Gen vừa gây virulent, phân tích hệ thống phân loại, và kháng sinh của Escherichia coli được phân lập từ nhiễm trùng đường tiết niệu ở bệnh nhân nội trú và ngoại trú

Journal of Applied Genetics - Tập 63 - Trang 805-813 - 2022
Safoura Derakhshan1,2, Samira Saedi3, Amjad Ahmadi4, Manouchehr Ahmadi Hedayati2
1Liver and Digestive Research Center, Research Institute for Health Development, Kurdistan University of Medical Sciences, Sanandaj, Iran
2Lung Diseases and Allergy Research Center, Research Institute for Health Development, Kurdistan University of Medical Sciences, Sanandaj, Iran
3Student Research Committee, Tabriz University of Medical Sciences, Tabriz, Iran
4Student Research Committee, Hamadan University of Medical Sciences, Hamadan, Iran

Tóm tắt

Các chủng Escherichia coli gây nhiễm trùng đường tiết niệu (UPEC) là nguyên nhân phổ biến nhất gây nhiễm trùng đường tiết niệu (UTI) ở bệnh nhân trong bệnh viện và bệnh nhân cộng đồng. Mục tiêu của nghiên cứu này là so sánh các đặc điểm di truyền của E. coli được phân lập từ bệnh nhân nội trú (IPs) và bệnh nhân ngoại trú (OPs) với nhiễm trùng đường tiết niệu về mặt phát sinh loài, đặc điểm gây virulent và xu hướng kháng thuốc. Trong nghiên cứu cắt ngang này, 130 chủng E. coli không có liên quan về dịch tễ đã được thu thập từ các bệnh nhân mắc UTI. Việc sản xuất enzyme beta-lactamase phổ rộng (ESBL) được phát hiện thông qua phương pháp đĩa kết hợp. Các gen gây virulent của UPEC và E. coli có tính gây bệnh đường ruột (IPEC) được phát hiện bằng phản ứng chuỗi polymerase. Các chủng được phân tích để xác định nhóm phát sinh loài. Giá trị P < 0,05 được coi là có ý nghĩa thống kê. Trong số 130 chủng, 62,3% đến từ bệnh nhân ngoại trú và 37,7% từ bệnh nhân nội trú. Khoảng 35,8% bệnh nhân ngoại trú và 49% bệnh nhân nội trú có kết quả dương tính với ESBL. Thêm vào đó, 56,8% bệnh nhân ngoại trú và 59,2% bệnh nhân nội trú có kết quả dương tính với các gen gây virulent của UPEC. Đáng chú ý, 50% các chủng từ mỗi nhóm bộc lộ các đặc tính gây virulent của IPEC. Nhóm phát sinh loài chiếm ưu thế là B2 (43,2% ở bệnh nhân ngoại trú và 40,8% ở bệnh nhân nội trú). Không tìm thấy sự khác biệt có ý nghĩa thống kê giữa các chủng nội trú và ngoại trú (P > 0,05). Kết quả của chúng tôi có thể chỉ ra rằng cũng cần chú ý đến các tiêu chuẩn vệ sinh trong cộng đồng. Tính plastid di truyền rõ rệt của E. coli đã cho phép sự xuất hiện của các chủng thể hiện nhiều gen từ các kiểu bệnh khác nhau. Việc phân loại các chủng E. coli ở các khu vực khác nhau có thể hướng dẫn việc lựa chọn các chiến lược kiểm soát nhiễm trùng hiệu quả.

Từ khóa

#Escherichia coli #nhiễm trùng đường tiết niệu #gen gây virulent #kháng sinh #bệnh nhân nội trú #bệnh nhân ngoại trú

Tài liệu tham khảo

Abe CM, Salvador FA, Falsetti IN, Vieira MA, Blanco J, Blanco JE et al (2008) Uropathogenic Eschersichia coli (UPEC) strains may carry virulence properties of diarrhoeagenic E. coli. FEMS Immunol Med Microbiol 52(3):397–406 Akhavizadegan H, Hosamirudsari H, Pirroti H, Akbarpour S (2021) Antibiotic resistance: a comparison between inpatient and outpatient uropathogens. East Mediterr Health J 27(2):124–130 Aranda K, Fagundes-Neto U, Scaletsky IC (2004) Evaluation of multiplex PCRs for diagnosis of infection with diarrheagenic Escherichia coli and Shigella spp. J Clin Microbiol 42(12):5849–5853 Bakhtiari S, Mahmoudi H, Seftjani SK, Amirzargar MA, Ghiasvand S, Ghaffari ME et al (2020) Antibiotic resistance pattern and phylogenetic groups of the uropathogenic Escherichia coli isolates from urinary tract infections in Hamedan, west of Iran. Iranian J Microbiol 12(5):388 Beceiro A, Tomás M, Bou G (2013) Antimicrobial resistance and virulence: a successful or deleterious association in the bacterial world? Clin Microbiol Rev 26(2):185–230 Bien J, Sokolova O, Bozko P (2012) Role of uropathogenic Escherichia coli virulence factors in development of urinary tract infection and kidney damage. Int J Nephrol 2012:681473 Bou G, Cervero G, Dominguez M, Quereda C, Martinez-Beltran J (2000) PCR-based DNA fingerprinting (REP-PCR, AP-PCR) and pulsed-field gel electrophoresis characterization of a nosocomial outbreak caused by imipenem-and meropenem-resistant Acinetobacter baumannii. Clin Microbiol Infect 6(12):635–643 Clermont O, Christenson JK, Denamur E, Gordon DM (2013) The Clermont Escherichia coli coli phylo-typing method revisited: improvement of specificity and detection of new phylo-groups. Environ Microbiol Reports 5(1):58–65 CLSI (2020) Performance standards for antimicrobial susceptibility testing. 30th ed. CLSI supplement M100. Clinical and Laboratory Standards Institute, Wayne, PA Cristea VC, Gheorghe I, Czobor Barbu I, Popa LI, Ispas B, Grigore GA et al (2019) Snapshot of phylogenetic groups, virulence, and resistance markers in Escherichia coli uropathogenic strains isolated from outpatients with urinary tract infections in Bucharest, Romania. BioMed Res Int 2019:5712371 Fernández A, Pérez A, Ayala JA, Mallo S, Rumbo-Feal S, Tomás M et al (2012) Expression of OXA-type and SFO-1 β-lactamases induces changes in peptidoglycan composition and affects bacterial fitness. Antimicrob Agents Chemother 56(4):1877–1884 Gajdács M, Ábrók M, Lázár A, Burián K (2019) Comparative epidemiology and resistance trends of common urinary pathogens in a tertiary-care hospital: a 10-year surveillance study. Medicina 55(7):356 Grabe M, Bjerklund-Johansen T, Botto H, Çek M, Naber K, Tenke P et al (2015) Guidelines on urological infections. European Association of Urology 182:237–257 Iranpour D, Hassanpour M, Ansari H, Tajbakhsh S, Khamisipour G, Najafi A (2015) Phylogenetic groups of Escherichia coli strains from patients with urinary tract infection in Iran based on the new Clermont phylotyping method. BioMed Res Int 2015:846219 Lara F, Nery DR, De Oliveira PM, Araujo ML, Carvalho FR, Messias-Silva LC et al (2017) Virulence markers and phylogenetic analysis of Escherichia coli strains with hybrid EAEC/UPEC genotypes recovered from sporadic cases of extraintestinal infections. Front Microbiol 8:146 Lavigne J-P, Bruyère F, Bernard L, Combescure C, Ronco E, Lanotte P et al (2016) Resistance and virulence potential of uropathogenic Escherichia coli strains isolated from patients hospitalized in urology departments: a French prospective multicentre study. J Med Microbiol 65(6):530–537 Le Bouguenec C, Archambaud M, Labigne A (1992) Rapid and specific detection of the pap, afa, and sfa adhesin-encoding operons in uropathogenic Escherichia coli strains by polymerase chain reaction. J Clin Microbiol 30(5):1189–1193 Lee J, Subhadra B, Son YJ, Kim D, Park H, Kim J et al (2016) Phylogenetic group distributions, virulence factors and antimicrobial resistance properties of uropathogenic Escherichia coli strains isolated from patients with urinary tract infections in South Korea. Lett Appl Microbiol 62(1):84–90 Matta R, Hallit S, Hallit R, Bawab W, Rogues A-M, Salameh P (2018) Epidemiology and microbiological profile comparison between community and hospital acquired infections: a multicenter retrospective study in Lebanon. J Infect Public Health 11(3):405–411 Muriuki CW, Ogonda LA, Kyanya C, Matano D, Masakhwe C, Odoyo E et al (2022) Phenotypic and genotypic characteristics of uropathogenic Escherichia coli isolates from Kenya. Microbial Drug Resistance 28(1):31–38 Nabti LZ, Sahli F, Radji N, Mezaghcha W, Semara L, Aberkane S et al (2019) High prevalence of multidrug-resistant Escherichia coli in urine samples from inpatients and outpatients at a tertiary care hospital in Setif. Algeria Microbial Drug Resist 25(3):386–393 Nguyen TV, Le Van P, Le Huy C, Gia KN, Weintraub A (2005) Detection and characterization of diarrheagenic Escherichia coli from young children in Hanoi. Vietnam J Clin Microbiol 43(2):755–760 Nishi J, Sheikh J, Mizuguchi K, Luisi B, Burland V, Boutin A et al (2003) The export of coat protein from enteroaggregative Escherichia coli by a specific ATP-binding cassette transporter system. J Biol Chem 278(46):45680–45689 Norouzian H, Katouli M, Shahrokhi N, Sabeti S, Pooya M, Bouzari S (2019) The relationship between phylogenetic groups and antibiotic susceptibility patterns of Escherichia coli strains isolated from feces and urine of patients with acute or recurrent urinary tract infection. Iranian J Microbiol 11(6):478 Olesen B, Kolmos H, Ørskov F, Ørskov I (1995) A comparative study of nosocomial and community-acquired strains of Escherichia coli causing bacteraemia in a Danish University Hospital. J Hosp Infect 31(4):295–304 Olesen B, Scheutz F, Andersen RL, Menard M, Boisen N, Johnston B et al (2012) Enteroaggregative Escherichia coli O78: H10, the cause of an outbreak of urinary tract infection. J Clin Microbiol 50(11):3703–3711 Ouedraogo A-S, Sanou M, Kissou A, Sanou S, Solaré H, Kaboré F et al (2016) High prevalence of extended-spectrum ß-lactamase producing enterobacteriaceae among clinical isolates in Burkina Faso. BMC Infect Dis 16(1):1–9 Paniagua-Contreras GL, Monroy-Pérez E, Bautista A, Reyes R, Vicente A, Vaca-Paniagua F et al (2018) Multiple antibiotic resistances and virulence markers of uropathogenic Escherichia coli from Mexico. Pathogens and Global Health 112(8):415–420 Piatti G, Mannini A, Balistreri M, Schito AM (2008) Virulence factors in urinary Escherichia coli strains: phylogenetic background and quinolone and fluoroquinolone resistance. J Clin Microbiol 46(2):480–487 Regua-Mangia AH, Irino K, da Silva PR, Pimentel Bezerra RM, Santos Périssé AR, Teixeira LM (2010) Molecular characterization of uropathogenic and diarrheagenic Escherichia coli pathotypes. J Basic Microbiol 50(S1):S107–S115 Tabasi M, Karam MRA, Habibi M, Mostafavi E, Bouzari S (2016) Genotypic characterization of virulence factors in Escherichia coli isolated from patients with acute cystitis, pyelonephritis and asymptomatic bacteriuria. J Clin Diagnostic Res 10(12):DC01–DC07 Tille P (2015) Bailey & Scott's diagnostic microbiology: Elsevier Health Sciences Toval F, Köhler C-D, Vogel U, Wagenlehner F, Mellmann A, Fruth A et al (2014a) Characterization of Escherichia coli isolates from hospital inpatients or outpatients with urinary tract infection. J Clin Microbiol 52(2):407–418 Toval F, Schiller R, Meisen I, Putze J, Kouzel IU, Zhang W et al (2014b) Characterization of urinary tract infection-associated Shiga toxin-producing Escherichia coli. Infect Immun 82(11):4631–4642 Yamamoto S, Terai A, Yuri K, Kurazono H, Takeda Y, Yoshida O (1995) Detection of urovirulence factors in Escherichia coli by multiplex polymerase chain reaction. FEMS Immunol Med Microbiol 12(2):85–90