ردیابی ژن های M-blaCTX، blaTEM و blaSHV در جدایه های انتروباکتر کلوآکه
الموضوعات : Shelf Life of Food Products and Agricultural Productionsالهه برزم دهکردی 1 , الهه تاج بخش 2 , حسن ممتاز 3
1 - دکتری تخصصی، گروه میکروبیولوژی، دانشکده علوم پایه، واحد شهرکرد، دانشگاه آزاد اسلامی، شهرکرد، ایران
2 - استاد، گروه میکروبیولوژی، دانشکده علوم پایه، واحد شهرکرد، دانشگاه آزاد اسلامی، شهرکرد، ایران
3 - استاد، گروه میکروبیولوژی، دانشکده علوم پایه، واحد شهرکرد، دانشگاه آزاد اسلامی، شهرکرد، ایران
الکلمات المفتاحية: انتروباکتر کلوآکه, بتالاکتامازهای وسیعالطیف, مقاومت آنتیبیوتیکی,
ملخص المقالة :
سویههای انتروباکتر کلوآکه با داشتن عوامل حدت مختلف و مقاومت آنتیبیوتیکی چندگانه، عمدتاً بهعنوان یک پاتوژن فرصتطلب در ایجاد عفونتهای بیمارستانی محسوب می‌شوند. این مطالعه بر روی 65 جدایه انتروباکتر کلوآکه صورت گرفت، مقاومت آنتیبیوتیکی ایزوله های مورد بررسی و فراوانی ژن های بتالاکتامازهای وسیعالطیف به روش فنوتیپی مطابق دستورالعمل2018 CLSI با استفاده از روش دیسک ترکیبی و ژنوتیپی، در حضور پرایمرهای اختصاصی بررسی شد. از 65 جدایه انتروباکتر کلوآکه 25 ایزوله (26/38 درصد) در بررسی فنوتیپی مولد بتالاکتامازهای وسیع الطیف تشخیص داده شدند که فراوانی ژن های blaCTX-M، blaTEM و blaSHV به ترتیب 28 درصد، 32 درصد و 10 درصد گزارش گردید. در تجزیه‌وتحلیل آماری بین مقاومت به آنتیبیوتیکهای مورد بررسی و ژنهای bla ارتباط آماری معنیداری مشاهده نگردید. مطالعه حاضر حاكي از آن است که سویههای انتروباکتر کلوآکه مولد ESBL از شيوع نسبتاً بالايي برخوردارند. افزايش ميزان اين گونهها غالباً ناشي از تجويز غیرمنطقی آنتي بيوتيك ها است كه رفع اين مشكل مستلزم بهكارگيري عوامل ضدمیکروبی جديد و محدود نمودن استفاده غيرضروري از عوامل ضدميكروبي و افزايش بهره‌گيري از ابزارهاي كنترل عفونت مي باشد.
1. Medina M, Castillo-Pino E. An introduction to the epidemiology and burden of urinary tract infections. Therapeutic advances in urology. 2019; 11:1756287219832172.
2. Annavajhala MK, Gomez-Simmonds A, Uhlemann AC. Multidrug-resistant Enterobacter cloacae complex emerging as a global, diversifying threat. Frontiers in microbiology. 2019; 10:44.
3. Ioannou P, Vamvoukaki R, Kofteridis DP. Infective endocarditis by Enterobacter cloacae: a systematic review and meta-analysis. Journal of Chemotherapy. 2022; 34(1):1-8.
4. Mancuso G, Midiri A, Gerace E, Biondo C. Bacterial antibiotic resistance: the most critical pathogens. Pathogens. 2021; 10(10):1310.
5. Aoki K, Harada S, Yahara K, Ishii Y, Motooka D, Nakamura S, Akeda Y, Iida T, Tomono K, Iwata S, Moriya K. Molecular characterization of IMP-1-producing Enterobacter cloacae complex isolates in Tokyo. Antimicrobial agents and chemotherapy. 2018; 62(3):10-128.
6. Kaur J, Chopra S, Mahajan G. Modified double disc synergy test to detect ESBL production in urinary isolates of Escherichia coli and Klebsiella pneumoniae. Journal of clinical and diagnostic research: JCDR. 2013; 7(2):229.
7. Torshizi R, Zamanzad B, Mokhtareyan K, Karimi A. Determination of CTX-M genes in enterobacteriaceae producing extended-spectrum beta-lactamase using PCR method. Journal of Shahrekord University of Medical Sciences. 13(3): 9-17.
8. Klymus KE, Merkes CM, Allison MJ, Goldberg CS, Helbing CC, Hunter ME, Jackson CA, Lance RF, Mangan AM, Monroe EM, Piaggio AJ. Reporting the limits of detection and quantification for environmental DNA assays. Environmental DNA. 2020; 2(3):271-82.
9. Hoffmann H, Roggenkamp A. Population genetics of the nomenspecies Enterobacter cloacae. Applied and Environmental Microbiology. 2003; 69(9):5306-18.
10. Rizi KS, Peerayeh SN, Bakhshi B, Rahbar M. Prevalence of integrons and antimicrobial resistance genes among clinical isolates of Enterobacter spp. from hospitals of Tehran. Int J Enteric Pathog. 2015; 3(1): e22531.
11. Makabenta JM, Nabawy A, Li CH, Schmidt-Malan S, Patel R, Rotello VM. Nanomaterial-based therapeutics for antibiotic-resistant bacterial infections. Nature Reviews Microbiology. 2021; 19(1):23-36.
12. Amini FA, Vaziri SI, Karimpour HA, Hassani S, Mohamadi S, Azizi MO. Antibiotic resistance pattern of urinary tract infection pathogens in children of Kermanshah in 2015. Razi Journal of Medical Sciences. 24(155):20-27.
13. Magruder M, Edusei E, Zhang L, Albakry S, Satlin MJ, Westblade LF, Malha L, Sze C, Lubetzky M, Dadhania DM, Lee JR. Gut commensal microbiota and decreased risk for Enterobacteriaceae bacteriuria and urinary tract infection. Gut microbes. 2020; 12(1):1805281.
14. Zare F, Mohammadzadeh Rostami F, Shahsafi M. Prevalence and pattern of antibiotic resistance of gram-negative bacteria isolated from urinary tract infections in patients referring to Neka Laboratories-Iran. International Journal of Biomedicine and Public Health. 2018; 1(1):30-6.
15. Dadmanesh M, Dormanesh B, Ghasemzadeh S, Ghorban KH, Zahirian SH. Evaluation of nosocomial urinary tract infection in the intensive care unit patients at Tehran 501 hospital during 2007. Journal of Annals of Military and Health Sciences Research.4:1407-10.
16. Odoki M, Almustapha Aliero A, Tibyangye J, Nyabayo Maniga J, Wampande E, Drago Kato C, Agwu E, Bazira J. Prevalence of bacterial urinary tract infections and associated factors among patients attending hospitals in Bushenyi district, Uganda. International Journal of Microbiology. 2019; 2019(1):4246780.
17. Yelin I, Snitser O, Novich G, Katz R, Tal O, Parizade M, Chodick G, Koren G, Shalev V, Kishony R. Personal clinical history predicts antibiotic resistance of urinary tract infections. Nature medicine. 2019; 25(7):1143-52.
18. Yang Q, Zhang H, Yu Y, Kong H, Duan Q, Wang Y, Zhang S, Sun Z, Liao K, Gu L, Jiang X. In vitro activity of imipenem/relebactam against Enterobacteriaceae isolates obtained from intra-abdominal, respiratory tract, and urinary tract infections in China: Study for Monitoring Antimicrobial Resistance Trends (SMART), 2015–2018. Clinical Infectious Diseases. 2020; 71(4): S427-35.
19. Molazade A, Shahi A, Gholami MS, Najafipour S, Mobasheri F, Jafari S, Ashraf Mansuri JA. The antibiotic resistance pattern of gram-negative bacilli isolated from urine cultures of adult outpatients admitted to ValiAsr Hospital of Fasa Clinical Laboratory in 2012-13. Pars Journal of Medical Sciences. 2022; 12(3):22-15.
20. Bayani M, Siadati S, Rajabnia R, Taher AA. Drug resistance of Pseudomonas aeruginosa and Enterobacter cloacae isolated from ICU, Babol, and Northern Iran. International Journal of Molecular and Cellular Medicine. 2013; 2(4):204.
21. Wang G, Zhu Y, Feng S, Wei B, Zhang Y, Wang J, Huang S, Qin S, Liu X, Chen B, Cui W. Extended-spectrum beta-lactamase-producing Enterobacteriaceae related urinary tract infection in adult cancer patients: a multicenter retrospective study, 2015–2019. BMC Infectious Diseases. 2023; 23(1):129.
22. Ahn ST, Lee HS, Lee DH, Kim JW, Park MG, Park HS, Moon DG, Oh MM. What are the risk factors for recurrent UTI with repeated ESBL-producing Enterobacteriaceae? A retrospective cohort study. Journal of Infection and Chemotherapy. 2023; 29(1):72-7.
23. Bourouis A, Chihi H, Mahrouki S, Ayari K, Moussa MB, Belhadj O. Molecular characterization of a transferable blaCTX-M-28 gene in clinical isolates of Enterobacter cloacae. J Microbiol Antimicrob. 2013; 5(4):38-43.
24. Akbari M, Amir Mozaffari N, Peeri Dogaheh H. Prevalence of extended-spectrum beta lactamase in Entrobacteriaceae isolated from urinary tract infections in Ardabil, Iran. Journal of Ardabil University of Medical Sciences. 2014; 14(3):285-91.
25. Khademi F, Vaez H, Neyestani Z, Sahebkar A. Prevalence of ESBL‐Producing Enterobacter Species Resistant to Carbapenems in Iran: A systematic review and meta‐analysis. International journal of microbiology. 2022; 2022(1):8367365.
26. Delory T, Gravier S, Le Pluart D, Gaube G, Simeon S, Davido B, Piet E, Lepeule R, Lesprit P, Lafaurie M. Temocillin versus carbapenems for urinary tract infection due to ESBL-producing Enterobacteriaceae: a multicenter matched case-control study. International Journal of Antimicrobial Agents. 2021; 58(1):106361.
Al Mana H, Sundararaju S, Tsui CK, Perez-Lopez A, Yassine H, Al Thani A, Al-Ansari K, Eltai NO. Whole-genome sequencing for molecular characterization of carbapenem-resistant Enterobacteriaceae causing lower urinary tract infection among pediatric patients. Antibiotics. 2021; 10(8):972.
|
Research Paper
Detection of blaCTX-M, blaTEM and blaSHV Genes in Enterobacter cloacae Isolates
Elahe Barzam Dehkordi1, Elahe Tajbakhsh21, Hasan Momtaz3
1Ph.D., Department of Microbiology, Faculty of Basic Sciences, Shahrekord Branch, Islamic Azad University, Shahrekord, Iran
2Professor, Department of Microbiology, Faculty of Basic Sciences, Shahrekord Branch, Islamic Azad University, Shahrekord, Iran
3Professor, Department of Microbiology, Faculty of Basic Sciences, Shahrekord Branch, Islamic Azad University, Shahrekord, Iran
Received: 03/11/2023, Accepted: 24/12/2023
Abstract
Enterobacter cloacae strains, with having different virulence factors and multiple antibiotic resistances, are mainly considered as an opportunistic pathogen in nosocomial infections. The aim of this study was to determine the antibiotic resistance pattern of Enterobacter aerogenes isolates isolated from urinary tract infections in Shahrekord city and to detect broad-spectrum beta-lactamase (SHV-CTX, TEM) genes in these strains. In this study, 65 Enterobacter cloacae strains were studied. The antibiotic resistance of the isolates and the frequency of broad-spectrum beta-lactamase genes were studied phenotypically according to CLSI by instructions using a combined disk and genotypic method in the presence of specific primers. Out of 65 isolates of Enterobacter cloacae, 25 isolates (38.26%) were found to produce ESBLs in the phenotypic study, and the frequency of blaCTX-M, blaTEM and blaSHV genes was reported as 28%, 32% and 10%, respectively. In the statistical analysis, no significant statistical relationship was observed between resistance to the antibiotics and bla genes. The present study indicates high prevalence ESBLs producing Enterobacter cloacae strains. The present study suggests that ESBL producing Enterobacter cloacae isolates have a high prevalence. The increase in the number of these species is often due to the irrational administration of antibiotics, which requires the use of new antimicrobial agents and limiting the unnecessary use of antimicrobial agents and increasing the use of infection control tools.
Keywords: Enterobacter cloacae, ESBLs, Antibiotic resistance
| Citation: Barzam Dehkordi E, Tajbakhsh E, Momtaz H, Detection of blaCTX-M, blaTEM and blaSHV genes in Enterobacter cloacae isolates. Quality and Durability of Agricultural Products and Food Stuffs, 2024; 3(4): 36-51.
DOI: https://doi.org/10.71516/qafj.2024.1127146
|
[1] Corresponding author: Elahe Tajbakhsh, Email: ee_tajbakhsh@yahoo.com
Extended Abstract
Introduction
Enterobacter cloacae is a Gram-negative, facultatively anaerobic bacterium commonly found in the human gut but is also associated with a wide range of nosocomial infections, including urinary tract infections (UTIs), pneumonia, and sepsis. The increasing antibiotic resistance among Enterobacter species, particularly due to the production of extended-spectrum beta-lactamases (ESBLs), poses a significant public health challenge. ESBL-producing strains hydrolyze a broad range of beta-lactam antibiotics, making treatment difficult. Among the most common ESBL genes are blaCTX-M, blaTEM, and blaSHV, which contribute to multidrug resistance (MDR) in Enterobacter species. This study aimed to determine the prevalence of these genes in Enterobacter cloacae isolates from patients with UTIs in Shahrekord, Iran, and assess their antibiotic resistance profiles.
Methods
This cross-sectional study was conducted over one year, from June 2019 to June 2020, on 1000 urine samples collected from patients suspected of UTIs in Shahrekord, Iran. The bacterial isolates were identified using standard biochemical and microbiological methods. Antibiotic susceptibility testing was performed using the disk diffusion method following Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI) guidelines. The presence of blaCTX-M, blaTEM, and blaSHV genes was detected using polymerase chain reaction (PCR) with specific primers.
Results and Discussion
Of the 1000 urine samples, 300 were culture-positive for UTI pathogens, among which 65 isolates (21.66%) were identified as Enterobacter cloacae. The prevalence of infections was significantly higher in female patients (76.92%) compared to males (23.08%). The highest infection rates were observed in patients aged above 60 years and those aged between 15-30 years. Antibiotic susceptibility testing revealed high resistance rates among the isolates, with the highest resistance observed against trimethoprim-sulfamethoxazole (84.62%) and the lowest resistance against nitrofurantoin (23.08%). Multidrug resistance (MDR) was detected in over 50% of the isolates. The phenotypic confirmatory test for ESBL production showed that 25 (38.26%) isolates were ESBL producers. PCR analysis detected blaCTX-M in 28% of isolates, blaTEM in 32%, and blaSHV in 10%. Some isolates harbored multiple resistance genes, with co-occurrence of blaTEM and blaSHV in 4%, blaSHV and blaCTX-M in 8%, and blaCTX-M and blaTEM in 16% of isolates. The presence of ESBL-producing Enterobacter cloacae in urinary tract infections (UTIs) represents a significant clinical concern, primarily due to its strong association with antimicrobial treatment failures, prolonged infection duration, and increased patient morbidity. Such infections often require extended hospital stays, more complex therapeutic regimens, and may result in higher healthcare costs. The high prevalence of extended-spectrum β-lactamase (ESBL) resistance genes detected in the isolates underscores the urgent need to re-evaluate current empirical antibiotic treatment protocols, as conventional regimens may no longer provide adequate coverage against multidrug-resistant (MDR) strains. Furthermore, the findings reinforce the importance of integrating continuous microbiological surveillance into clinical practice to detect emerging resistance trends in real time. Routine monitoring would enable healthcare providers to adapt antibiotic policies proactively, minimizing the risk of ineffective therapy. In parallel, the implementation of stringent antimicrobial stewardship programs is critical to curbing the misuse and overuse of antibiotics in both hospital and community settings. Such programs should encompass evidence-based prescription guidelines, regular clinician training, and public awareness campaigns to limit the selection pressure driving resistance. Ultimately, a coordinated strategy involving early detection, targeted therapy, and robust infection control measures is essential to mitigate the spread of ESBL-producing E. cloacae and to preserve the efficacy of existing antimicrobial agents.
Conclusion
This study provides evidence of a high prevalence of ESBL-producing Enterobacter cloacae strains in Shahrekord, Iran, with a significant presence of blaCTX-M, blaTEM, and blaSHV genes. The increasing resistance to commonly used antibiotics underscores the urgent need for infection control measures and judicious use of antimicrobials. Implementing molecular surveillance and incorporating novel therapeutic strategies will be crucial in controlling the dissemination of resistant strains.
Keywords: Enterobacter cloacae, ESBLs, Antibiotic resistance.
Funding: There was no external funding in this study.
Authors’ contribution: All authors contributed equally to the writing and preparation of this manuscript.
Conflict of interest: The authors do not have any conflicts of interest with any commercial or other association with the article.
|
مقاله پژوهشی
ردیابی ژنهای blaCTX-M، blaTEM و blaSHV در جدایههای انتروباکتر کلوآکه
الهه برزم دهکردی1، الهه تاج‌بخش21، حسن ممتاز3
1 دکتری تخصصی، گروه میکروبیولوژی، دانشکده علوم پایه، واحد شهرکرد، دانشگاه آزاد اسلامی، شهرکرد، ایران
2 استاد، گروه میکروبیولوژی، دانشکده علوم پایه، واحد شهرکرد، دانشگاه آزاد اسلامی، شهرکرد، ایران
3 استاد، گروه میکروبیولوژی، دانشکده علوم پایه، واحد شهرکرد، دانشگاه آزاد اسلامی، شهرکرد، ایران
دریافت: 12/08/1402، پذیرش: 03/10/1402
چکیده
سویههای انتروباکتر کلوآکه با داشتن عوامل حدت مختلف و مقاومت آنتیبیوتیکی چندگانه، عمدتاً بهعنوان یک پاتوژن فرصتطلب در ایجاد عفونتهای بیمارستانی محسوب می‌شوند. این مطالعه بر روی 65 جدایه انتروباکتر کلوآکه صورت گرفت، مقاومت آنتیبیوتیکی ایزولههای مورد بررسی و فراوانی ژنهای بتالاکتامازهای وسیعالطیف بهروش فنوتیپی مطابق دستورالعمل2018 CLSI با استفاده از روش دیسک ترکیبی و ژنوتیپی، در حضور پرایمرهای اختصاصی بررسی شد. از 65 جدایه انتروباکتر کلوآکه 25 ایزوله (26/38 درصد) در بررسی فنوتیپی مولد بتالاکتامازهای وسیعالطیف تشخیص داده شدند که فراوانی ژنهای blaCTX-M، blaTEM و blaSHV به ترتیب 28 درصد، 32 درصد و 10 درصد گزارش گردید. در تجزیه‌وتحلیل آماری بین مقاومت به آنتیبیوتیکهای مورد بررسی و ژنهای bla ارتباط آماری معنیداری مشاهده نگردید. مطالعه حاضر حاكي از آن است که سویههای انتروباکتر کلوآکه مولد ESBL از شيوع نسبتاً بالايي برخوردارند. افزايش ميزان اين گونهها غالباً ناشي از تجويز غیرمنطقی آنتيبيوتيكها است كه رفع اين مشكل مستلزم بهكارگيري عوامل ضدمیکروبی جديد و محدود نمودن استفاده غيرضروري از عوامل ضدميكروبي و افزايش بهره‌گيري از ابزارهاي كنترل عفونت ميباشد.
واژه‌های کلیدی: انتروباکتر کلوآکه، بتالاکتامازهای وسیعالطیف، مقاومت آنتیبیوتیکی
| استناد: الهه برزم دهکردی، الهه تاج‌بخش، حسن ممتاز، ردیابی ژنهای blaCTX-M، blaTEM و blaSHV در جدایههای انتروباکتر کلوآکه، کیفیت و ماندگاری تولیدات کشاورزی و مواد غذایی، (1403)، دوره3، شماره4، صفحات 36- 51.
DOI: https://doi.org/10.71516/qafj.2024.1127146
|
[1] نويسنده مسئول: الهه تاج‌بخش، پست الکترونیک: ee_tajbakhsh@yahoo.com
مقدمه
باکتریهای موجود در خانواده انتروباکتریاسه به دلیل فراوانی بسیار بالا در جوامع مختلف دارای اهمیت
بیشتری میباشند. از این میان دو جنس اشریشیا کلی و انتروباکتر به دلیل فراوانی بالا و ایجاد
عفونتهای مختلف دارای اهمیت ویژهای هستند. انتروباکتر باسیل گرم منفی، بیهوازی اختیاری به اندازهی 6/0 تا 2 میکرومتر میباشند و بهواسطه دارا بودن فلاژلهای پریتریش متحرک میباشند. انتروباکتر کلوآکه کومنسال معمول روده بزرگ در انسان و حیوانات است (1). این باکتری عامل
عفونتهای بسیاری ازجمله آبسههای مغزی، پنومونی، مننژیت، سپتیسمی، باکتریمی، آرتریت، استئومیلیت، عفونتهای دستگاه ادراری و عفونتهای رودهای
میباشد. اگرچه انتروباکتر بهندرت در افراد سالم ایجاد عفونت میکند، اما میتوانند عامل مهم مرگ‌ومیر و بیماری در افراد مبتلا به نقص ایمنی باشند.
انتروباکتر کلوآکه مسئول 65 تا 75 درصد تمام
عفونتهاي ناشي از جنس انتروباکتر است. (2). علائم عفونتهای انتروباکتر اختصاصی نبوده و در سایر باکتریهای گرم منفی هم وجود دارد. انتروباکتر از گونههای متعددی تشکیل شده است (انتروباکتر آئروژنز، انتروباکتر آمنیجنوس، انتروباکتر کانسروجنوس، انتروباکتر کلوآکه، انتروباکتر کووانی، انتروباکتر جورجوریا، انتروباکتر اینترمدیوس، انتروباکترپیرینوس). یکی از شایعترین گونههای انتروباکتر، انتروباکتر کلوآکه است. عفونت ناشی از انتروباکتر کلوآکه بهطور شایعی در میان قربانیان سوختگی، بیماران با نقص ایمنی و بیماران با بدخیمی مشاهده شده است(3). همچنين اين باکتري بهعنوان يکي از مهمترين باکتريهاي مقاوم آنتیبیوتیکی به لحاظ وجود مقاومتهاي متقاطع و توليد آنزيمهاي بتالاکتاماز وسیعالطیف،AmpC بتالاکتاماز و کارباپنمازها در بين جدايههاي بيمارستاني ميباشند. روشهاي مولکولي در سالهاي اخير بهطور قابل‌توجهی به تشخيص جدايههاي انتروباکتر کلوآکه کمک کرده است (4). عفونتهاي اکتسابي از بیمارستان ناشي از این باکتريها ممکن است سبب ایجاد مشکلات درماني احتمالاً به دلیل آنکه برخي از این سویهها ميتوانند بتالاکتامازهاي مختلف مانند بتالاکتامازهاي وسیعالطیف نظیرTEM ،SHV و دیگر آنزیمها را تولید نمایند. برخي سویههاي انتروباکتر کلوآکه موجود در بیمارستان ميتوانند با شرایط بیمارستاني خود را سازگار نموده و در این محیطها زنده بمانند. شیوع بیماريهاي انتروباکتر کلوآکه
بهعنوان پاتوژني فرصتطلب افزایش یافته است زیرا سفالوسپورینهاي وسیعالطیف در بالینی بهطور وسیع استفاده ميشوند و استفاده گسترده از بتالاکتامهای وسیعالطیف، آمینوگلیکوزیدها یا فلوروکینولونها بهعنوان فاکتور خطري براي طغیانهاي متعدد در انتروباکتر کلوآکه بوده است (5). ازآنجاکه تاکنون تحقیقی در مورد میزان شیوع آنزیمهای بتالاکتاماز وسیعالطیف در سویههای انتروباکتر کلوآکه جدا شده از موارد عفونت ادراری در شهرستان شهرکرد صورت نگرفته است، بر آن شدیم تا به بررسی فراوانی این آنزیمها بپردازیم.
روش کار
این مطالعه از نوع توصیفی – مقطعی میباشد که در یک دوره یکساله (از خردادماه 1398 تا خرداد 1399) در شهرستان شهرکرد با همکاری
آزمایشگاههای تشخیص طبی انجام شده است.
1000 نمونهی مشکوک به عفونت ادراری از
مراجعهکنندگان به این آزمایشگاه طی یک دوره
یکساله جمعآوری و آزمایشات لازم جهت بررسی عفونت ادراری و تشخیص انتروباکتر کلوآکه انجام شد. این مطالعه توسط کمیته اخلاق دانشگاه آزاد اسلامی واحد شهرکرد با کد IR.IAU.SHK.REC.1399.039 تأیید گردید. برای این منظور 5 تا 10 سیسی از نمونه ادرار میانی بیمار (بزرگسالان بالاتر از 18 سال) در ظروف استريل توسط بیمار جمعآوری گردید و بلافاصله پس از نمونه‌گیری، نمونههاي ادرار جهت انجام کشت و آزمون‌های بیوشیمیایی جهت تشخیص نوع باکتری مورد بررسی قرار گرفتند. معیارهاي ورود به این مطالعه عدم مصرف آنتیبیوتیک خاص و عدم ابتلا به هر نوع بیماري عفونی یا بستري در بیمارستان در مدت دو هفته قبل از مراجعه به آزمایشگاه بود.
جداسازی باکتری
نمونه ادرار میانی گرفته شده در ظرف‌های استریل با استفاده از لوپ کالیبره 01/0 میلی‌لیتر، در شرايط استريل بر روي محيط بلاد آگار و مک‌کانکی آگار کشت داده شد. پس از انجام کشت به روش خطی، محیطهای کشت داده شده به مدت 24-18 ساعت در دمای 37 درجه سانتیگراد انکوبه شدند. چنانچه در مدت24 ساعت انكوباسيون رشدي در پليت‌ها ديده نمي‌شد، 24 ساعت ديگر انكوبه و در صورت عدم رشد، بهعنوان كشت منفي ثبت مي‌شدند. بعد از مدت انکوباسیون تعداد کل باکتریهای رشد کرده در نمونه ادرار را از طریق محاسبه CFU در محیط بلاد آگار به دست آورده شد و باسیل‌های گرم منفی ازنظر مورفولوژی در محیطهای مک‌کانکی آگار و بلاد آگار مورد بررسی قرار گرفتند(6) .نمونه‌های کشت داده شده ازنظر رنگ‌آمیزی گرم و تخمیر قند لاکتوز مورد بررسی قرار گرفتند. جهت تشخیص بیوشیمیایی ایزولههای انتروباکترکلوآکه ، تستهای بیوشیمیایی از قبیل تولید اندول، واکنش متیل رد، ووژس پروسکائر، سیترات، تولید سولفید هیدروژن، اوره، لایزین دکربوکسیلاز، آرژینین دهیدرولاز، اورنیتین دکربوکسیلاز، حرکت و تولید اسید در اثر تخمیر قندها انجام شد(7).
شناسایی جدایههای انتروباکتر کلوآکه تولیدکننده‌ی بتالاکتامازهای وسیعالطیف
بهمنظور بررسی سویههای انتروباکتر کلوآکه تولیدکننده آنزیمهای ESBL1 آزمون دیسک ترکیبی2 انجام شد. در این تست مهار فعالیت ESBLs توسط اسید کلاوولانیک ارزیابی میشود و دیسکهای حاوی سفالوسپورین به تنهایی (سفوتاکسیم، سفتازیدیم، سفپیم) و در ترکیب با اسید کلاوولانیک استفاده میشود. هاله اطراف دیسک سفالوسپورین همراه با اسید کلاوولانیک با هاله اطراف دیسک سفالوسپورین به تنهایی مقایسه میشود. اگر قطر ناحیه مهاری اطراف دیسکهای سفالوسپورین همراه با اسید کلاوولانیک بیش از 5 میلیمتر، از ناحیه مهاری اطراف دیسکهای سفالوسپورین به تنهایی بزرگتر باشد، نتیجه مثبت است. برای انجام این تست، مانند تست دیسک دیفیوژن عمل شد. 2 الی 3 کلنی از کشت کلنی (24 ساعته) در سرم فیزیولوژی استریل حل شد و بعد از مقایسه با محلول استاندارد 5/0 مک‌فارلند، بر روی محیط مولرهینتون آگار کشت انجام شد. از یک دیسک سفتازیدیم (CAZ) (30 میکروگرم) به تنهایی و یک دیسک سفتازیدیم در ترکیب با اسید کلاوولانیک (CAC) (10/30 میکروگرم) و دیسک سفوتاکسیم (CTX) (30 میکروگرم) در کنار دیسک اسید کلاوولانیک (CAC) (10/30 میکروگرم) استفاده گردید. پلیتها در دمای 37 درجه سانتیگراد انکوبه شدند. کشتهای باکتریایی بعد از 18 تا 24 ساعت بررسی شدند و قطر هاله عدم رشد اطراف دیسکهای سفالوسپورین همراه و بدون اسید‌کلاوولانیک
اندازهگیری و با هم مقایسه گردیدند. درصورتی‌که قطر هاله عدم رشد باکتری اطراف هر دیسک به تنهایی در مقایسه با دیسک ترکیبی خود 5 میلیمتر یا بیشتر بود بهعنوان سویه تولیدکننده بتالاکتاماز وسیعالطیف در نظر گرفته شد. از سویه اشریشیا کلی
ATCC 25922 و کلبسیلا پنومونیه ATCC700603 تهیه شده از مرکز پژوهشهای علمی و صنعتی ایران جهت کنترل روشهاي آنتی‌بیوگرام و دیسک ترکیبی استفاده شد (7).
تعیین هویت مولکولی
بهمنظور تشخیص مولکولی و تأیید جدایههای انتروباکتر کلوآکه، استخراج DNA با استفاده کیت استخراج DNA (شرکت سیناژن)3و طبق دستور شرکت سازنده صورت گرفت. جهت ارزیابی کیفیت DNA استخراج شده از نمونه‌های مورد مطالعه از روش الکتروفورز روی ژل آگارز استفاده شد. به این منظور 5 میکرولیتر از DNA استخراج شده روی ژل یک درصد آگارز الکتروفورز گردید. براي تعيين غلظتDNA ، استوك تهيه شده 1:100 رقيق شد. ميزان جذب نوري در طول‌موج‌های 280 و 260 نانومتر توسط اسپکتروفتومتر اندازهگيري شد. جذب نوري در طول‌موج 260 نانومتر بيانگر غلظت DNA در نمونه و جذب نوری در طول‌موج 280 نانومتر
نشاندهنده غلظت پروتئين در نمونه ميباشد. درصورتی‌که جذب نوری 260 به 280 بين 8/1 تا 2 باشد DNA دارای كيفيت خوبي جهت انجام PCR است. پس از خواندن جذب نوري نمونه‌ها، با استفاده از فرمول زير غلظت DNA تعيين شد (8).
DNA غلظت) ng/µl) = OD 260× 50(ng/µl) × فاکتور رقت
جهت تأیید قطعی وجود انتروباکتر کلوآکه در
کلونیهای رشد یافته، از آزمایش PCR جهت ردیابی ژن hsp60 استفاده شد (9). در این تحقیق از سویه استاندارد انتروباکتر کلوآکه ATCC 23355 تهیه شده از مرکز پژوهشهای علمی و صنعتی ایران بهعنوان کنترل مثبت استفاده شد. توالی پرایمر مورد استفاده در جدول (1) نشان داده شده است.
جدول 1- توالی پرایمرهای مورد استفاده جهت ردیابی ژن hsp60 انتروباکتر کلوآکه
منبع | اندازه محصول | توالی | ژن |
9 | 341 | F: GGT AGA AGA AGG CGT GGT TGC R: ATG CAT TCG GTG GTG ATC ATC AG | hsp60 |
جدول 2- ترکیب اجزای PCR جهت ردیابی ژن hsp60 انتروباکتر کلوآکه
حجم نهایی (میکرولیتر) | غلظت نهایی | مواد |
5/2 | 1X | PCR Buffer 10 X |
5/0 | 2/0میلیمول | (10mM) dNTPs |
75/0 | 5/1 میلیمول | (50mM) Mgcl2 |
1 | 1 میکرومول | PrimerF (25µM) |
1 | 1میکرومول | PrimerR (25µM) |
2/0 | 1U | Taq DNAPolymerase (5u/µl) |
1 | 50 نانوگرم | DNA |
05/18 | - | ddH2O |
میکرولیتر | - | حجم نهایی واکنش |
جدول 3- برنامه حرارتی برای تکثیر ژن hsp60 انتروباکتر کلوآکه
دما (ºC) | زمان | مراحل | |
95 | 5 دقیقه | دناتوراسیون اولیه | |
94 | ۴5 ثانیه | دناتوراسیون | 30 سیکل |
57 | ۴۵ ثانیه | اتصال | |
72 | ۱ دقیقه | طویل شدن | |
72 | ۱۰ دقیقه | تکثیر نهایی | |
وجود قطعه 341 جفت بازی تکثیر یافته از ژن hsp60 در این مرحله نشان‌گر وجود قطعی انتروباکتر کلوآکه در ایزولههای مورد آزمایش بود. محصول PCR در این مرحله بر روی ژل آگارز 2 درصد الکتروفورز شد و از ژل حاصله در حضور نور UV تصویربرداری شد و ثبت گردید.
واکنش PCR جهت ردیابی ژنهای blaCTX-M، blaTEM و blaSHV
واکنش PCR برای ژنهای bla بهصورت جداگانه انجام شد. مواد مطابق با جدول (4) مخلوط شده و واکنش PCR انجام شد (10).
[1] Extended spectrum beta lactamase (ESBL)
[2] Combination Disk Test (CDT)
[3] DNPTM (CinnaGen)
جدول 4- دستورالعمل بهینه شده روش PCR جهت ردیابی ژنهای blaCTX-M، blaTEM وblaSHV
حجم نهایی (میکرولیتر) | غلظت نهایی | مواد |
5/2 | 1X | PCR Buffer 10 X |
5/0 | 2/0 میلیمول | (10mM)dNTPs |
75/0 | 5/1 میلیمول | (50mM) Mgcl2 |
3 | 1 میکرومول | PrimerF (10µM) |
3 | 1میکرومول | PrimerR (10µM) |
3/0 | 1.5U | Taq DNAPolymerase (5u/µl) |
05/15 | - | ddH2O |
1 | 50 نانوگرم | DNA |
25 | - | حجم نهایی واکنش |
جدول 5- برنامه حرارتی برای تکثیر ژنهای blaCTX-M
دما (ºC) | زمان | مراحل | |
۹4 | 5 دقیقه | دناتوراسیون اولیه | |
۹5 | 70 ثانیه | دناتوراسیون | 30 سیکل |
۵8 | 65 ثانیه | اتصال | |
۷۲ | 90 ثانیه | طویل شدن | |
۷۲ | 7 دقیقه | تکثیر نهایی | |
جدول 6- برنامه حرارتی برای تکثیر ژن
blaSHV
دما (ºC) | زمان | مراحل | |
۹4 | 6 دقیقه | دناتوراسیون اولیه | |
۹5 | 70 ثانیه | دناتوراسیون | 30 سیکل |
۵5 | 60 ثانیه | اتصال | |
۷۲ | 90 ثانیه | طویل شدن | |
۷۲ | 8 دقیقه | تکثیر نهایی | |
جدول7- برنامه حرارتی برای تکثیر ژن blaTEM
دما (ºC) | زمان | مراحل | |
۹4 | 6 دقیقه | دناتوراسیون اولیه | |
۹5 | 70 ثانیه | دناتوراسیون | 30 سیکل |
۵9 | 6۵ ثانیه | اتصال | |
۷۲ | 90 ثانیه | طویل شدن | |
۷۲ | 8 دقیقه | تکثیر نهایی | |
نتایج
انتروباکتر کلوآکه باسیل گرم منفی لاکتوز مثبت متحرکی است که تستهای اندول، متیل‌رد و لایزین دکربوکسیلاز در این باکتری منفی میباشد ولی
تستهای وژس پروسکائر، سیترات، اوره آز، آرژینین دهیدرولاز و اورنیتین دکربوکسیلاز در این باکتری مثبت است. همچنین این باکتری قادر به تولید سولفید هیدروژن نمیباشد ولی قادر به تخمیر قند سوربیتول میباشد. پس از کشت نمونه‌های ادرار، بر روی محیط بلاد آگار درنهایت 300 نفر بهعنوان افراد مبتلا به عفونت ادراری تشخیص داده شدند و پس انجام تستهای تأییدی بیوشیمیایی و واکنش
زنجیرهای پلیمراز برای شناسایی ژن hsp60،
65 جدایه انتروباکتر کلوآکه (66/21 درصد) جداسازی شد، که از این تعداد 50 جدایه مربوط به بیماران زن (92/76 درصد) و 15 جدایه (23 درصد) مربوط به بیماران مرد مبتلا به عفونت ادراری بود.
شکل 1- ژل حاصل از الکتروفورز ژن hsp60 ایزولههای انتروباکتر کلوآکه: ستون M مارکر، ستون 1: کنترل منفی، ستون 2: کنترل مثبت، ستونهای 3 تا 5 : تعدادی از نمونه‌های مثبت مورد بررسی
از تعداد 65 جدایه انتروباکتر کلوآکه تأیید شده توسط تستهای بیوشیمیایی، 50 جدایه مربوط به بیماران زن (92/76 درصد) و 15 جدایه مربوط به بیماران مرد
(23 درصد) مبتلا به عفونت ادراری بودند. در مطالعه حاضر بین جنسیت افراد و ابتلا به عفونت ادراری بر اساس آزمون مربع کای ارتباط معنیدار آماری مشاهده شد (05/0P<).
جدول 8- فراوانی انتروباکتر کلوآکه جدا شده از موارد عفونت ادراری بر اساس جنسیت
جنس | زن | مرد | کل |
تعداد | 50 | 15 | 65 |
درصد | 90/76 | 1/23 | 100 |
در توزیع سنی بیماران مبتلا به عفونت ادراری بر اساس نمودار (1) در افراد بالاي 60 سال فراوانی عفونت بیشتر از سایر سنین بود و همچنین عفونت ادراری در سنین 30 -15 سالگی در رتبه بعد قرار داشت. در تجزیه‌وتحلیل آماری با آزمون مربع کای بین گروه سنی و عفونت ادراری رابطه معنیداری مشاهده گردید (05/0P<). در گروه سنی 30-15 و 60 سال بیشترین میزان آلودگی به انتروباکتر کلوآکه مشاهده گردید (نمودار 2).
نمودار 1- توزیع سنی بیماران مبتلا به عفونت ادراری
نمودار 2- فراوانی آلودگی به انتروباکتر کلوآکه در گروه‌های سنی مختلف بیماران مبتلا به عفونت ادراری
ارتباط بین گروه سنی و آلودگی به انتروباکتر کلوآکه به تفکیک جنسیت و گروه سنی نشان داد که بین آلودگی به این باکتری و جنسیت با گروه سنی ارتباط آماری معنیدار وجود دارد (05/0P<).
نمودار 3- میزان آلودگی به انتروباکتر کلوآکه در گروه‌های سنی مختلف به تفکیک جنس
بررسی ارتباط بین سابقه ابتلا به دیابت و عفونت ادراری و عفونت ادراری مجدد نشان میدهد که بین عفونت ادراری و ابتلا به دیابت و عفونت ادراری مجدد رابطه‌ی معنیداری وجود دارد (جدل 9 و 10).
جدول 9- ارتباط بین سابقه ابتلا به دیابت و عفونت ادراری
سابقه ابتلا به دیابت | تعداد | درصد |
افراد مبتلا به دیابت | 35 | 84/53 |
افراد غیر دیابتی | 30 | 15/46 |
مجموع | 65 | 100 |
جدول 10- بررسی ارتباط بین سابقه ابتلا به عفونت ادراری و عفونت ادراری مجدد
سابقه ابتلا به عفونت ادراری | تعداد | درصد |
افراد بدون سابقه ابتلا به عفونت ادراری | 20 | 76/30 |
افراد با سابقه ابتلا به عفونت ادراری | 45 | 23/69 |
مجموع | 65 | 100 |
از 65 ایزوله انتروباکتر کلوآکه جدا شده از موارد عفونت ادراری 25 ایزوله (26/38 درصد) در بررسی فنوتیپی مولد بتالاکتامازهای وسیعالطیف تشخیص داده شدند. در بررسی مولکولی 7 ایزوله (28 درصد) داراي ژنblaCTX-M ، 8 ایزوله (32 درصد) داراي ژن blaTEM و 10 ایزوله (40 درصد) داراي ژن blaSHV بودند. بهعلاوه برخي از ایزولهها نيز بيش از يك ژن مقاومت داشتند، بهطوريكه شیوع هم‌زمان ژنهای blaTEM وblaSHV در 1 ایزوله (4 درصد) و شیوع هم‌زمان ژنهای blaSHV وblaCTX-M در 2 ایزوله
(8 درصد) و فراواني ژنهای blaCTX-M و blaTEM در
4 ایزوله (16 درصد) گزارش گردید.
جدول 11- فراوانی ژنهای blaCTX-M ،blaTEM و blaSHV در ایزولههای مورد بررسی
ژن بتالاکتاماز | blaCTX-M | blaTEM | blaSHV |
سفتریکسون | 3 | 4 | 5 |
85/42 درصد | 50 درصد | 50 درصد | |
سفتازیدیم | 1 | 1 | 1 |
28/14 درصد | 5/12 درصد | 20 درصد | |
سفوتاکسیم | 2 | 2 | 3 |
57/28 درصد | 5/37 درصد | 60 درصد | |
سفالوتین | 1 | 1 | 1 |
28/14 درصد | 5/12 درصد | 20 درصد |
شکل 2- ژل الکتروفورز محصول PCR ژن blaCTX-M, در ایزولههای انتروباکتر کلوآکه. ستون M: مارکر 100 جفت بازی فرمنتاز، ستون 1: کنترل منفی، ستون 2: کنترل مثبت، ستونهای 5-3 و 7 و 8 نمونه‌های مثبت واجد ژن blaCTX-M,
بحث
عفونتهاي باكتريايي بهعنوان يك عامل تهديدكننده جدي براي سلامت افراد جامعه محسوب ميشود كه سالانه ميليونها نفر را درگير ميكند و در بيماران سرپايي و بيماران بستري در بيمارستان ايجاد ميشود (11). بر اساس آمار سازمانهاي جهاني، سالانه 17 تا 29 میلیارد دلار صرف هزينه درمان عفونتهاي بيمارستاني ميشود كه از اين مبلغ 39 درصد مربوط به هزينههاي ايجاد شده ناشي از عفونتهاي ادراري
ميشود. عفونتهای مجاری ادراری یکی از مهمترین و شایعترین عفونتهایی است که در سنین مختلف روی میدهد و درمان نادرست آن میتواند منجر به بروز عوارض خطرناکی مانند اختلالات دستگاه ادراری، فشارخون، اورمی و زایمان زودرس در زنان باردار شود عفونتهاي دستگاه ادراري شامل سيستيت و پيلونفريت بهطور رايج در بيمارستان وجود دارند. در ميان پاتوژنهاي ايجاد‌كننده عفونتهاي ادراري، اشریشیا کلی پاتوژن غالب بوده كه نزديك به
80 درصد عفونتها را ايجاد ميكند. البته پاتوژنهاي ديگري نيز در عوارض ناشي عفونتهای ادراری نقش دارند، که میتوان به سودوموناس آئروژینوزا، اسینتوباکتر، کلبسیلا پنومونیه، انتروکوکوس و انتروباکتر اشاره کرد (12). بررسی عوامل عفونت ادراری در هر منطقه به پزشک کمک میکند تا دانش خود را در زمینه شناخت عوامل مسبب عفونت ادراری و پروفایل حساسیت ضدمیکروبی آنها بهروز نموده و درمان تجربی مناسبی را انتخاب نماید.
باکتریهای موجود در خانواده انتروباکتریاسه به دلیل فراوانی بسیار بالا در جوامع مختلف دارای اهمیت بیشتری میباشند. از این میان دو جنس اشریشیا کلی و انتروباکتر دارای اهمیت ویژهای هستند (13). نتایج مطالعه حاضر نشان داد که از بین 1000 نمونه ادرار افراد مشکوک به عفونت ادراری کشت داده شده بر روی محیط مک‌کانکی و بلاد آگار که از آزمایشگاه تشخیص طبی مهر شهرستان شهرکرد جمعآوری شده بود، تعداد 300 نمونه مبتلا به عفونت ادراری بودند، که از این میان 65 نمونه بهعنوان انتروباکتر کلوآکه شناسایی شدند و از 65 جدایه 50 جدایه
(92/76 درصد) مربوط به بیماران زن و 15 جدایه (23 درصد) مربوط به بیماران مرد بود. در این راستا میتوان به مطالعات زیر اشاره نمود. در مطالعه انجام شده توسط ترشیزی و همکاران در سال 2011، که بر روی 325 نمونه انتروباكترياسه جدا شده از نمونههاي كلينيكي در شهرستان شهرکرد صورت گرفت،
193 ایزوله (4/59 درصد) را جنس اشریشيا،
99 ایزوله (4/30 درصد) را جنس كلبسيلا، 26 ايزوله (8 درصد) را جنس انتروباكتر و 7 ايزوله (2/2 درصد) را جنس پروتئوس تشكيل دادند (7). در مطالعه شاهصفی و همکاران در سال 2018، که بهمنظور بررسی شیوع و الگوی مقاومت آنتیبیوتیکی باکتریهای گرم منفی جدا شده از عفونت ادراری در بیماران مراجعه‌کننده به آزمایشگاه در شهرستان نكا در سال 2018 انجام شد، مشخص گرديد جنس انتروباكتر عامل 12 درصد موارد بروز عفونت ادراري میباشد (شاهصفی و همکاران، 2018). در تحقیقات متعدد عوامل شایع عفونت ادراری متفاوت گزارش شده است که میتواند به دلایل متعدد ازجمله موقعیت جغرافیایی، تعداد نمونه اخذ شده، جنسیت و سن بیماران، سابقه عفونت ادراری قبلی و یا حتی سابقه ابتلا به دیابت باشد (14). در مطالعه حاضر، متغیرهای جنسیت، سن بیماران، سابقه عفونت ادراری و دیابت مورد بررسی قرار گرفت. آنالیزهای آماری در این مطالعه نشان دادند که تمام متغیرهای مورد بررسی ارتباط معنیداری با عفونت ادراری دارند. در مطالعه دادمنش و همکاران در سال 2008، مطالعه اثر فاکتورهای مختلف سن، جنس، وضعیت تأهل، استفاده از سوند، مدت‌زمان استفاده از سوند، سابقه عفونت دستگاه ادراری قبلی، مصرف سیگار، سابقه انسداد دستگاه ادراری و دستکاری مجاری ادرار در ایجاد عفونت مورد بررسی قرار گرفت. در این مطالعه
88 بیمار مورد بررسی قرار گرفت و از این میان
6/46 درصد مرد و 4/53 درصد زن با میانگین سنی 64 سال بودند. نسبت افراد متأهل به مجرد 8/89 به 2/10 درصد و نسبت افراد مبتلا به دیابت به غیرمبتلا 7/30 به 3/69 درصد و نسبت افرادی که از سوند استفاده کردند 5/79 به 5/20 درصد گزارش شد. 1/26 درصد سابقه عفونت ادراری قبلی1/9 درصد سابقه انسداد دستگاه ادراری و 4 درصد سابقه دستکاری مجاری ادراری و 10 درصد سابقه مصرف سیگار داشتند. میانگین روزهای استفاده از سوند 12 روز بوده است. بین عفونت ادراری، وجود سوند، سابقه عفونت ادراری قبلی، دیابت، جنسیت، مدت‌زمان بستری و مدت‌زمان استفاده از سوند و سن رابطه معنیداری برقرار بود (15). مطالعه ادوکی و همکاران در سال 2019، بهمنظور تعیین شیوع عفونت ادراری با جداسازی و شناسایی عوامل مختلف باکتریایی و ارزیابی عوامل مرتبط با عفونت ادراری طراحی شده است. این مطالعه نشان داد که سن بیشتر از
19 سال، جنسیت زن، افراد متأهل، ناهنجاریهای دستگاه تناسلی ادراری، دیابت، بستری شدن در بیمارستان، کاتتر ساکن کمتر از 6 روز و کاتتر ساکن بیش از 6 روز با عفونت ادراری ارتباط آماری
معنیداری داشتند (16). وجود مقاومتهاي
آنتيبيوتيكي در پاتوژنهاي بيمارستاني يكي از نگراني‌هاي بزرگ و اساسي علم پزشكي است. مقاومت به آنتيبيوتيك‌هاي جديد و گسترش باكتريهاي مقاوم نه تنها بين بيماران بستري در بيمارستان بلكه در بين افراد جامعه از پيامدهاي اين معضل است (17). بسیاری از باکتریهای خانواده‌ی انتروباکتریاسه از عوامل شايع عفونتهاي ادراري بوده و مصرف گسترده آنتيبيوتيكها باعث افزايش مقاومتهاي آنتيبيوتيكي در اين باكتريها شده است كه مقاومت آنها به بتالاكتام‌ها (مثل آمپيسيلين و سفوتاكسيم) و نيز ساير آنتيبيوتيك‌هاي ديگر مثل كوتريموكسازول و سولفوناميدها در بسياري از مناطق دنيا گزارش شده است (18). مطالعات نشان مي‌دهد صرف‌نظر از الگوي مصرف آنتيبيوتيكها، ژنهاي مقاومت آنتيبيوتيكي ميتوانند در ایجاد مقاومت باکتری‌ها به آنتیبیوتیکها نقش داشته باشند. در سالهاي اخیر استفاده از طیف وسیعی از آنتی‌بیوتیک‌هاي مختلف ازجمله سفالوسپورین‌ها، کینولون‌ها و آمینوگلیکوزیدها از تدابیر درمانی مناسب بهمنظور کنترل بیماری‌های عفونی در افراد مختلف میباشد و به دلیل استفاده زیاد از داروهاي آنتی‌میکروبی، شیوع و انتشار کلون‌هاي مقاوم و ژنهاي مقاومت در بیمارستان‌ها افزایش یافته است. بنابراین، بررسی الگوی مقاومت ضدمیکروبی باکتری عامل عفونتهای ادراری ضروری به نظر
میرسد. در تحقیق مولازاده و همکاران در سال 2014 که بر روی 2484 نمونهی کشت مثبت ادرار انجام شد، اشریشیا کلی در رتبه اول با فراوانی 1/69 درصد، کلبسیلا در رتبه‌ی دوم با فراوانی 2/16 درصد و انتروباکتر در رتبه سوم با فراوانی 6/5 درصد شناخته شدند. در ایزولههای انتروباکتر بالاترین حساسیت در برابر سیپروفلوکساسین (80 درصد) و بیشترین مقاومت نسبت به سفالوتین (1/65 درصد) بود (19). در مطالعهای که توسط بیانی و همکاران1 در سال 2013 در شهرستان بابل بر روی 30 ایزوله انتروباکتر کلوآکه انجام شد، در بین ایزولههای انتروباکتر بیشترین مقاومت آنتیبیوتیکی نسبت به سفتازیدیم گزارش شد (20). نتایج حاصل از تحقیق ما حاکی از آن بود که بیش از 50 درصد نمونه‌ها دارای مقاومت چند دارویی (MDR) بودند. بیشترین مقاومت نسبت به کوتریموکسازول در 55 ایزوله (62/84 درصد) و کمترین مقاومت نسبت به نیتروفورانتئین در
15 جدایه (8/23 درصد) گزارش شد. این نتایج با دیگر مطالعات کموبیش همخوانی دارد. مقاومت به آنتیبیوتیکهای مختلف بر اساس الگوهای درمانی که در مناطق مختلف صورت می‌گیرد، متفاوت است که میتواند به دلایل متعدد ازجمله موقعیت جغرافیایی، تعداد نمونه اخذ شده، منشأ نمونه و سلیقه تجویز پزشکان در یک منطقه خاص باشد. بتالاكتامازهاي وسيع‌الطيف در دو دهه اخير افزايش قابل‌ملاحظه‌اي داشته‌اند. اين باكتريها به علت غيرفعال‌سازي طيف وسيعي از داروهاي بتالاكتام به‌ويژه‌ی نسل سوم سفالوسپورينها و مونوباكتامها، مشكلات فراواني را براي درمان ايجاد كرده‌اند (21). پيدايش و انتشار اين باكتريها به نظر ميرسد كه غالباً ناشي از استفاده گسترده داروهاي بتالاكتام وسيع‌الطيف در بخشهاي مختلف بيمارستان باشد به‌طوری‌که امروزه شاهد افزايش روزافزون باكتريهاي توليدكنندة ESBL هستيم. عفونت با پاتوژنهاي تولیدکننده ESBLs اغلب همراه با شكست درمان، طولانيتر شدن زمان بستري، نرخ بالاي مرگ‌ومیر و هزينههاي بالاي درمان همراه است. بهعلاوه، همانند عفونتهاي بيمارستاني، در جامعه نيز انتشار وسيعي از انتروباكترياسههاي توليدكننده ESBLs وجود دارد كه نتيجه آن بحران سلامت جهاني است (22). ژنهاي ESBLs اغلب روي پلاسميد قرار دارند و متعلق به بتالاكتامازهاي گروه A هستند. ارگانيسمهاي توليدكننده بتالاكتامازهاي وسيع‌الطيف از لحاظ باليني بسيار بااهمیت هستند، زيرا الگوي مقاومت دارويي گسترده‌اي از خود نشان ميدهند و باعث افزايش مرگومير بيماران به‌ويژه در بخش مراقبتهاي ويژه بيمارستانها ميشوند. در اروپا شیوع بتالاکتامازهای وسیعالطیف در میان ایزولههای انتروباکتریاسه از کشوری به کشور دیگر متفاوت است. در یک گزارش از 17 کشور مختلف در سال 2001 تا 2002 بیشترین میزان شیوع در مصر (5/38 درصد) و یونان (4/27 درصد) و تولید بتالاکتاماز بین
ایزولههای اشریشیا کلی، کلبسیلا پنومونیه و گونههای انتروباکتر به ترتیب 4/5، 2/18 و 8/8 درصد ذکر شده است.. در مطالعهای که توسط بوروییس و همکارانش در سال 2013، بر روی 8 جدایه انتروباکتر کلوآکه مقاوم به سفوتاکسیم برای بررسی حضور ژن
blaCTX-M-21 صورت گرفت، 5 نمونه (5/62 درصد) دارای ژن bla OXA-1 بودند (23). در مطالعهای که روکوتورینیا و همکارانش2 در سال 2013، در ماداگاسکار بر روی 14 ایزوله انتروباکتر کلوآکه تولیدکننده بتالاکتاماز وسیعالطیف که دارای مقاومت چند دارویی بودند صورت گرفت، 2 ایزوله انتروباکتر کلوآکه (28/14 درصد) دارای ژن bla OXA-1 بودند (روکوتورینیا و همکاران، 2013). در تحقیق انجام شده توسط نادری‌فر و همکاران در سال 2012 که بر روی 100 نمونه ادراري جمع‌آوري شده در مشهد صورت گرفت، گونههاي باكتريايي شناسايي شده در ميان ايزولههاي انتروباكترياسه عبارت بودند از: اشریشیا کلی 65 درصد، كلبسيلا پنومونيه 19 درصد، گونههای يرسينيا 7 درصد، انتروباکتر كلوآكه 5 درصد، گونههای پروتئوس 5 درصد و سيتروباكتر دایورسوس 2 درصد گزارش شدند که 27 ايزوله (27 درصد) تولیدکننده بتالاكتاماز بودند (نادرفر و همکاران، 2012). در مطالعه انجام شده توسط ترشیزی و همکاران در سال 2011، که بر روی 325 نمونه انتروباكترياسه جدا شده از نمونههاي كلينيكي در شهرستان شهرکرد صورت گرفت، 91 ایزوله (28 درصد) مولد بتالاکتامازهای وسیعالطیف بودند. در این بررسی 46 ایزوله از
91 سويه انتروباكترياسه (5/50 درصد) مثبت واجد ژن CTX-M بودند. بيشترين فراواني ژنوتيپ مزبور در ايزولههاي اشریشیا کلی (7/19درصد) بعد از آن در ايزولههاي انتروباكتر و كلبسيلا به ترتیب 4/15 درصد و 4 درصد به دست آمد (7). در تحقیق انجام شده توسط اکبری و همکاران در سال 2014 که بهمنظور بررسی شیوع انتروباکتریاسه‌هاي مولد آنزیمهاي بتالاکتاماز با طیف وسیع در نمونه ادرار بیماران صورت گرفت،400 ایزوله انتروباکتریاسه با روشهاي معمول بیوشیمیایی مورد شناسایی قرار گرفتند. آزمون تأییدي براي تولید ESBLs توسط تست دیسک ترکیبی انجام شد. میزان تولید ESBLs در ایزولههای انتروباکتریاسه (75/36 درصد) گزارش گردید. در این تحقیق 15 ایزوله انتروباکتر شناسایی شد و تولیدESBLs در ایزولههای انتروباکتر 72/2 درصد گزارش شد (24). در مطالعه ما از مجموع 65 ایزوله انتروباکتر کلوآکه مورد بررسی به روش دیسک 25 ايزوله، (46/38 درصد) مولد بتالاكتامازهاي وسيع‌الطيف تشخیص داده شدند. در مطالعاتی که در ایران و سراسر دنیا با روش مشابه صورت گرفته است، نتایج متفاوتی ازنظر میزان تولید ESBLs در انتروباکتریاسهها را نشان داده است. میزان شیوع باکتری مولد ESBLs بسته به ناحیه (حتی از بیمارستانی به بیمارستان دیگر) و زمان ممکن است متفاوت باشد. به‌خصوص هنگام وقوع همه‌گیری، شیوع در بین بیماران بستری در بیمارستان میتواند بهطور ناگهانی افزایش یابد (25). تحلیل نتایج فوق نشاندهنده این مطلب خواهد بود که شیوع ژنهای بتالاكتاماز در ایزولههای جدا شده از كشورهای مختلف و یا مناطق گوناگون متفاوت است و این امر مرتبط با سیستم كنترل درمانی و رژیم‌درمانی مورد استفاده در هر منطقه و بیمارستان نیز خواهد بود. امروزه بیشترین تمرکز در مورد مقاومت آنتیبیوتیکی بر روی باکتری‌هایی است که از نمونه‌های بالینی (پزشکی و دامپزشکی) جدا می‌شوند. تحقیقات نشان میدهد که باکتریهای مقاوم به آنتیبیوتیک و ژنهای مقاومت آنتیبیوتیکی در همه جای طبیعت وجود دارند. به‌طوری‌که شیوع بالای مقاومت آنتیبیوتیکی در فاضلاب‌های مراکز پزشکی، صنعتی و مراکز پرورش حیوانات گزارش شده است. این محیطها اغلب حاوی غلظت بالایی از آنتیبیوتیکها میباشد و انتقال افقی ژنهای مقاومت آنتیبیوتیکی در این محیطها بهراحتی صورت می‌گیرد (26). نگرانی بسیار مهم مربوط به انتقال ژنهای مقاومتی به محیط‌زیست میباشند. تداوم و انتشار باکتریهای مقاوم به آنتیبیوتیک در محیطهای آبی طبیعی ممکن است به افزایش عفونت پاتوژن‌های مقاوم به آنتیبیوتیک کمک کند. با تداوم و انتشار این باکتری‌ها انتقال ژنهای مقاومت آنتیبیوتیکی به باکتریهای دیگر صورت می‌گیرد. به این ترتیب انتقال ژنهای مقاومت در پاتوژن‌ها به سهولت در حال افزایش میباشد. به نظر میرسد باکتریهای مقاوم به چند آنتیبیوتیک در درجه اول از محیط‌هایی جداسازی می‌شوند که استفاده از آنتیبیوتیک در آن محیطها مثل بیمارستان‌ها زیاد میباشد (27).
مطالعه حاضر برای اولینبار در ایران بهمنظور ارزیابی میزان شیوع، خصوصیات فنوتیپی و ژنوتیپی مقاومت آنتیبیوتیکی و فراوانی ژنهای حدت و تایپینگ مولکولی سویههای انتروباکتر کلوآکه جدا شده از موارد عفونت ادراری انجام شد. نتایج این تحقیق نشان داد که سویههای انتروباکتر کلوآکه از شیوع نسبتاً بالایی در نمونه‌های ادرار برخوردار بودند که بسیار قابل‌توجه است.
سپاسگزاری
نویسندگان، صمیمانه از زحمات معاونت محترم پژوهشی و جناب آقای مهندس منوچهر مؤمنی تشکر و قـدردانـی به عمل می‌آورند.
تعارض منافع
نویسندگان هیچ گونه تعارض منافعی ندارند.
[1] Bayani et al
[2] Rakotonirina et al
References
1. Medina M, Castillo-Pino E. An introduction to the epidemiology and burden of urinary tract infections. Therapeutic advances in urology. 2019; 11:1756287219832172.
2. Annavajhala MK, Gomez-Simmonds A, Uhlemann AC. Multidrug-resistant Enterobacter cloacae complex emerging as a global, diversifying threat. Frontiers in microbiology. 2019; 10:44.
3. Ioannou P, Vamvoukaki R, Kofteridis DP. Infective endocarditis by Enterobacter cloacae: a systematic review and meta-analysis. Journal of Chemotherapy. 2022; 34(1):1-8.
4. Mancuso G, Midiri A, Gerace E, Biondo C. Bacterial antibiotic resistance: the most critical pathogens. Pathogens. 2021; 10(10):1310.
5. Aoki K, Harada S, Yahara K, Ishii Y, Motooka D, Nakamura S, Akeda Y, Iida T, Tomono K, Iwata S, Moriya K. Molecular characterization of IMP-1-producing Enterobacter cloacae complex isolates in Tokyo. Antimicrobial agents and chemotherapy. 2018; 62(3):10-128.
6. Kaur J, Chopra S, Mahajan G. Modified double disc synergy test to detect ESBL production in urinary isolates of Escherichia coli and Klebsiella pneumoniae. Journal of clinical and diagnostic research: JCDR. 2013; 7(2):229.
7. Torshizi R, Zamanzad B, Mokhtareyan K, Karimi A. Determination of CTX-M genes in enterobacteriaceae producing extended-spectrum beta-lactamase using PCR method. Journal of Shahrekord University of Medical Sciences. 13(3): 9-17.
8. Klymus KE, Merkes CM, Allison MJ, Goldberg CS, Helbing CC, Hunter ME, Jackson CA, Lance RF, Mangan AM, Monroe EM, Piaggio AJ. Reporting the limits of detection and quantification for environmental DNA assays. Environmental DNA. 2020; 2(3):271-82.
9. Hoffmann H, Roggenkamp A. Population genetics of the nomenspecies Enterobacter cloacae. Applied and Environmental Microbiology. 2003; 69(9):5306-18.
10. Rizi KS, Peerayeh SN, Bakhshi B, Rahbar M. Prevalence of integrons and antimicrobial resistance genes among clinical isolates of Enterobacter spp. from hospitals of Tehran. Int J Enteric Pathog. 2015; 3(1): e22531.
11. Makabenta JM, Nabawy A, Li CH, Schmidt-Malan S, Patel R, Rotello VM. Nanomaterial-based therapeutics for antibiotic-resistant bacterial infections. Nature Reviews Microbiology. 2021; 19(1):23-36.
12. Amini FA, Vaziri SI, Karimpour HA, Hassani S, Mohamadi S, Azizi MO. Antibiotic resistance pattern of urinary tract infection pathogens in children of Kermanshah in 2015. Razi Journal of Medical Sciences. 24(155):20-27.
13. Magruder M, Edusei E, Zhang L, Albakry S, Satlin MJ, Westblade LF, Malha L, Sze C, Lubetzky M, Dadhania DM, Lee JR. Gut commensal microbiota and decreased risk for Enterobacteriaceae bacteriuria and urinary tract infection. Gut microbes. 2020; 12(1):1805281.
14. Zare F, Mohammadzadeh Rostami F, Shahsafi M. Prevalence and pattern of antibiotic resistance of gram-negative bacteria isolated from urinary tract infections in patients referring to Neka Laboratories-Iran. International Journal of Biomedicine and Public Health. 2018; 1(1):30-6.
15. Dadmanesh M, Dormanesh B, Ghasemzadeh S, Ghorban KH, Zahirian SH. Evaluation of nosocomial urinary tract infection in the intensive care unit patients at Tehran 501 hospital during 2007. Journal of Annals of Military and Health Sciences Research.4:1407-10.
16. Odoki M, Almustapha Aliero A, Tibyangye J, Nyabayo Maniga J, Wampande E, Drago Kato C, Agwu E, Bazira J. Prevalence of bacterial urinary tract infections and associated factors among patients attending hospitals in Bushenyi district, Uganda. International Journal of Microbiology. 2019; 2019(1):4246780.
17. Yelin I, Snitser O, Novich G, Katz R, Tal O, Parizade M, Chodick G, Koren G, Shalev V, Kishony R. Personal clinical history predicts antibiotic resistance of urinary tract infections. Nature medicine. 2019; 25(7):1143-52.
18. Yang Q, Zhang H, Yu Y, Kong H, Duan Q, Wang Y, Zhang S, Sun Z, Liao K, Gu L, Jiang X. In vitro activity of imipenem/relebactam against Enterobacteriaceae isolates obtained from intra-abdominal, respiratory tract, and urinary tract infections in China: Study for Monitoring Antimicrobial Resistance Trends (SMART), 2015–2018. Clinical Infectious Diseases. 2020; 71(4): S427-35.
19. Molazade A, Shahi A, Gholami MS, Najafipour S, Mobasheri F, Jafari S, Ashraf Mansuri JA. The antibiotic resistance pattern of gram-negative bacilli isolated from urine cultures of adult outpatients admitted to ValiAsr Hospital of Fasa Clinical Laboratory in 2012-13. Pars Journal of Medical Sciences. 2022; 12(3):22-15.
20. Bayani M, Siadati S, Rajabnia R, Taher AA. Drug resistance of Pseudomonas aeruginosa and Enterobacter cloacae isolated from ICU, Babol, and Northern Iran. International Journal of Molecular and Cellular Medicine. 2013; 2(4):204.
21. Wang G, Zhu Y, Feng S, Wei B, Zhang Y, Wang J, Huang S, Qin S, Liu X, Chen B, Cui W. Extended-spectrum beta-lactamase-producing Enterobacteriaceae related urinary tract infection in adult cancer patients: a multicenter retrospective study, 2015–2019. BMC Infectious Diseases. 2023; 23(1):129.
22. Ahn ST, Lee HS, Lee DH, Kim JW, Park MG, Park HS, Moon DG, Oh MM. What are the risk factors for recurrent UTI with repeated ESBL-producing Enterobacteriaceae? A retrospective cohort studies. Journal of Infection and Chemotherapy. 2023; 29(1):72-7.
23. Bourouis A, Chihi H, Mahrouki S, Ayari K, Moussa MB, Belhadj O. Molecular characterization of a transferable blaCTX-M-28 gene in clinical isolates of Enterobacter cloacae. J Microbiol Antimicrob. 2013; 5(4):38-43.
24. Akbari M, Amir Mozaffari N, Peeri Dogaheh H. Prevalence of extended-spectrum beta lactamase in Entrobacteriaceae isolated from urinary tract infections in Ardabil, Iran. Journal of Ardabil University of Medical Sciences. 2014; 14(3):285-91.
25. Khademi F, Vaez H, Neyestani Z, Sahebkar A. Prevalence of ESBL‐Producing Enterobacter Species Resistant to Carbapenems in Iran: A systematic review and meta‐analysis. International journal of microbiology. 2022; 2022(1):8367365.
26. Delory T, Gravier S, Le Pluart D, Gaube G, Simeon S, Davido B, Piet E, Lepeule R, Lesprit P, Lafaurie M. Temocillin versus carbapenems for urinary tract infection due to ESBL-producing Enterobacteriaceae: a multicenter matched case-control study. International Journal of Antimicrobial Agents. 2021; 58(1):106361.
27. Al Mana H, Sundararaju S, Tsui CK, Perez-Lopez A, Yassine H, Al Thani A, Al-Ansari K, Eltai NO. Whole-genome sequencing for molecular characterization of carbapenem-resistant Enterobacteriaceae causing lower urinary tract infection among pediatric patients. Antibiotics. 2021; 10(8):972.
