ردیابی ژنهای M-blaCTX، blaTEM و blaSHV در جدایههای انتروباکتر کلوآکه

Subject Areas : Journal of Quality and Durability of Agricultural Products and Food Stuffs

Elahe Tajbakhsh ¹ (گروه زیست شناسی دانشگاه آزاد اسلامی واحد شهرکرد)

Received: 2023-11-03 Accepted : 2023-12-24 Published : 2024-07-25

Keywords: Enterobacter cloacae, ESBLs, Antibiotic resistance,

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.

Full-Text:



دوره سوم/ شماره چهارم/ بهار 1403/ مقاله پژوهشی/صفحات: 44-31                                                        https://www.qafj.iauk.ac.ir

ردیابی ژن­های blaCTX-M، blaTEM و blaSHV در جدایه‌های انتروباکتر کلوآکه

 

الهه برزم دهکردی1، الهه تاج‌بخش*2، 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

* نويسنده مسئول: [e-mail]

دریافت مقاله: 12/8/1402، پذیرش مقاله: 3/10/1402

 

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

 

 

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.

 

مواد و روش‌ها

 

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	غلظت نهایی	مواد
5/2 میکرولیتر	1X	PCR Buffer 10 X
5/0 میکرولیتر	2/0میلی‌مول	(10mM) dNTPs
75/0 میکرولیتر	5/1 میلی‌مول	(50mM) Mgcl2
1 میکرولیتر	1 میکرومول	PrimerF  (25µM)
1 میکرولیتر	1میکرومول	PrimerR (25µM)
2/0 میکرولیتر	1U	Taq DNAPolymerase (5u/µl)
1 میکرولیتر	50 نانوگرم	DNA
05/18 میکرولیتر	-	ddH2O
میکرولیتر	-	حجم نهایی واکنش

 

 

 

جدول 3-  برنامه حرارتی برای تکثیر ژن hsp60  انتروباکتر کلوآکه

دما	زمان	مراحل
۹5 درجه سانتی‌گراد	5 دقیقه	دناتوراسیون اولیه
۹۴ درجه سانتی‌گراد	۴5 ثانیه	دناتوراسیون	30 سیکل
۵7 درجه سانتی‌گراد	۴۵ ثانیه	اتصال
۷۲ درجه سانتی‌گراد	۱ دقیقه	طویل شدن
۷۲ درجه سانتی‌گراد	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).

 

جدول 4- دستورالعمل بهینه شده روش PCR جهت ردیابی ژن­های blaCTX-M، blaTEM  وblaSHV

حجم نهایی	غلظت نهایی	مواد
5/2 میکرولیتر	1X	PCR Buffer 10 X
5/0 میکرولیتر	2/0 میلی­مول	(10mM)dNTPs
75/0 میکرولیتر	5/1 میلی‌مول	(50mM) Mgcl2
3 میکرولیتر	1 میکرومول	PrimerF (10µM)
3 میکرولیتر	1میکرومول	PrimerR (10µM)
3/0 میکرولیتر	1.5U	(5u/µl) Taq DNAPolymerase
05/15 میکرولیتر	-	ddH2O
1 میکرولیتر	50 نانوگرم	DNA
25 میکرولیتر	-	حجم نهایی واکنش

 

جدول 5-  برنامه حرارتی برای تکثیر ژن­های blaCTX-M

دما	زمان	مراحل
۹4 درجه سانتی‌گراد	5 دقیقه	دناتوراسیون اولیه
۹5 درجه سانتی‌گراد	70 ثانیه	دناتوراسیون	30 سیکل
۵8 درجه سانتی‌گراد	65 ثانیه	اتصال
۷۲ درجه سانتی‌گراد	90 ثانیه	طویل شدن
۷۲ درجه سانتی‌گراد	7 دقیقه	تکثیر نهایی

 

جدول 6-  برنامه حرارتی برای تکثیر ژن blaSHV

دما	زمان	مراحل
۹4 درجه سانتی‌گراد	6 دقیقه	دناتوراسیون اولیه
۹5 درجه سانتی‌گراد	70 ثانیه	دناتوراسیون	30 سیکل
۵5 درجه سانتی‌گراد	60 ثانیه	اتصال
۷۲ درجه سانتی‌گراد	90 ثانیه	طویل شدن
۷۲ درجه سانتی‌گراد	8 دقیقه	تکثیر نهایی

 

جدول7-  برنامه حرارتی برای تکثیر ژن blaTEM

دما	زمان	مراحل
۹4 درجه سانتی‌گراد	6 دقیقه	دناتوراسیون اولیه
۹5 درجه سانتی‌گراد	70 ثانیه	دناتوراسیون	30 سیکل
۵9 درجه سانتی‌گراد	6۵ ثانیه	اتصال
۷۲ درجه سانتی‌گراد	90 ثانیه	طویل شدن
۷۲ درجه سانتی‌گراد	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,  

 

 

شکل 3- ژل الکتروفورز محصول PCR ژن‌ blaTEM,  در ایزوله‌های انتروباکتر کلوآکه. ستون M: مارکر 100 جفت بازی فرمنتاز، ستون 1: کنترل منفی، ستون 2: کنترل مثبت، ستون­های 3 تا تعدادی از نمونه‌های مثبت 

 

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 همکاران⁴ 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 bla CTX-M-21 صورت گرفت، 5 نمونه (5/62 درصد) دارای ژن bla OXA-1 بودند (23). در مطالعه­ای که روکوتورینیا و همکارانش⁵ 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).

 

نتیجه‌گیری

 

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.

 

تشکر و قدردانی

 

نویسندگان، صمیمانه از زحمات معاونت محترم پژوهشی و جناب آقای مهندس منوچهر مؤمنی تشکر و قـدردانـی به عمل می‌آورند.

 

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 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.

 

---

[1]  Extended spectrum beta lactamase (ESBL)

[2]  Combination Disk Test (CDT)

[3]  DNPTM (CinnaGen)        

[4]  Bayani et al

[5]  Rakotonirina et al

Detection of blaCTX-M, blaTEM and blaSHV genes in Enterobacter

cloacae isolates

 

Elahe Barzam Dehkordi1, Elahe Tajbakhsh*2, Hasan Momtaz2

1. Ph.D., Department of Microbiology, Faculty of Basic Sciences, Shahrekord Branch, Islamic Azad University, Shahrekord Branch, Iran

2. Professor, Department of Microbiology, Faculty of Basic Sciences, Shahrekord Branch, Islamic Azad University, Shahrekord Branch, Iran

3. Professor, Department of Microbiology, Faculty of Basic Sciences, Shahrekord Branch, Islamic Azad University, Shahrekord Branch, Iran

* Corresponding Author: [e-mail]

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