Полногеномное секвенирование в детекции внутрибольничного штамма Klebsiella pneumoniae ST392 — продуцента оксациллиназы OXA-48

Подготовила Анна Соколенко

Впервые штамм K. pneumoniae, продуцирующий карбапенемазу (оксациллиназу) OXA-48, был выделен в 2001 году от пациента в Турции. Позже вспышки инфекции, вызванные устойчивым штаммом, были зафиксированы и в других средиземноморских странах — в Северной Африке и на Ближнем Востоке. Отдельные случаи инфицирования отмечены и Европе, однако в целом уровень устойчивости к карбапенемам среди европейских штаммов остается низким. Например, в Испании — около 2% от всех выделенных культур.

Выявление карбапенемаз в лаборатории сопряжено с определенными трудностями: низкая гидролитическая активность фермента и отсутствие специфического ингибитора могут приводить к ложноотрицательным результатам. Поэтому для обнаружения продукции OXA-48 используют комбинацию двух или нескольких методов, таких как диско-диффузионный, колориметрический, латеральный проточный иммуноанализ и MALDI-TOF. Могут применяться генетические методы, такие как ПЦР в режиме реального времени, изотермическая амплификация (loop-mediated isothermal amplification, LAMP), ДНК-гибридизация и т.д. С помощью ДНК-чипов или латерального проточного иммуноанализа гены, кодирующие оксациллиназу, обнаруживают непосредственно в гемокультуре. 

Выявить гены устойчивости к карбапенемам можно и с помощью полногеномного секвенирования, как это было показано в работе, опубликованной Европейским центром по предотвращению и контролю заболеваний (ECDC). Авторы исследовали 17 штаммов K. pneumoniae, выделенных в 2015—2018 гг. от пациентов в Швеции, Норвегии, Финляндии, госпитализированных во время отдыха на Гран-Канария (Испания) или других островах архипелага. В качестве контроля использовали 4 референтных штамма K. pneumoniae. Все штаммы продуцировали OXA-48. Результаты  секвенирования были проанализированы с помощью биоинформационных конвейеров (pipeline) Шведского национального совета по вопросам здравоохранения и социального обеспечения (Public Health Agency of Sweden). У 13 штаммов, полученных от пациентов в Швеции и Норвегии, single-link кластеризация показала наличие близких кластеров, отличающихся на 0-8 SNP. Девять штаммов происходили из одного источника — больницы на острове Гран-Канария. В то же время 4 контрольных штамма не демонстрировали родственного происхождения. Геномы штаммов, выделенных в 2018 году, на 25 SNP отличались от геномов культур 2015-2016 гг.

Исследование подтвердило эффективность использования полногеномного секвенирования для выявления штаммов — продуцентов карбапенемаз. Кроме того, с помощью секвенирования генома и single-link кластеризации можно установить потенциальный источник инфекции, что важно для профилактики распространения антибиотикоустойчивых штаммов на новых территориях.

Источник

European Centre for Disease Prevention and Control. Carbapenemase-producing (OXA-48) Klebsiella pneumoniae ST392 in travellers previously hospitalised in Gran Canaria, Spain – 10 July 2018, Stockholm, 2018.