بررسی ارتباط فیلوژنتیک و مقاومت آنتی‌بیوتیکی سویه‌های اشریشیا کلی اوروپاتوژنیک
محورهای موضوعی : میکروب شناسی مولکولیزهرا اعتبارزاده 1 , مژگان عشاقی 2 , نور امیرمظفری 3
1 - دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات تهران، گروه زیست شناسی
2 - دانشگاه علوم پزشکی تهران
3 - دانشگاه علوم پزشکی تهران
کلید واژه: مقاومت آنتی‌بیوتیکی, اشریشیا کلی, عفونت دستگاه ادراری, فیلوتایپینگ,
چکیده مقاله :
سابقه و هدف: عفونت‌های دستگاه ادراری جزء شایع‌ترین بیماری‌های عفونی می‌باشند. امروزه باکتری اشریشیا کلی به عنوان غالب‌ترین عامل ایجاد کننده عفونت ادراری در 90-80 درصد از بیماران گزارش شده است. با توجه به افزایش روزافزون مصرف آنتی‌بیوتیک و به دنبال آن ایجاد مقاومت دارویی این مطالعه با هدف ارزیابی الگوی مقاومت آنتی‌بیوتیکی سویه‌های اشریشیا کلی جداسازی شده از بیماران مشکوک به عفونت ادراری و نیز گروه‌بندی فیلوژنتیک این سویه‌ها انجام گرفت. مواد و روش‌ها: این پژوهش به صورت مقطعی _توصیفی بر روی 600 نمونه کشت مشکوک به عفونت ادراری جمع آوری شده از بیمارستان کلیوی فوق تخصصی شهید هاشمی نژاد تهران انجام شد. به منظور جداسازی سویه‌های اشریشیا کلی تمامی نمونه‌ها با استفاده از آزمون‌های بیوشیمیایی و میکروبی مورد بررسی قرار گرفتند. سپس با استفاده از روش استاندارد انتشار دیسک (Kirby-Bauer) آزمون حساسیت دارویی بر روی 8 گروه مختلف آنتی‌بیوتیکی انجام شد. به منظور تایپینگ و گروه‌بندی فیلوژنتیک سویه‌های اشریشیا کلی از روش Multiplex PCR و پرایمرهای اختصاصی ژن‌های chuA، yjaA و نیز قطعه TSPE4.C2 استفاده گردید. یافته‌ها: در این مطالعه بیشترین میزان مقاومت نسبت به آنتی‌بیوتیک‌های آمپی‌سیلین (83/83%) و نالیدیکسیک اسید (42/71%) و کم‌ترین آن نسبت به نیتروفورانتوئین (12/3%) و سفتی‌زوکسیم (22/11%) مشاهده گردید. با ارزیابی گروه فیلوژنتیک مشخص شد که 65% سویه‌ها به گروه B2، 19% به گروه D و 16% نیز به گروه فیلوژنتیک A تعلق دارند. همچنین بیشتر سویه‌های مقاوم به آنتی‌بیوتیک‌ها و نیز سویه‌های مقاوم به چند دارو متعلق به گروه فیلوژنتیک B2 بودند. نتیجه گیری: اشریشیا کلی جدا شده از عفونت های دستگاه ادراری در این منطقه، بیشتر متعلق به گروه فیلوژنتیک B2 بودند که با اغلب پژوهش های انجام شده در دنیا هم خوانی دارد.
Background and Objective: Urinary tract infections (UTI) are among the most common infectious diseases. Nowadays, Escherichia coli (E. coli) is counted as the predominant cause of urinary tract infection in 80-90% of patients. Due to increase in the rate of antibiotic usage and subsequent drug resistance, this study was performed to evaluate the antimicrobial resistance pattern of E. coli isolated from patients with suspected urinary tract infection and phylogenetic grouping of these strains. Materials and Methods: This cross sectional study was conducted on 600 samples of suspected urinary tract infection from Hasheminejad super specialty kidney hospital. To isolate E. coli strains, all samples were examined with biochemical and microbial tests. Then using the standard disc diffusion method (Kirby-Bauer), drug susceptibility test was performed on 8 different antibiotics. Multiplex PCR technique and specific primers of chuA, yjaA genes and TSPE4.C2 fragment were used for phylogenetic grouping of the isolated E. coli strains. Results: In this study the highest rates of resistance to antibiotics were seen against ampicillin (83.83%) and nalidixic acid (71.42%). Also, the lowest rates of resistance were reported against nitrofurantoin (3.12%) and ceftizoxime (11.22%). Based on phylogenetic studies, 65%, 19% and 16% of the isolated strains belonged to group B2, group D and group A, respectively. Also, the majority of antibiotic resistant strains and multi-drug resistant strains belonged to the phylogenetic group B2. Conclusion: As same as other reports around the world, most of the E. coli strains isolated from this region belonged to phylogenetic group B2.
1. Ejrnaes K. Bacterial characteristics of importance for recurrent urinary tract infections caused by Escherichia coli. Dan Med Bull. 2011; 58(4): B4187.
2. Borsari AG, Bucher B, Brazzola P, Simonetti GD, Dolina M, Bianchetti MG. Susceptibility of Escherichia coli strains isolated from outpatient chidren with community-acquired urinary tract infection in southern Switzerland. Clin Ther. 2008; 30(11): 2090-2095.
3. Bonacorsi SPP, Clermont O, Tinsley C, Le Gall I, Beaudoin JC, Elion J, Nassif X, Bingen E. Identification of regions of the Escherichia coli chromosome specific for neonatal meningitis-associated strains. Infect Immun. 2000; 68(4): 2096-2101.
4. Clermont O, Bonacorsi S, Bingen E. Rapid and simple determination of the Escherichia coli phylogenetic group. Appl Environ Microbiol. 2000; 66(10): 4555-4558.
5. Blattner FR, Plunkett G I, Bloch CA, Perna NT, Burland V, Riley M, Collado-Vides J, Glasner JD, Rode CK, Mayew GF, Gregor J, Davis NW, Kirkpatrick HA, Goeden MA, Rose DJ, Mau B, Shao Y. The complete genome sequence of Escherichia coli K-12. Science. 1997; 277(5331): 1453-1461.
6. Mills M, Payne SM. Genetics and regulation of haem iron transport in Shigella dysenteriae and detection of an analogous system in Escherichia coli O157:H7. J Bacteriol. 1995. 177(11): 3004-3009.
7. Torres AG, Payne S. Haem iron-transport system in enterohaemorrhagic Escherichia coli O157:H7. Mol Microbiol. 1997; 23(4): 825–833.
8. Johnson JR, Kuskowski MA, Gajewski A, Soto S, Horcajada JP, Jimenez de Anta M T, Vila J. Extended virulence genotypes and phylogenetic background of Escherichia coli isolates from patients with cystitis, pyelonephritis, or prostatitis. J Infect Dis. 2005; 191: 46-50.
9. Takahashi A, Kanamaru S, Kurazono H, Kunishima Y, Tsukamoto T, Ogawa O, Yamamoto S. Escherichia coli isolates associated with uncomplicated and complicated cystitis and asymptomatic bacteriuria possess similar phylogenies, virulence genes, and O-serogroup profiles. J Clin Microbiol. 2006; 4(12): 4589-4592.
10. Sader HS. Antimicrobial activity of tetracycline tested against nosocomial bacterial pathogens from patients hospitalized in the intensive care unit. Diagn Microbial Infect Dis. 2005; 52(3): 203-208.
11. Tamberkar DH, Dhanorkar DV, Gulhane SR, Khandelwal VK, Dudhane MN. Antibacterial susceptibility of some urinary tract pathogens to commonly used antibiotics. Afr J Biotechnol. 2006; 5(17): 1562-1565.
12. Tankhiwale SS, Jalgaonkar VS, Atimad S, Hassani U. Evaluation of extended spectrum of beta lactamase in urinary isolates. Ind Med Res. 2004; 120(6): 553-556.
13. Andrade SS, Sader HS, Jones RN, Pereira AS, Pignatari AC, Gales AC. Increased resistance to first-line agents among bacterial pathogens isolated from urinary tract infections in Latin America: time for local guidelines? Mem Inst Oswaldo Cruze. 2006; 101(7): 741-748.
14. Borsari A G, Bucher B, Brazzola P, Simonetti G D, Dolina M, Bianchetti M G. Susceptibility of Escherichia coli strains isolated from outpatient chidren with community-acquired urinary tract infection in southern Switzerland. Clinical Therapeutics. 2008; 30(11): 2090-2095.
15. Rijavec M, Muller-Premru M, Zakotnik B, Zgur-Bertok D. Virulence factors and biofilm production among Escherichia coli strains causing bacteraemia of urinary tract origin. J Med Microbiol. 2008; 57(11): 1329-1334.
16. Piatti G, Mannini A, Balistreri M, Schito AM. Virelence factors in urinary Escherichia coli strains: phylogenetic background and Quinolone and Fluoroquinolone resistance. J Clin Microbiol. 2008; 46(2): 480-487.
17. Johnson JR, Kuskowski MA, Owens K, Gajewski A, Winokur PL. Phylogenetic origin and virulence genotype in relation to resistance to fluoroquinolones and/or extended-spectrum cephalosporins and cephamycins among Escherichia coli isolates from animals and humans. J Infect Dis. 2003; 188(5): 759-768.
18. Moreno E, Prats G, Sabate M, Perez T, Johnson JR, Andreu A. Quinolone, fluoroquinolone and trimethoprim/sulfamethoxazole resistance in relation to virulence determinants and phylogenetic background among uropathogenic Escherichia coli. J. Antimicrob Chemother. 2006; 57(2): 204–211.
19. Asadi A, Solhjoo K, Kargar M, Rezaeian AA. Phylogenetic groups of Escherichia coli strains isolated from urinary tract infection in Jahrom city, southern Iran. Journal of Microbial World. 2011; 3(4): 240-245 [In Persian].
20. Grude N, Potaturkina-Nesterova N I, Jenkins A. A comparison of phylogenetic group, virulence factors and antibiotic resistance in Russian and Norwegian isolates of Escherichia coli from urinary tract infection. Clin Microbiol Infect. 2007; 13(2): 208-211.
21. Saeed MA, Haque A, Ali A, Mohsin M, Bashir S, Tariq A, Afzal A, Iftikhar T, Sarwar Y. Relationship of drug resistance to phylogenetic groups of E. coli isolates from wound infections. Infect Dev Ctries. 2009; 3(9): 667-670.
22. Johnson JR. Microbial virulence determinants and the pathogenesis of urinary tract infection. Infect Dis Clin North Am. 2003; 17(2): 261-78.