perinatologyРоссийский вестник перинатологии и педиатрииRossiyskiy Vestnik Perinatologii i Pediatrii (Russian Bulletin of Perinatology and Pediatrics)1027-40652500-2228Ltd. “The National Academy of Pediatric Science and Innovation”10.21508/1027-4065-2018-63-5-139-146perinatology-739Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL ARTICLESВИРУЛЕНТНОСТЬ И АНТИБИОТИКОРЕЗИСТЕНТНОСТЬ ИЗОЛЯТОВ KLEBSIELLA PNEUMONIAE У НОВОРОЖДЕННЫХ С ЛОКАЛИЗОВАННЫМИ И ГЕНЕРАЛИЗОВАННЫМИ ФОРМАМИ КЛЕБСИЕЛЛЕЗНОЙ ИНФЕКЦИИVIRULENCE AND ANTIBIOTIC RESISTANCE OF ISOLATES OF KLEBSIELLA PNEUMONIAE IN NEWBORNS WITH LOCALIZED AND GENERALIZED FORMS OF INFECTIONhttps://orcid.org/0000-0002-9013-4402ХаертыновХ. С.KhaertynovKh. S.

к.м.н., доц. кафедры детских инфекций.

https://orcid.org/0000-0003-1050-9081АнохинВ. А.AnohinV. A.

д.м.н., проф., зав. кафедрой детских инфекций.

https://orcid.org/0000-0002-9427-5739РизвановА. А.RizvanovA. A.

д.б.н., проф. кафедры генетики Института фундаментальной медицины и биологии.

ДавидюкЮ. H.DavidyukYu. N.

ст. научн. сотр. Open Lab «Генные и клеточные технологии» Института фундаментальной медицины и биологии.

ХалиуллинаС. В.KhaliullinaS. V.

д.м.н., доц. кафедры детских инфекций.

420012 Казань, ул. Бутлерова, д. 49.

https://orcid.org/0000-0002-1322-2601ЛюбинС. А.LyubinS. A.

зав. отделением реанимации новорожденных.

420034 Казань, ул. Декабристов, д. 125а.

КазаковаФ. М.KazakovaF. M.

зав. отделением патологии новорожденных.

СатрутдиновМ. А.SatrutdinovM. A.

зав. отделением реанимации новорожденных.

420138 Казань, ул. Оренбургский тракт, д. 140.

ФаттаховМ. Г.FattahovM. G.

зав. отделением реанимации новорожденных.

420064 Казань, ул. Оренбургский тракт, д. 138.

ФГБОУ ВО «Казанский государственный медицинский университет» Минздрава РФ.РоссияKazan State Medical University.Russian FederationФГАОУВО Казанский (Приволжский) федеральный университет Министерства образования РФ.РоссияKazan (Privolzhsky) Federal University.Russian FederationГАУЗ Городская детская больница № 1.РоссияCity Children’s Hospital No. 1.Russian FederationГАУЗ Детская республиканская клиническая больница.РоссияChildren’s Republican Clinical Hospital.Russian FederationГАУЗ Республиканская клиническая больница.РоссияRepublican Clinical Hospital.Russian Federation201819112018635139146Copyright © Ltd. “The National Academy of Pediatric Science and Innovation”, 20182018Ltd. “The National Academy of Pediatric Science and Innovation”Ltd. “The National Academy of Pediatric Science and Innovation”https://www.ped-perinatology.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.ped-perinatology.ru/jour/article/view/739Цель

Цель: изучение влияния вирулентности и чувствительности к антибиотикам K. pneumoniae на течение и исход локализованных и генерализованных форм инфекции у новорожденных.

Проведено исследование 25 изолятов K. pneumoniae, выделенных из крови (12 изолятов) и кала (13 изолятов) детей с различными формами неонатальной инфекции. Первую группу составили 12 детей с бактериологически доказанным неонатальным сепсисом, из крови которых была выделена K. pneumoniae. Во вторую группу вошли 13 детей с локализованной бактериальной инфекцией, протекавшей в форме пневмонии, у которых K. pneumoniae была выделена из кала. Методом полимеразной цепной реакции проведено определение факторов вирулентности изолятов K. pneumoniae – rmpA, аэробактина и колибактина. Определение чувствительности K. pneumoniae к антибиотикам проводилось методом Kirby–Bauer. Для выявления способности K. pneumoniae продуцировать β-лактамазы расширенного спектра действия (БЛРС) был использован метод двойных дисков.

Результаты

Результаты. В первой группе у 8 из 12 детей изоляты K. pneumoniae продуцировали БЛРС. Бактерии были чувствительны к меропенему, амикацину, в 4 случаях – к ципрофлоксацину. У одного ребенка отмечалась устойчивость бактерий к меропенему. Остальные 4 изолята были чувствительны к цефалоспоринам 3-го поколения, защищенным аминопенициллинам, амикацину, меропенему и ципрофлоксацину. Ген rmpA был выявлен в изолятах K. pneumoniae у 6 детей. Исследование этих колоний K. pneumoniae дало во всех случаях положительный результат на «стринг-тест». У 3 изолятов выявлены гены сидерофоров, аэробактина и колибактина. Аэробактин и колибактин продуцировали только штаммы, несущие ген rmpA. Во второй группе детей БЛРС продуцировали 3 изолята K. pneumoniae (23%). Ген rmpA был обнаружен в 8 из 13 случаев, гены аэробактина и колибактина – в 11 и 7 соответственно. «Стринг-тест» был положительным в 8 случаях, это были только rmpA-позитивные бактерии. Сидерофоры выявлялись как у rmpA-позитивных, так у rmpA-негативных изолятов. У 2 детей микробы продуцировали БЛРС и были rmpA-позитивными. В одном случае изоляты не имели ни характерных факторов вирулентности, ни БЛРС.

Заключение

Заключение. Риск развития локализованных и генерализованных форм неонатальной клебсиеллезной инфекции в значительной мере определяется микробиологическими особенностями микроорганизма, его резистентностью и вирулентностью. Мы наблюдали клинические варианты заболевания, вызванные K. pneumoniae, обладающие одновременно двумя свойствами – высокой агрессивностью и устойчивостью к антибактериальной терапии.

Objective. To study the effect of virulence and antibiotic sensitivity of K. pneumoniae on the course and outcome of localized and generalized forms of infection in newborns.The authors studied 25 samples of K. pneumoniae isolated from the blood (12 isolates) and feces (13 isolates) of the children with various forms of neonatal infection. Group 1 consisted of 12 children with bacteriologically proven neonatal sepsis, K. pneumoniae was isolated of their blood. Group 2 included 13 children with localized bacterial infection in the form of pneumonia, K. pneumoniae was isolated from their feces. The PCR method was used to determine the virulence factors of the isolates of K. pneumoniae-rmpA, aerobactin and colibactin. The sensitivity of K. pneumoniae to antibiotics was determined by the Kirby-Bauer method. The double disk method was used to determine the ability of K. pneumoniae to produce extended-spectrum β-lactamases (ESBL).Results. In Group 1 the isolates of K. pneumoniae produced ESBL in 8 children out of 12. The bacteria were sensitive to meropenem, amikacin and ciprofloxacin in 4 cases. One child demonstrated resistance to meropenem. The remaining 4 isolates were sensitive to the third-generation cephalosporins protected by aminopenicillins, amikacin, meropenem and ciprofloxacin. The rmpA gene was determined in the K. pneumoniae isolates in 6 children. The “string-test” of these colonies of K. pneumoniae in all cases gave a positive result. The genes of siderophores, aerobactin and colibactin were found in 3 isolates. Aerobactin and colibactin produced only rmpA-bearing strains. 3 isolates (23%) of K. pneumoniae produced ESBL in Group 2. In 8 out of 13 cases there was rmpA–gene and genes of aerobactin and colibactin in 11 and 7 cases accordingly. The “string-test” was positive in 8 cases, and there were only rmpA-positive bacteria. Siderophores were detected both in rmpA-positive and rmpA-negative isolates. The microbes produced BLBR and were rmpA-positive in 2 children. In one case, the isolates had neither the characteristic virulence factors, nor BLBR.Conclusion. The risk of developing localized and generalized forms of neonatal klebsiella infection is largely determined by microbiological features of the microorganism, its resistance and virulence. We observed clinical variants of the disease caused by K. pneumoniae, which simultaneously had two properties: high aggressiveness and resistance to antibiotic therapy.

детинеонатальный сепсисKlebsiella pneumoniaeвирулентностьантибиотикорезистентностьchildrenneonatal sepsisKlebsiella pneumoniaevirulenceantibiotic resistanceReferencesVerma P., Berwal P.K., Nagaraj N., Swami S., Jivaji P., Narayan S. Neonatal sepsis: epidemiology, clinical spectrum. Recent antimicrobial agents and their antibiotic susceptibility pattern. Int J Contemp Pediatr 2015; 2: 176–180. DOI: 10.18203/2349-3291.ijcp20150523Verma P., Berwal P.K., Nagaraj N., Swami S., Jivaji P., Narayan S. Neonatal sepsis: epidemiology, clinical spectrum. Recent antimicrobial agents and their antibiotic susceptibility pattern. Int J Contemp Pediatr 2015; 2: 176–180. DOI: 10.18203/2349-3291.ijcp20150523Camacho-Gonzales A., Spearman P.W., Stoll B.J. Neonatal infectious diseases: evaluation of neonatal sepsis. Pediatr Clin North A 2013; 60: 367–389. DOI: 10.1016/j.pcl.2012.12.003Camacho-Gonzales A., Spearman P.W., Stoll B.J. Neonatal infectious diseases: evaluation of neonatal sepsis. Pediatr Clin North A 2013; 60: 367–389. DOI: 10.1016/j.pcl.2012.12.003Borghesi A., Stronati M. Superbugs and antibiotics in the newborn. Journal of Pediatric and Neonatal Individualized Medicine 2015; 4(2): e040253. DOI: 10.7363/040253Borghesi A., Stronati M. Superbugs and antibiotics in the newborn. Journal of Pediatric and Neonatal Individualized Medicine 2015; 4(2): e040253. DOI: 10.7363/040253Stoll B.J., Hansen N.I., Fanaroff A.A., Wright L.L., Carlo W.A., Ehrenkranz R.A. et al. Late onset sepsis in very low birth weight neonates: the experience of the NICHD Neonatal Research Network. Pediatrics 2002; 110: 285–291.Stoll B.J., Hansen N.I., Fanaroff A.A., Wright L.L., Carlo W.A., Ehrenkranz R.A. et al. Late onset sepsis in very low birth weight neonates: the experience of the NICHD Neonatal Research Network. Pediatrics 2002; 110: 285–291.Dong Y., Speer C.P. Late-onset neonatal sepsis: recent developments. Arch Dis Child Fetal Neonatal Ed 2015; 100(3): F257–263. DOI: 10.1136/archdischild-2014-306213Dong Y., Speer C.P. Late-onset neonatal sepsis: recent developments. Arch Dis Child Fetal Neonatal Ed 2015; 100(3): F257–263. DOI: 10.1136/archdischild-2014-306213Zea-Vera A., Ochoa T.J. Challenges in the diagnosis and management of neonatal sepsis. J Trop Pediatr 2015; 61: 1–13. DOI: 10.1093/tropej/fmu079Zea-Vera A., Ochoa T.J. Challenges in the diagnosis and management of neonatal sepsis. J Trop Pediatr 2015; 61: 1–13. DOI: 10.1093/tropej/fmu079Podschun R., Ullmann U. Klebsiella spp. As Nosocomial Pathogens: Epidemiology, Taxonomy, Typing Methods, and Pathogenicity Factors. Clin Microbiol Rev 1998; 4: 11: 589–603.Podschun R., Ullmann U. Klebsiella spp. As Nosocomial Pathogens: Epidemiology, Taxonomy, Typing Methods, and Pathogenicity Factors. Clin Microbiol Rev 1998; 4: 11: 589–603.Haller S., Eller C., Hermes J., Kaase M., Steglich M., Radonic A. et al. What caused the outbreak of ESBL-producing Klebsiella pneumoniae in a neonatal intensive care unit, Germany 2009 to 2012? Reconstucting transmission with epidemiological analysis and whole-genome sequencing. BMJ 2015; 5: e007397. DOI: 10.1136/bmjopen-2014-007397Haller S., Eller C., Hermes J., Kaase M., Steglich M., Radonic A. et al. What caused the outbreak of ESBL-producing Klebsiella pneumoniae in a neonatal intensive care unit, Germany 2009 to 2012? Reconstucting transmission with epidemiological analysis and whole-genome sequencing. BMJ 2015; 5: e007397. DOI: 10.1136/bmjopen-2014-007397Хаертынов Х.С., Анохин В.А., Николаева И.В., Семенова Д.Р., Любин С.А., Агапова И.В. и др. Клебсиеллезный неонатальный сепсис. Медицинский вестник Северного Кавказа 2016; 11(1): 82–86. DOI: 10.14300/mnnc.2016.11004Хаертынов Х.С., Анохин В.А., Николаева И.В., Семенова Д.Р., Любин С.А., Агапова И.В. и др. Клебсиеллезный неонатальный сепсис. Медицинский вестник Северного Кавказа 2016; 11(1): 82–86. DOI: 10.14300/mnnc.2016.Broberg C.A., Palacios M., Miller V.L. Klebsiella: a long way to go towards understanding this enigmatic jet-setter. F1000Prime Reports 2014; 6: 64: DOI: 10.12703/P6-64[Khaertynov Kh.S., Anohin V.A., Nikolaeva I.V., Semenova D.R., Lyubin S.A., Agapova I.V. et al. Neonatal sepsis caused by Klebsiella. Meditsinskij vestnik Severnogo Kavkaza 2016; 11:82–86. DOI: 10.14300/mnnc.2016. 11004 (in Russ)]Li B., ZhaoY., Liu C., Zhou D. Molecular pathogenesis of Klebsiella pneumonia. Future Microbiol 2014; 9: 9: 1071–1081. DOI: 10.2217/fmb.14.48Broberg C.A., Palacios M., Miller V.L. Klebsiella: a long way to go towards understanding this enigmatic jet-setter. F1000Prime Reports 2014; 6: 64: DOI: 10.12703/P6-64Liu Y.C., Cheng D.L., Lin C.L. Klebsiella pneumoniae liver abscess associated with septic endophthalmitis. Arch Intern Med 1986; 146: 1913–1916.Li B., ZhaoY., Liu C., Zhou D. Molecular pathogenesis of Klebsiella pneumonia. Future Microbiol 2014; 9: 9: 1071–1081. DOI: 10.2217/fmb.14.48Cheng D.L., Liu Y.C., Yen M.Y., Liu C.Y., Wang R.S. Septic metastatic lesions of pyogenic liver abscess. Their association with Klebsiella pneumoniae bacteremia in diabetic patients. Arch Intern Med 1991; 151: 1557–1559.Liu Y.C., Cheng D.L., Lin C.L. Klebsiella pneumoniae liver abscess associated with septic endophthalmitis. Arch Intern Med 1986; 146: 1913–1916.Wang J.H., Liu Y.C., Lee S.S., Yen M.Y., Chen Y.S., Wang J.H. et al. Primary liver abscess due to Klebsiella pneumoniae in Taiwan. Clin Infect Dis 1998; 26: 1434–1438.Cheng D.L., Liu Y.C., Yen M.Y., Liu C.Y., Wang R.S. Septic metastatic lesions of pyogenic liver abscess. Their association with Klebsiella pneumoniae bacteremia in diabetic patients. Arch Intern Med 1991; 151: 1557–1559.Shon A.S., Bajwa R.P., Russo T.A. Hypervirulent (hypermucoviscous) Klebsiella pneumoniae: a new and dangerous breed. Virulence 2013; 4: 2: 107–118. DOI: 10.4161/viru.22718Wang J.H., Liu Y.C., Lee S.S., Yen M.Y., Chen Y.S., Wang J.H. et al. Primary liver abscess due to Klebsiella pneumoniae in Taiwan. Clin Infect Dis 1998; 26: 1434–1438.Decré D., Verdet C., Emirian A., Le Gourrierec T., Petit J.C., Offenstadt G. et al. Emerging severe and fatal infections due to Klebsiella pneumoniaein two university hospitals in France. J Clin Microbiol 2011; 49: 3012–3014. DOI: 10.1128/JCM.00676-11Shon A.S., Bajwa R.P., Russo T.A. Hypervirulent (hypermucoviscous) Klebsiella pneumoniae: a new and dangerous breed. Virulence 2013; 4: 2: 107–118. DOI: 10.4161/viru.22718Bialek-Davenet S., Criscuolo A., Ailloud F., Passet V., Jones L., Delannoy-Vieillard A.S. et al. Genomic definition of hypervirulent and multidrug-resistant Klebsiella pneumoniae clonal groups. Emerg Infect Dis 2014; 20: 1812–1820. DOI: 10.3201/eid2011.14020622Decré D., Verdet C., Emirian A., Le Gourrierec T., Petit J.C., Offenstadt G. et al. Emerging severe and fatal infections due to Klebsiella pneumoniaein two university hospitals in France. J Clin Microbiol 2011; 49: 3012–3014. DOI: 10.1128/JCM.00676-11Surgers L., Boyd A., Girard P.M., Arlet G., Decré D. ESBLProducing Strain of Hypervirulent Klebsiella pneumoniae K2, France. Emerging Infectious Diseases 2016; 22(9): 1687–1688. DOI: 10.3201/eid2209.160681Bialek-Davenet S., Criscuolo A., Ailloud F., Passet V., Jones L., Delannoy-Vieillard A.S. et al. Genomic definition of hypervirulent and multidrug-resistant Klebsiella pneumoniae clonal groups. Emerg Infect Dis 2014; 20: 1812–1820. DOI: 10.3201/eid2011.14020622Khaertynov Kh.S., Anokhin V.A., Davidyuk Y.N., Nicolaeva I.V., Khalioullina S.V., Semyenova D.R., Alatyrev E.Yu., Skvortsova N.N., Abrahamyan L.G. Case of meningitis in a neonate caused by an extended-spectrum-beta-lactamaseproducing strain of hypervirulent Klebsiella pneumoniae. Frontiers in Microbiology 2017; 8: 1576. DOI: 10.3389/fmicb.2017.01576Surgers L., Boyd A., Girard P.M., Arlet G., Decré D. ESBLProducing Strain of Hypervirulent Klebsiella pneumoniae K2, France. Emerging Infectious Diseases 2016; 22(9): 1687–1688. DOI: 10.3201/eid2209.160681Алексеев В.В., Алипов А.Н., Андреев В.А., Антонов В.Г., Асеев М.В., Бадиков В.Д. и др. Медицинские лабораторные технологии: руководство по клинической лабораторной диагностике. 3-е издание. Под редакцией А.И.Карпищенко. М: ГЭОТАР-Медиа 2013; 792.Khaertynov Kh.S., Anokhin V.A., Davidyuk Y.N., Nicolaeva I.V., Khalioullina S.V., Semyenova D.R., Alatyrev E.Yu., Skvortsova N.N., Abrahamyan L.G. Case of meningitis in a neonate caused by an extended-spectrum-beta-lactamaseproducing strain of hypervirulent Klebsiella pneumoniae. Frontiers in Microbiology 2017; 8: 1576. DOI: 10.3389/fmicb.2017.01576Collee J.G., Mackie T.J., McCartney J.E. Practical medical microbiology, 14th edn. New York, Churchill Livingstone, 1996; 978.Alekseev V.V., Alipov A.N., Andreev V.A., Antonov V.G., Aseev M.A., Badikov V.D. et al. Medical laboratory technologies. A.I. Karpishchenko (ed). Moscow: GEHOTАR-Media 2013; 792. (in Russ)Collee J.G., Mackie T.J., McCartney J.E. Practical medical microbiology, 14th edn. New York, Churchill Livingstone, 1996; 978.Collee J.G., Mackie T.J., McCartney J.E. Practical medical microbiology, 14th edn. New York, Churchill Livingstone, 1996; 978.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.