеотидный микрочип для идентификации возбудителей инфекций репродуктивного тракта с одновременным анализом детерминант резистентности к антимикробным препаратам // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2017. Т. 164, № 7. С. 63–72. doi: 10.1007/s10517-017-3925-5

6. Лесная И.Н., Соломка В.С., Фриго Н.В., Кубанов А.А., Полевщикова С.А., Сидоренко С.В: Выбор препаратов для лечения гонококовой инфекции на основании результатов мониторинга антибиотикорезистентности N. gonorhoeae // Вестник дерматологии и венерологии. 2010. Т. 5. С. 65–73.

7. Определение чувствительности микроорганизмов к антибактериальным препаратам: Методические указания МУК 4.2.1890-04. М.: Федеральный центр госсанэпиднадзора Минздрава России, 2004. 91 с.

8. Приложение к приказу Минздрава России № 415 от 20.08.2003 «Протокол ведения больных “Гонококковая инфекция”».

9. Резистентность возбудителей ИППП к антибактериальным препаратам. Информационный бюллетень, 2008 год. М.: ООО «ДЭКС-ПРЕСС», 2008. 40 c.

10. Dillon J.A., Trecker M.A., Thakur S.D. Two decades of the gonococcal antimicrobial surveillance program in South America and the Caribbean: challenges and opportunities. Sex. Trans. Infect., 2013, vol. 89, suppl. 4, iv36–iv41. doi: 10.1136/sex-trans-2012-050905

11. Donà V., Smid J.H., Kasraian S., Egli-Gany D., Dost F., Imeri F., Unemo M., Low N., Endimiani A.J. Mismatch amplification mutation assay-based real-time PCR for rapid detection of Neisseria gonorrhoeae and antimicrobial resistance determinants in clinical specimens. Clin. Microbiol., 2018, vol. 56, no. 9: e00365-18. doi: 10.1128/JCM.00365-18.

12. Gascoyne D.M., Heritage J., Hawkey P.M., Turner A., van Klingeren B. Molecular evolution of tetracycline-resistance plasmids carrying TetM found in Neisseria gonorrhoeae from different countries. J. Antimicrob. Chemother., 1991, vol. 28, no. 2, pp. 173–183. doi: 10.1093/jac/28.2.173

13. Global priority list of antibiotic-resistant bacteria to guide research, discovery, and development of new antibiotics, February, 27, 2017. Geneva, Switzerland: WHO Press, 2017. 7 p.

14. Golparian D., Brilene T., Laaring Y., Viktorova E., Johansson E., Domeika M., Unemo M. First antimicrobial resistance data and genetic characteristics of Neisseria gonorrhoeae isolates from Estonia, 2009–2013. New Microbes New Infect., 2014, vol. 2, no. 5, pp. 150–153. doi: 10.1002/nmi2.57

15. Golparian D., Don à V., Sánchez-Busó L., Foerster S., Harris S., Endimiani A., Low N., Unemo M. Antimicrobial resistance prediction and phylogenetic analysis of Neisseria gonorrhoeae isolates using the Oxford Nanopore MinION sequencer. Sci. Rep., 2018, vol. 8, no. 1: 17596. doi: 10.1038/s41598-018-35750-4

16. Gryadunov D., Nicot F., Dubois M., Mikhailovich V., Zasedatelev A., Izopet J. Hepatitis C virus genotyping using an oligonucleotide microarray based on the NS5B sequence. J. Clin. Microbiol., 2010, vol. 48, no. 11, pp. 3910–3917. doi: 10.1128/JCM.01265-10

17. Hu M., Nandi S., Davies C., Nicholas R.A. High-level chromosomally mediated tetracycline resistance in Neisseria gonorrhoeae results from a point mutation in the rpsJ gene encoding ribosomal protein s10 in combination with the mtrR and penB resistance determinants. Antimicrob. Agents Chemother., 2005, vol. 49, no. 10, pp. 4327–4334. doi: 10.1128/AAC.49.10.4327-4334.2005

18. Kubanov A., Vorobyev D., Chestkov A., Leinsoo A., Shaskolskiy B., Dementieva E., Solomka V., Plakhova X., Gryadunov D., Deryabin D. Molecular epidemiology of drug-resistant Neisseria gonorrhoeae in Russia (Current Status, 2015). BMC Infect. Dis., 2016, vol. 16, pp. 389. doi 10.1186/s12879-016-1688-7

19. Kumar S., Stecher G., Tamura K. MEGA7: molecular evolutionary genetics analysis version 7.0 for bigger datasets. Mol. Biol. Evol., 2016, vol. 33, no. 7, pp. 1870–1874. doi: 10.1093/molbev/msw054

20. Lagacé-Wiens P.R.S., Adam H.J., Laing N.M., Baxter M.R., Martin I., Mulvey M.R., Karlowsky J.A., Hoban D.J., Zhanel G.G. Antimicrobial susceptibility of clinical isolates of Neisseria gonorrhoeae to alternative antimicrobials with therapeutic potential. J. Antimicrob. Chemother., 2017, vol. 72, no. 8, pp. 2273–2277. doi: 10.1093/jac/dkx147

21. Lebedzeu F., Golparian D., Titov L., Pankratava N., Glazkova S., Shimanskaya I., Charniakova N., Lukyanau A., Domeika M., Unemo M. Antimicrobial susceptibility/resistance and NG-MAST characterisation of Neisseria gonorrhoeae in Belarus, Eastern Europe, 2010–2013. BMC Infect. Dis., 2015, vol. 15, no. 1, p. 29. doi: 10.1186/s12879-015-0755-9

22. Marzancola M.G., Sedighi A., Li P.C. DNA microarray-based diagnostics. Methods Mol. Biol., 2016, vol. 1368, pp. 161–178. doi 10.1007/978-1-4939-3136-1_12

23. Młynarczyk-Bonikowska B., Kujawa M., Malejczyk M., Młynarczyk G., Majewski S. Plasmid-mediated resistance to tetracyclines among Neisseria gonorrhoeae strains isolated in Poland between 2012 and 2013. Postepy Dermatol. Alergol., 2016, vol. 33, no. 6, pp. 475–479. doi: 10.5114/ada.2016.63887

24. Morse S.A., Johnson S.R., Biddle J.W., Roberts M.C. High-level tetracycline resistance in Neisseria gonorrhoeae is result of acquisition of streptococcal tetM determinant. Antimicrob. Agents Chemother., 1986, vol. 30, no. 5, pp. 664–670.

25. Nguyen F., Starosta A.L., Arenz S., Sohmen D. Dönhöfer A., Wilson D.N. Tetracycline antibiotics and resistance mechanisms. Biol. Chem., 2014, vol. 395, no. 5, pp. 559–575. doi: 10.1515/hsz-2013-0292

26. Nosova E., Zimenkov D., Khakhalina A., Krylova L., Makarova M., Galkina K., Krasnova M., Isakova A., Safonova S., Litvinov V., Gryadunov D., Bogorodskaya E. A comparison of the Sensititre MycoTB Plate, the Bactec MGIT 960, and a microarray-based molecular assay for the detection of drug resistance in clinical isolates of Mycobacterium tuberculosis in Moscow, Russia. PLoS One, 2016, vol. 11: e0167093. doi: 10.1371/journal.pone.0167093

27. Pachulec E., van der Does C. Conjugative plasmids of Neisseria gonorrhoeae. PLoS One, 2010, vol. 5, no. 4: e9962. doi: 10.1371/journal.pone.0009962

28. Suay-García B., Pérez-Gracia M.T. Drug-resistant Neisseria gonorrhoeae: latest developments. Eur. J. Clin. Microbiol. Infect. Dis., 2017, vol. 36, no. 7, pp. 1065–1071. doi: 10.1007/s10096-017-2931-x

29. Tamura K., Nei M. Estimation of the number of nucleotide substitutions in the control region of mitochondrial DNA in humans and chimpanzees. Mol. Biol. Evol., 1993, vol. 10, no. 3, pp. 512–526. doi: 10.1093/oxfordjournals.molbev.a040023

30. Unemo M., Shafer W.M. Antimicrobial resistance in Neisseria gonorrhoeae in the 21 st century: past, evolution, and future. Clin. Microbiol. Rev., 2014, vol. 27, no. 3, pp. 587–613. doi: 10.1128/CMR.00010-14

31. WHO. Global action plan to control the spread and impact of antimicrobial resistance in Neisseria gonorrhoeae. Geneva: WHO Press, 2012. 40 p.

32. Zimenkov D.V., Kulagina E.V., Antonova O.V., Krasnova M.A., Chernyaeva E.N., Zhuravlev V.Y., Kuz’min A.V., Popov S.A., Zasedatelev A.S., Gryadunov D.A. Evaluation of a low-density hydrogel microarray technique for Mycobacterial species identification. J. Clin. Microbiol., 2015, vol. 53, no. 4, pp. 1103–1114. doi: 10.1128/JCM.02579-14

33. Zimenkov D.V., Kulagina E.V., Antonova O.V., Zhuravlev V.Y., Gryadunov D.A. Simultaneous drug resistance detection and genotyping of Mycobacterium tuberculosis using a low-density hydrogel microarray. J. Antimicrob. Chemother., 2016, vol. 71, no. 6, pp. 1520–1531. doi: 10.1093/jac/dkw015


Дополнительные файлы

1. Метаданные
Тема
Тип Метаданные
Скачать (18KB)    
Метаданные
2. Литература
Тема
Тип Литература
Скачать (42KB)    
Метаданные
3. Подписи к рисункам
Тема
Тип Подписи к рисункам
Скачать (16KB)    
Метаданные
4. Подписи авторов
Тема
Тип Подписи авторов
Скачать (3MB)    
Метаданные
5. Резюме
Тема
Тип Резюме
Скачать (18KB)    
Метаданные
6. Рисунок 1
Тема
Тип Исследовательские инструменты
Скачать (799KB)    
Метаданные
7. Рисунок 2
Тема
Тип Результаты исследования
Скачать (1MB)    
Метаданные
8. Рисунок 3
Тема
Тип Результаты исследования
Скачать (672KB)    
Метаданные
9. таблица 1
Тема
Тип Данные
Скачать (19KB)    
Метаданные
10. Таблица 2
Тема
Тип Данные
Скачать (15KB)    
Метаданные
11. Титульный лист
Тема
Тип титульный лист
Скачать (29KB)    
Метаданные
12. Письмо в редакцию
Тема
Тип письмо в редакцию
Скачать (77KB)    
Метаданные

Для цитирования:


Дементьева Е.И., Шаскольский Б.Л., Лейнсоо А.Т., Грядунов Д.А., Петрова Н.П., Честков А.В., Кубанов А.А., Дерябин Д.Г. Биологический микрочип для анализа устойчивости к тетрациклину клинических изолятов Neisseria gonorrhoeae в Российской Федерации. Инфекция и иммунитет. 2019;9(5-6):750-762. https://doi.org/10.15789/2220-7619-2019-5-6-750-762

For citation:


Dementieva E.I., Shaskolskiy B.L., Leinsoo A.T., Gryadunov D.A., Petrova N.P., Chestkov A.V., Kubanov A.A., Deryabin D.G. Biological microchip for assessing tetracycline-resistance in Neisseria gonorrhoeae clinical isolates in Russian Federation. Russian Journal of Infection and Immunity. 2019;9(5-6):750-762. (In Russ.) https://doi.org/10.15789/2220-7619-2019-5-6-750-762

Просмотров: 156


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


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