Геномные характеристики штаммов Achromobacter spp., выделенных от пациентов с муковисцидозом в России

Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. 2021; 23(3):220-225

​ Бочарова Ю.А., Савинова Т.А., Чаплин А.В., Лямин А.В., Кондратенко О.В., Поликарпова С.В., Жилина С.В., Федорова Н.И., Коржанова М., Маянский Н.А., Чеботарь И.В.
10.36488/cmac.2021.3.220-225
Achromobacter муковисцидоз антибиотикорезистентность гены сиквенс-типы
Раздел
Болезни и возбудители
Тип
Оригинальная статья
Публикация
Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. 2021; 23(3):220-225

Цель.

Определить виды и сиквенс-типы изолятов Achromobacter spp., выделенных от пациентов с муковисцидозом (МВ) в России, а также выявить среди этих изолятов носительство и интегронную организацию генов вирулентности и адаптивной резистентности.

Материалы и методы.

В качестве объекта исследования использовали штаммы рода Achromobacter, выделенные из мокроты и верхних дыхательных путей 168 пациентов с МВ. Все изоляты были подвергнуты полногеномному секвенированию на платформе MGISEQ-2000, MGI с последующей биоинформатической обработкой при помощи стандартных программ.

Результаты.

Achromobacter spp. был выделен у 16 из 168 (5,3%) обследованных пациентов с МВ; у двоих пациентов было выделено по 2 штамма. Наиболее распространенным видом оказался A. xylosoxidans (13⁄18, 72%). Штаммы характеризовались высоким сиквенс-типовым разнообразием: всего было выявлено 14 сиквенс-типов, из которых 8 оказались новыми. Большинство выделенных штаммов обладали типичным для ахромобактерий набором факторов вирулентности. Носительство генов адаптивной резистентности было редким феноменом (1 из 18 изолятов) для бактерий рода Achromobacter, выделенных от пациентов с МВ в России.

Выводы.

Среди пациентов с МВ в России показатели колонизации дыхательной системы бактериями рода Achromobacter соответствовали данным, зарегистрированным в других странах мира. Наиболее распространенным видом оказался A. xylosoxidans (72% от всех изолятов Achromobacter). Штаммы характеризовались высоким сиквенс-типовым разнообразием. Большинство выделенных штаммов обладали типичным для ахромобактерий набором факторов вирулентности. Носительство генов адаптивной резистентности было редким феноменом.

Бочарова Ю.А.

ФГАОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова» Минздрава России, Москва, Россия

Савинова Татьяна Александровна

ФГАОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова» Минздрава России, Москва, Россия

Чаплин А.В.

ФГАОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова» Минздрава России, Москва, Россия

Лямин Артем Викторович

ФГБОУ ВО «Самарский государственный медицинский университет» Минздрава России, Самара, Россия

Кондратенко О.В.

ФГБОУ ВО «Самарский государственный медицинский университет» Минздрава России, Самара, Россия

Поликарпова С.В.

Городская клиническая больница № 15 им. О.М. Филатова, Москва, Россия

Жилина С.В.

Морозовская детская городская клиническая больница, Москва, Россия

Федорова Н.И.

ФГАОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова» Минздрава России, Москва, Россия

Коржанова М.

ФГАОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова» Минздрава России, Москва, Россия

Маянский Н.А.

ФГАОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова» Минздрава России, Москва, Россия

Чеботарь Игорь Викторович

ФГАОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова» Минздрава России, Москва, Россия

  • 1. Marion-Sanchez K., Pailla K., Olive C., Le Coutour X., Derancourt C. Achromobacter spp. healthcare associated infections in the French West Indies: a longitudinal study from 2006 to 2016. BMC Infect Dis. 2019;19(1):795. DOI: 10.1186/s12879-019-4431-3
  • 2. Chandrasekar P.H., Arathoon E., Levine D.P. Infections due to Achromobacter xylosoxidans. Case report and review of the literature. Infection. 1986;(6):279-282. DOI: 10.1007/BF01643962
  • 3. Swenson C.E., Sadikot R.T. Achromobacter respiratory infections. Ann Am Thorac Soc. 2015;12(2):252-258. DOI: 10.1513/AnnalsATS.201406-288FR
  • 4. Boucher R.C. New concepts of the pathogenesis of cystic fibrosis lung disease. Eur Respir J. 2004;23(1):146-158. DOI: 10.1183/09031936.03.00057003
  • 5. Elborn J.S. Cystic fibrosis. Lancet. 2016;388(10059):25192531. DOI: 10.1016/S0140-6736(16)00576-6
  • 6. Kulkarni H., Kansra S., Karande S. Cystic fibrosis revisited. J Postgrad Med. 2019;65(4):193-196. DOI: 10.4103/jpgm.JPGM_263_18
  • 7. Ratjen F., Bell S.C., Rowe S.M., Goss C.H., Quittner A.L., Bush A. Cystic fibrosis. Nat Rev Dis Primers. 2015; 1:15010. DOI: 10.1038/nrdp.2015.10
  • 8. Edwards B.D., Greysson-Wong J., Somayaji R., Waddell B., Whelan F.J., Storey D.G., et al. Prevalence and outcomes of Achromobacter species infections in adults with cystic fibrosis: a North American cohort study. J Clin Microbiol. 2017;55(7):2074-2085. DOI: 10.1128/JCM.02556-16
  • 9. Somayaji R., Stanojevic S., Tullis D.E., Stephenson A.L., Ratjen F., Waters V. Clinical outcomes associated with Achromobacter species infection in patients with cystic fibrosis. Ann Am Thorac Soc. 2017;14(9):1412-1418. DOI: 10.1513/AnnalsATS.201701-071OC
  • 10. Gabrielaite M., Bartell J.A., Nørskov-Lauritsen N., Pressler T., Nielsen F.C., Johansen H.K., Marvig R.L. Transmission and antibiotic resistance of Achromobacter in cystic fibrosis. J Clin Microbiol. 2021;19;59(4):e0291120. DOI: 10.1128/JCM.02911-20
  • 11. Pickrum A.M., DeLeon O., Dirck A., Tessmer M.H., Riegert M.O., Biller J.A., et al. Achromobacter xylosoxidans cellular pathology is correlated with activation of a type III secretion system. Infect Immun. 2020;88(7):e00136-20. DOI: 10.1128/IAI.00136-20
  • 12. Expert rules and intrinsic resistance. European Society of Clinical Microbiology and Infectious Diseases. Available at: www.eucast.org/expert_rules_and_intrinsic_resistance/. Accessed July 2021.
  • 13. Menetrey Q., Sorlin P., Jumas-Bilak E., Chiron R., Dupont C., Marchandin H. Achromobacter xylosoxidans and Stenotrophomonas maltophilia: emerging pathogens well-armed for life in the cystic fibrosis patients' lung. Genes (Basel). 2021;12(5):610. DOI: 10.3390/genes12050610
  • 14. Voronina O.L., Kunda M.S., Ryzhova N.N., Aksenova E.I., Semenov A.N., Lazareva A.V., et al. Diversity and hazard of respiratory infection of Achromobacter spp. in cystic fibrosis patients. Pulmonology. 2015;25(4):389-401. Russian. (Воронина О.Л., Кунда М.С., Рыжова Н.Н., Аксенова Е.И., Семенов А.Н., Лазарева А.В. и соавт. Разнообразие и опасность Achromobacter spp., поражающих дыхательные пути больных муковисцидозом. Пульмонология. 2015;25(4):389-401.) DOI: 10.18093/0869-0189-2015-25-4-389-402
  • 15. Spilker T., Vandamme P., Lipuma J.J. Identification and distribution of Achromobacter species in cystic fibrosis. J Cyst Fibros. 2013;12(3):298-301. DOI: 10.1016/j.jcf.2012.10.002
  • 16. Pongchaikul P., Santanirand P., Antonyuk S, Winstanley C., Darby A.C. AcGI1, a novel genomic island carrying antibiotic resistance integron In687 in multidrug resistant Achromobacter xylosoxidans in a teaching hospital in Thailand. FEMS Microbiol Lett. 2020;367(14):fnaa109. DOI: 10.1093/femsle/fnaa109
  • 17. Liu C., Pan F., Guo J., Yan W., Jin Yi., Liuet C., et al. Hospital acquired pneumonia due to Achromobacter spp. in a geriatric ward in China: clinical characteristic, genome variability, biofilm production, antibiotic resistance and integron in isolated strains. Front Microbiol. 2016;7:621. DOI: 10.3389/fmicb.2016.00621
  • 18. Register of patients with cystic fibrosis in the Russian Federation. 2019. Available at: https://mukoviscidoz.org/doc/registr/site_Registre_2019.pdf . Accessed July 2021.
  • 19. Bankevich A., Nurk S., Antipov D., Gurevich A.A., Dvorkin M., Kulikov A.S., et al. SPAdes: a new genome assembly algorithm and its applications to single-cell sequencing. J Comput Biol. 2012;19:455-477. DOI: 10.1089/cmb.2012.0021
  • 20. Lee I., Chalita M., Ha S.-M., Na S.-I., Yoon S.-H., Chun J. ContEst16S: an algorithm that identifies contaminated prokaryotic genomes using 16S RNA gene sequences. Int J Syst Evol Microbiol. 2017;67:2053-2057. DOI: 10.1099/ijsem.0.001872
  • 21. Parks D.H., Imelfort M., Skennerton C.T., Hugenholtz P., Tyson G.W. CheckM: assessing the quality of microbial genomes recovered from isolates, single cells, and metagenomes. Genome Res. 2015;25:1043-1055. DOI: 10.1101/gr.186072.114
  • 22. Gurevich A., Saveliev V., Vyahhi N., Tesler G. QUAST: Quality assessment tool for genome assemblies. Bioinformatics. 2013;29:1072-1075. DOI: 10.1093/bioinformatics/btt086
  • 23. ResFinder 4.1. Available at: https://cge.cbs.dtu.dk/services/ResFinder. Accessed July 2021.
  • 24. Galaxy Australia. Available at: https://usegalaxy.org.au/. Accessed July 2021.
  • 25. Basic Local Alignment Search Tool (BLAST). Available at: https://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi. Accessed July 2021.
  • 26. Integrall. The Integron Database. Available at: http://integrall.bio.ua.pt/. Accessed July 2021.
  • 27. Public databases for molecular typing and microbial genome diversity (PubMLST). Achromobacter spp. Available at: https://pubmlst.org/organisms/achromobacter-spp. Accessed July 2021.
  • 28. Rossi E., La Rosa R., Bartell J.A., Marvig R.L., Haagensen J.A.J., Sommer L.M., et al. Pseudomonas aeruginosa adaptation and evolution in patients with cystic fibrosis. Nat Rev Microbiol. 2021;19(5):331-342. DOI: 10.1038/s41579-020-00477-5
  • 29. Silva I.N., Santos P.M., Santos M.R., Zlosnik J.E.A., Speert D.P., Buskirk S.W., et al. Long-Term evolution of Burkholderia multivorans during a chronic cystic fibrosis infection reveals shifting forces of selection. mSystems. 2016;1(3):e00029-16. DOI: 10.1128/mSystems.00029-16
  • 30. Ridderberg W., Nielsen S.M., Nørskov-Lauritsen N. Genetic adaptation of Achromobacter sp. during persistence in the lungs of cystic fibrosis patients. PLoS One. 2015;10(8):e0136790. DOI: 10.1371/journal.pone.0136790
  • 31. Cameron L.C., Bonis B., Phan C.Q., Kent L.A., Lee A.K., Hunter R.C. A putative enoyl-CoA hydratase contributes to biofilm formation and the antibiotic tolerance of Achromobacter xylosoxidans. NPJ Biofilms Microbiomes. 2019;6;5(1):20. DOI: 10.1038/s41522-019-0093-6
  • 32. Novikov A., Marr N., Caroff M. A comparative study of the complete lipopolysaccharide structures and biosynthesis loci of Bordetella avium, B. hinzii, and B. trematum. Biochimie. 2019;159:81-92. DOI: 10.1016/j.biochi.2018.12.011
  • 33. Domingues S., da Silva G.J., Nielsen K.M. Integrons: Vehicles and pathways for horizontal dissemination in bacteria. Mob Genet Elements. 2012;2(5):211-223. DOI: 10.4161/mge.22967
  • 34. Schlüter A., Heuer H., Szczepanowski R., Poler S.M., Schneiker S., Pühler A., Top E.M. Plasmid pB8 is closely related to the prototype IncP-1beta plasmid R751 but transfers poorly to Escherichia coli and carries a new transposon encoding a small multidrug resistance efflux protein. Plasmid. 2005;54(2):135-148. DOI: 10.1016/j.plasmid.2005.03.001
  • 35. Maurya A.P., Talukdar A.D., Dhar Chanda D., ChakravartyA., Bhattacharjee A. Genetic environment of OXA-2 betalactamase producing Gram-negative bacilli from a tertiary referral hospital. Indian J Med Res. 2015;141(3):368-369. DOI: 10.4103/0971-5916.156584
Просмотров
0 Аннотация
0 PDF
0 Цитирования
Поделились