Панель праймеров для оценки генов антибиотикорезистентности с детекцией результатов в формате реального времени

Актуальность. Все большее значение приобретает проблема распространения антибиотикорезистентности среди возбудителей нозокомиальных инфекций. С целью совершенствования микробиологического мониторинга целесообразно применение методов, позволяющих быстро определять наибольшее количество детерминант антибиотикорезистентности. В связи с этим представляется актуальной разработка ПЦР тест-систем для детекции генов антибиотикорезистентности, в частности, для скрининга госпитализируемых пациентов и выявления случаев внутрибольничного заражения.

Цель. Разработать панель праймеров для детекции генов антибиотикорезистентности с помощью ПЦР с визуализацией результатов в режиме реального времени.

Материалы и методы. Для дизайна специфичных праймеров и зондов использовались референсные последовательности из баз данных Национального центра биотехнологической информации (NCBI). Подбор праймеров и оценку специфичности осуществляли при помощи программ NCBI PrimerBlast и Primer3. Тестирование праймеров для ПЦР-амплификации ряда генов антибиотикорезистентности проводилось на штаммах Кlebsiella pneumoniae. Данные штаммы были выделены из клинического материала реанимационных пациентов с COVID-19, и проведено полногеномное секвенирование штаммов с детальной оценкой резистома, вирулома. Осуществлено сравнение результатов полногеномного секвенирования и мультиплексной real-time ПЦР.

Результаты. Нами разработан набор праймеров для детекции генов антибиотикорезистентности, в том числе карбапенемаз, с помощью мультиплексной ПЦР в режиме реального времени.

Заключение. Разработанная панель праймеров может быть использована для скрининга изолятов Klebsiella pneumoniae на наличие генов резистентности, в дальнейшем требуется расширение спектра детектируемых генов и апробация панели на клиническом материале.

1. Davies J. Origins and Evolution of Antibiotic Resistance / J. Davies, D. Davies. Microbiology and Molecular Biology reviews. Microbiol Mol Biol Rev. 2010. Vol. 74. №. 3. P. 417-33. DOI: 10.1128/MMBR.00016-10.

2. Виноградова К.А. Устойчивость микроорганизмов к антибиотикам: резистома, ее объем, разнообразие и развитие / К. А. Виноградова, В. Г. Булгакова, А. Н. Полин, П. А. Кожевин. Антибиотики и химиотерапия. 2013. № 58. С. 38–41.]

3. Pendleton JN. Clinical relevance of the ESKAPE pathogens / S. P. Gorman, B. F. Gilmore. Expert Rev. AntiInfect. Ther. 2013. Vol. 11, №. 3. P. 297–308. DOI: 10.1586/eri.13.12.

4. Намазова-Баранова Л.С. Антибиотикорезистентность в современном мире / Л. С. Намазова-Баранова, А. А. Баранов. Педиатрическая фармакология. 2017. № 14 (5). С. 341–354.]

5. Rice LB. Federal funding for the study of antimicrobial resistance in nosocomial pathogens: no ESKAPE. The Journal of infectious diseases. 2008. Vol. 197. №. 8. P. 1079–1081.

6. Shrivastava SR. World health organization releases global priority list of antibiotic-resistant bacteria to guide research, discovery, and development of new antibiotics / S. R. Shrivastava, P. S. Shrivastava, J. Ramasamy. Journal of Medical Society. 2018. Vol. 32. №. 1. С. 76. DOI: 10.4103/jms.jms_25_17.

7. Detection of the sul2–strA–strB gene cluster in an ice core from Dome Fuji Station, East Antarctica / R. Aec, J. Nodac, Y. I. Iizukad, et al. Journal of Global Antimicrobial Resistance. 2019. Vol. 17. P. 72–78. DOI: 10.1016/j.jgar.2018.11.005.

8. Характеристика гипервирулентных мультиантибиотикорезистентных штаммов Klebsiella pneumoniae у стационарных пациентов с тяжелым течением COVID-19 / А. Е. Гончаров, Д. В. Азаров, А. С. Мохов и др. Инфекционные болезни. 2022. Т. 20, № 2. С. 33–40.]

9. Мохов А.С. Госпитальные штаммы нозокомиальных патогенов с экстремальной устойчивостью к антибиотикам: влияние пандемии COVID-19 / А. С. Мохов, Л. А. Краева, Е. А. Лебедева и др. Вестник гематологии. 2022. Т. XVIII, № 1. С. 48.]

10. Антибиотикорезистентность в стационаре: контролируем ли мы ситуацию? / C. В. Яковлев, Д. Н. Проценко, Т. В. Шахова и др. Антибиотики и химиотерапия. 2010. Т. 55. №. 1–2. С. 50–58.]

11. Распространение мультиантибиотикорезистентных возбудителей инфекций, связанных с оказанием медицинской помощи, в стационарах для лечения пациентов с COVID-19 / А. Е. Гончаров, Л. П. Зуева, А. С. Мохов и др. Эпидемиология и вакцинопрофилактика. 2021. Т. 20, № 2. С. 68–73.]

12. Rezazadeh M. Plasmid-Mediated Quinolone-Resistance (qnr) Genes in Clinical Isolates of Escherichia coli Collected from Several Hospitals of Qazvin and Zanjan Provinces, Iran. / M. Rezazadeh, H. Baghchesaraei, A. Peymani. Osong Public Health Res Perspect. 2016; 7(5):307–312. DOI: 10.1016/j.phrp.2016.08.003.

13. Lachmayr KL. Anthropogenically induced reservoirs of antibiotic resistance: the case of Massachusetts Bay. Doctoral dissertation. Harvard School of Public Health, 2007.

14. Matthew M. Plasmid-mediated beta-lactamases of Gram-negative bacteria: properties and distribution. J Antimicrob Chemother. 1979 Jul;5(4):349–58. DOI: 10.1093/jac/5.4.349.

15. Medeiros AA. Beta-lactamases. Br Med Bull. 1984 Jan;40(1):18–27. DOI: 10.1093/oxfordjournals.bmb. a071942.

16. Evaluation of phenotypic and genotypic patterns of aminoglycoside resistance in the Gramnegative bacteria isolates collected from pediatric and general hospitals / L. Azimi, S. Armin, H. Samadi Kafil, et al. Mol Cell Pediatr. 2022 Feb 4;9(1):2. DOI: 10.1186/s40348-022-00134-2.

17. The Prevalence of tet(A) and tet(M) Tetracycline Resistance Genes in Municipal Wastewater / J. Hubeny, M. Buta, W. Zieliński, et al. Journal of Ecological Engineering. 2019;20(10):1–6. DOI:10.12911/22998993/112714.

18. Antunes P. Dissemination of sulfonamide resistance genes (sul1, sul2, and sul3) in Portuguese Salmonella enterica strains and relation with integrons / P. Antunes, J. Machado, J. C. Sousa, L. Peixe. Antimicrob Agents Chemother. 2005 Feb;49(2):836–9. DOI: 10.1128/AAC.49.2.836-839.2005.