Геномный анализ вирулентности и антибиотикорезистентности штаммов Klebsiella pneumoniae

В последние годы штаммы Klebsiella pneumoniae получили широкое распространение как при внебольничных инфекционных процессах, так и при нозокомиальных инфекциях. Выделяют два патотипа K. pneumoniae: классический (cKp) и гипервирулентный (hvKp). Представители любого патотипа склонны к приобретению и дальнейшей передаче генетических факторов антибиотикорезистентности и вирулентности, что может помочь при назначении адекватной терапии. Поскольку не существует универсально согласованного отдельного маркера гипервирулентности, нами предпринята попытка найти наиболее значимые комбинации генетических маркеров вирулентности и антибиотикорезистентности у штаммов K. pneumoniae. Цель исследования — выявление наиболее значимых комбинаций генетических маркеров вирулентности и антибиотикорезистентности для характеристики клинических изолятов K. pneumoniae. Материалы и методы. Исследовали 85 штаммов K. pneumoniae, выделенных из проб различного клинического материала от пациентов крупных стационаров Санкт-Петербурга. В работе использовали классические бактериологические методы, в том числе определение гипермукоидного типа с помощью «стринг-теста», масс-спектрометрический метод (MALDI-TOF MS) для идентификации бактерий, молекулярные методы для изучения маркеров вирулентности и антибиотикорезистентности (мультилокусное сиквенс-типирование, секвенирование генома штаммов K. pneumoniae). Результаты. Среди всех исследованных штаммов K. pneumoniae самыми распространенными генами карбапенемаз были гены OXA-48 (18,7%) и NDM-1 — 17,3% штаммов, в 6,7% штаммов гены NDM-1 и OXA-48 присутствовали одновременно. Доля штаммов с генами β-лактамаз CTX-M-15 составила 54,7%, OXA-1 — 17,3%, TEM-1D — 13,3% и в 17,3% случаев в штаммах одновременно присутствовали гены OXA-1 и TEM-1D. Гены резистентности к хинолонам встречались у 68,4% штаммов. Самыми распространенными генами были qnrS1 (40% штаммов) и qnrB1 (22,7%). Фенотипическая оценка чувствительности штаммов показала, что резистентностью к колистину обладали 23,5%, к карбапенемам — 64,7% штаммов. Гипермукоидным фенотипом обладали 32,9% изолятов K. pneumoniae, выделенные при флегмоне, пневмонии, сепсисе, перитоните. Наиболее распространенными сиквенс-типами оказались: ST395 (24,3%), ST23 (17,6%) и ST512 (9,5%). К капсульным типам К1 и К2 принадлежали 8% и 25,3% штаммов соответственно. Локус синтеза поликетидов ybt, характеризующий вирулентные штаммы, был выявлен у 69,3% изолятов, а локус clb присутствовал в 10,7% штаммов. У 73,3% и 14,7% штаммов были определены ассоциированные с плазмидой локусы вирулентности iuc и iro соответственно, которые кодируют биосинтез сидерофоров аэробактина и сальмохелина. Мы обнаружили 44 случая (58,7% штаммов) генотипической конвергенции вирулентности и антибиоткорезистентности, на что указывает одновременное наличие локуса аэробактина (iuc) и генов β-лактамаз или карбапенемаз. Таким образом, идентификация гипервирулентности может представлять ценную информацию для клинического ведения пациентов с hvKp-инфекциями. Поэтому очевидна необходимость разработки комплексного диагностического теста для одновременного скрининга множественно-устойчивых гипервирулентных штаммов K. pneumoniae.