Preview

Инфекция и иммунитет

Расширенный поиск

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

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 42,6%, однако устойчивость к тетрациклину в настоящее время в РФ остаётся на высоком уровне, что определяется сохранением различных детерминант резистентности у половины изолятов в исследованной выборке.

Об авторах

Екатерина Игоревна Дементьева
Институт Молекулярной биологии им. В.А.Энгельгардта РАН
Россия
Лаборатория технологий молекулярной диагностики


Борис Леонидович Шаскольский
Института молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта РАН, Москва, Россия
Россия


Арво Тоомасович Лейнсоо
Института молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта РАН, Москва, Россия
Россия


Дмитрий Александрович Грядунов
Института молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта РАН, Москва, Россия
Россия


Наталья Петровна Петрова
ФГБУ «Государственный научный центр дерматовенерологии и косметологии» Минздрава России, Москва, Россия
Россия


Александр Викторович Честков
ФГБУ «Государственный научный центр дерматовенерологии и косметологии» Минздрава России, Москва, Россия
Россия


Алексей Алексеевич Кубанов
ФГБУ «Государственный научный центр дерматовенерологии и косметологии» Минздрава России, Москва, Россия
Россия


Дмитрий Геннадьевич Дерябин
ФГБУ «Государственный научный центр дерматовенерологии и косметологии» Минздрава России, Москва, Россия
Россия


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. Borovskaya A.D., Malakhova M.V., Vereshchagin V.A., Il’ina, E.N., Govorun V.M., Priputnevich T.V., Al-Hafagi N., Kubanova A.A. Analysis of the contribution of molecular mechanisms into formation of gonoccocal resistance to tetracycline. Bull. Exp. Biol. Med., 2007, vol. 144, Suppl. 2, pp. 432–437. http://www.iramn.ru/journal/bebm/2007/bbm07pr2.htm

2. doi: 10.1007/s10517-007-0347-9

3. 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. Heydarov R.N., Fesenko E.E., Shaskolskiy B.L., Klotchenko S.A., Vasin A.V., Titov S.V., Dementieva E.I., Zasedatelev A.S., Mikhailovich V.M., Kiselev O.I. Identification of genetic determinants of influenza A virus resistance to adamantanes and neuraminidase inhibitors using biological microarray. Dokl. Biochem. Biophys., 2015, vol. 460, no. 1, pp. 4–8. https://link.springer.com/article/10.1134%2FS1607672915010032

4. doi: 10.1134/S1607672915010032

5. 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 Kubanov A.A., Leinsoo A.T., Chestkov A.V., Dementieva E.I., Shaskolskiy B.L., Solomka V.S., Gryadunov D.A., Deryabin D.G. Drug resistance mutations and susceptibility phenotypes of Neisseria gonorrhoeae isolates in Russia. Mol. Biol., 2017, vol. 51, no. 3, pp. 379–388. https://link.springer.com/article/10.1134%2FS0026893317030116

6. doi: 10.7868/S0026898417030119

7. 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. Leinsoo A.T., Shaskol'skii B.L., Dement'eva E.I., Gryadunov D.A., Kubanov A.A., Chestkov A.V., Obraztsova O.A., Shpilevaya M.V., Deryabin D.G. Oligonucleotide microchip for the identification of infectious agents of reproductive system with simultaneous analysis of determinants of resistance to antimicrobial substances. Bull. Exp. Biol. Med., 2017, vol. 164, no. 7, pp. 54–60. https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs10517-017-3925-5

8. doi: 10.1007/s10517-017-3925-5

9. 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. Lesnaya I.N., Solomka V.S., Frigo N.V., Kubanov A.A., Polevshchikova S.A., Sidorenko S.V.. Selection of drugs for treatment of gonococcal infection based on the results of the monitoring of N. gonorrhoeae antibiotic resistance. Vestn. Dermatol. Venerol., 2010, vol. 5, pp. 65–73 (in Russ.). https://elibrary.ru/download/elibrary_15318349_37589089.pdf

10. Методические указания МУК 4.2.1890-04. Определение чувствительности микроорганизмов к антибактериальным препаратам. Москва: Федеральный центр госсанэпиднадзора Минздрава России, 2004. 91 с. Guidelines for susceptibility testing of microorganisms to antibacterial agents 4.2.1890-04. Moscow: Federal Center of State Sanitary and Epidemiological Surveillance of the Russian Ministry of Health, 2004. 91 p. (in Russ.). http://www.rospotrebnadzor.ru/documents/details.php?ELEMENT_ID=4957

11. Приложение к приказу Минздрава России № 415 от 20.08.2003 "Протокол ведения больных «Гонококковая инфекция»" Addendum to the Instruction of the Ministry of Health of the Russian Federation No.415 from 20.08.2003 “Patient management protocol, gonococcal infection” (in Russ). http://minzdrav.samregion.ru/allfiles/73862f29f5a6fb823c960b6268a142f7-46265.docx

12. Резистентность возбудителей ИППП к антибактериальным препаратам. Информационный бюллетень 2008 год. Москва: ООО ДЭКС-ПРЕСС, 2008. 40 c. Resistance of agents causing sequally transmitted infections to antibacterial preparations. Information bulletin, 2008, Moscow: DAKS-PRESS, 2008. 40 p. (in Russ.). http://www.cnikvi.ru/upload/files/368_inform_beluten_analiz.pdf

13. Cao B., Wang S., Tian Z., Hu P., Feng L., Wang L. DNA microarray characterization of pathogens associated with sexually transmitted diseases. PLoS One, 2015, vol. 10, no 7, e0133927. – http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0133927

14. doi: 10.1371/journal.pone.0133927

15. 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, Supp. 4, iv36–iv41. – http://sti.bmj.com/content/89/Suppl_4/iv36.long

16. doi: 10.1136/sextrans-2012-050905

17. 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. – https://academic.oup.com/jac/article-abstract/28/2/173/681784?redirectedFrom=fulltext

18. doi: 10.1093/jac/28.2.173

19. 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. – http://www.who.int/medicines/publications/WHO-PPL-Short_Summary_25Feb-ET_NM_WHO.pdf?ua=1

20. 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. – https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/nmi2.57

21. doi: 10.1002/nmi2.57

22. 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. – http://jcm.asm.org/content/48/11/3910.full

23. doi: 10.1128/JCM.01265-10

24. 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 – https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1251527/

25. doi: 10.1128/AAC.49.10.4327-4334.2005

26. 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. – https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4977856/

27. doi 10.1186/s12879-016-1688-7

28. 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. – https://academic.oup.com/mbe/article/33/7/1870/2579089

29. doi: 10.1093/molbev/msw054

30. 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. – https://academic.oup.com/jac/article-abstract/72/8/2273/3823279?redirectedFrom=PDF

31. doi: 10.1093/jac/dkx147

32. 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. – https://bmcinfectdis.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12879-015-0755-9

33. doi: 10.1186/s12879-015-0755-9

34. Marzancola M.G., Sedighi A., Li P.C. DNA Microarray-Based Diagnostics. Methods in molecular biology, 2016, vol. 1368, pp. 161-178. – https://link.springer.com/protocol/10.1007%2F978-1-4939-3136-1_12

35. doi 10.1007/978-1-4939-3136-1_12

36. 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. – https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC176510/

37. 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. – https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5183787/

38. doi: 10.5114/ada.2016.63887

39. 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. – https://www.degruyter.com/view/j/bchm.2014.395.issue-5/hsz-2013-0292/hsz-2013-0292.xml

40. doi: 10.1515/hsz-2013-0292

41. 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. – http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0167093

42. doi:10.1371/journal.pone.0167093

43. Pachulec E., van der Does C. Conjugative plasmids of Neisseria gonorrhoeae. PLoS One, 2010, vol. 5, no. 4, e9962. – http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0009962

44. doi: 10.1371/journal.pone.0009962

45. 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. – https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs10096-017-2931-x

46. doi: 10.1007/s10096-017-2931-x

47. 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. – https://academic.oup.com/mbe/article/10/3/512/1016366

48. doi: 10.1093/oxfordjournals.molbev.a040023

49. Unemo M., Shafer W.M. Antimicrobial resistance in Neisseria gonorrhoeae in the 21st century: past, evolution, and future. Clin. Microbiol. Rev., 2014, vol. 27, no. 3, pp. 587–613 – https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4135894/

50. doi: 10.1128/CMR.00010-14

51. WHO. Global action plan to control the spread and impact of antimicrobial resistance in Neisseria gonorrhoeae. Geneva: WHO Press, 2012, 40 p. – http://apps.who.int/iris/bitstream/10665/44863/1/9789241503501_eng.pdf

52. 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. – http://jcm.asm.org/content/53/4/1103.full

53. doi: 10.1128/JCM.02579-14

54. 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. – https://academic.oup.com/jac/article/71/6/1520/1751135

55. 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;.

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 the analysis of tetracycline resistance in Neisseria gonorrhoeae isolates collected in the Russian Federation. Russian Journal of Infection and Immunity. 2019;. (In Russ.)

Просмотров: 46


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


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