Роль фенотипических методов типирования сальмонелл в мониторинге за сальмонеллезами


Рожнова С.Ш., Христюхина О.А., Агафонова Е.И.

ФБУН ЦНИИ эпидемиологии Роспотребнадзора, Москва
Изучены биологические свойства штаммов сальмонелл, выделенных в 2009–2010 гг. из разных источников (от людей, сельскохозяйственных животных, из пищевых продуктов и объектов окружающей среды). Проведено фаготипирование и определение лекарственной устойчивости S. enteritidis, изолированных при вспышках и спорадических случаях сальмонеллезов. Выявлено, что на территории страны циркулируют S. enteritidis 12 фаговаров, при этом ведущим является 1 (60,4%). Подавляющее число сальмонелл характеризуется чувствительностью к действию изученных препаратов или устойчивостью по отношению к одному антибиотику. Полирезистентные штаммы сальмонелл чаще всего встречаются среди S. typhimurium и реже всего – среди S. enteritidis. S. infantis занимает промежуточное положение.

Внутривидовое разнообразие некоторых наиболее распространенных сероваров сальмонелл
позволяет провести их типирование. Учитывая тот факт, что такое типирование используется
чаще всего в эпидемиологических целях, его называют «эпидемиологическим маркированием штамма». При выборе таких методов основное внимание уделяется тому, чтобы используемый
метод был стандартным, результаты воспроизводимыми и сравнимыми независимо от места
проведения. В настоящее время при осуществлении мониторинга за сальмонеллезами в системе глобального надзора за этими болезнями используются методы типирования на основе фенотипических и генотипических свойств возбудителей. К методам фенотипирования относятся: биотипирование, фаготипирование, колицинотипирование, определение чувствительности к антибиотикам. Биотипирование сальмонелл основывается на том, что для них характерна определенная вариабельность в ферментации отдельных углеводов, многоатомных спиртов,
определенных аминокислот и др. Среди всех наиболее распространенных сероваров сальмонелл схемы биотипирования разработаны в первую очередь для S. typhimurium. Различные наборы биохимических тестов позволяют выделить внутри этого серовара от 24 до 144 таких биоваров. Подобные схемы разработаны для S. enteritidis, S. dublin, S. montevideo, S. agona и др. [1, 2]. Из всех методов фенотипическо-

го типирования наибольшее применение нашел метод фаготипирования [1]. Коллекции фагов
для типирования чаще всего предназначены для изучения штаммов сальмонелл, преобладающих
в этиологической структуре сальмонеллезов или способных вызывать наиболее тяжелые заболевания (S. typhi, S. typhimurium, S. enteritidis, S. infantis). В качестве одного из методов фенотипического маркирования может использоваться и чувствительность к антибиотикам. В этом случае своеобразным маркером может служить спектр антибиотиков, к действию которых устойчив изучаемый штамм сальмонелл. Обычно у эпидемиологически связанных штаммов спектры резистентности оказываются идентичными. Следует помнить, что в отдельных случаях такие штаммы могут отличаться по 1–2 антибиотикам, входящим в спектр резистентности. Необходимо отметить, что наибольшей результативностью указанный метод обладает при типировании S. typhimurium, так как именно представители этого серовара чаще всего характеризуются выраженной устойчивостью к действию антибиотиков [3–6]. Широкое распространение множественной лекарственной устойчивости, связанной с наличием определенных R-плазмид (утрата или приобретение), может определять некоторые отличия спектров резистентности у эпидемиологически родственных штаммов [7].
Дополнительным методом типирования некоторых сероваров сальмонелл является колицинотипирование. Продукция колицинов оценивается по наличию или отсутствию зоны задержки
роста индикаторных штаммов. Тип продуцируемых колицинов устанавливается по характеру
литического спектра согласно международной схеме. Способность продуцировать колицины связана с наличием в клетках микроорганизмов Соl-плазмид, что позволяет рассматривать наличие или отсутствие этих плазмид (Col+ или Col-) в качестве эпидемиологических маркеров. Однако применительно к сальмонеллам колицинотипирование не получило широкого признания прежде всего потому, что среди них редко встречаются колициногенные штаммы.

Материалы и методы

В течение 2009–2010 гг. в референс-центр по мониторингу за сальмонеллезами поступили 512 штаммов S. enteritidis и 192 штамма сальмонелл других сероваров. Значительное преобладание S. enteritidis связано с ведущей ролью указанных микроорганизмов в этиологической структуре сальмонеллезов у людей и животных, а также в сероваровом пейзаже сальмонелл, выделенных
из пищевых продуктов и объектов окружающей среды. S. enteritidis были направлены в центр
с 15 территорий России и представляли группу штаммов, выделенных у людей, из пищевых продуктов, воды открытых водоемов, сточных вод, смывов с различных предметов и из других объектов окружающей среды. Большинство штаммов, выделенных у людей, связаны со спорадическими случаями сальмонеллеза. Часть из них выделены во время 11 вспышек пищевой токсикоинфекции сальмонеллезной этиологии. При анализе штаммы, выделенные во время вспышки, учитывались как один штамм. Фаготипирование S. enteritidis проводили с использованием коллекции фагов, разработанных Национальным институтом гигиены (Будапешт, Венгрия). Фаговар устанавливали по определению рисунка лизиса культур типовыми фагами. К «нетипируемым» относили штаммы, не лизируемые ни одним из типовых фагов. «Атипичными» считали штаммы, которые не укладывались в схему фаготипирования по картине лизиса. Чувствительность к антибиотикам определяли с использованием пластин ATB G-5 производства БиоМерье (Франция). Идентификацию штаммов проводили на пластинах API 20 E, БиоМерье (Франция). Антигенную структуру определяли с использованием адсорбированных сальмонеллезных сывороток производства ФГУП Санкт-Петербургский НИИ вакцин и сывороток.

Результаты и обсуждение

Все штаммы, вошедшие в исследуемую группу, обладали типичными для сальмонелл ферментативными свойствами и имели типичную для сальмонелл антигенную структуру, позволяющую идентифицировать их как Salmonella enterica serovar Enteritidis var. jena. По результатам фаготипирования указанных штаммов выяснилось, что 256 (60,4%) из них относились к фаговару 1. Затем по частоте встречаемости следовали фаговары 19 (14,1%), 1а (12,5%), 20 (30%), 1d (1,8%), 4d (0,7%), 2 (0,5%). Остальные штаммы относились к фаговарам 2d, 3, 3a, 4 и 12, составляя по 0,2% от всех изученных штаммов (табл. 1).

Таблица 1. Частота встречаемости определенных фаговаров S. enteritidis среди изолятов из разных
источников.

Анализ широты распространения отдельных фаговариантов S. enteritidis среди изолятов от людей показал похожую ситуацию: большинство штаммов этой группы относились к фаговару 1 (58,8%), 19 (14,9%), 1а (11,6%), 20 (3,1%), 1d (2,3%), 2 (0,6). Остальные фаговары представлены одним штаммом. Среди микроорганизмов, выделенных из пищевых продуктов и других объектов окружающей среды, также преобладал фаговар 1 (соответственно 62,5 и 92,8%), 1а (21,4 и 0%), 19 (10,7 и 0%), 20 (3,6 и 0%). 5 штаммов не уложились в схему типирования (нетипируемые); 19 штаммов не лизировались типовыми фагами (отрицательные). Несомненный интерес представляло фаготипирование штаммов S. enteritidis, выделенных во время вспышек. Из 11 вспышек сальмонеллезов, имевших место на 10 территориях страны, 9 (81,82%) были связаны с S. enteritidis фаговара 1, 1 (9,09%) – с S. enteritidis фаговара 19 и 1 (9,09%) – с S.enteritidis фаговара 20. Таким образом, вспышки вызывались S. enteritidis тех же фаговаров, которые чаще всего распространены как этиологические агенты при спорадических случаях сальмонеллезной инфекции.

Необходимо отметить и то, что штаммы, выделенные у больных во время вспышки, и штаммы,
выделенные из продуктов питания, которые послужили факторами передачи возбудителя инфекции, относились к одному и тому же фаговару. Таким образом, фаготипирование S. enteritidis
в период господства данного серовара сальмонелл в этиологической структуре сальмонеллезов
остается одним из самых простых и надежных фенотипических методов типирования сальмонелл. В целях более широкого использования указанного метода необходимо оперативно решить вопрос с производством типовых фагов в стране. В тот же временной период (2009–2010 гг.) была определена чувствительность к антибиотикам 512 штаммов S. enteritidis, поступивших в референс-центр по мониторингу за сальмонеллезами с разных территорий страны. Изучалась чувствительность к 21 антибактериальному препарату. Из группы аминопенициллинов использовались амоксициллин, пиперциллин и тикарциллин; ингибиторзащищенные аминопеницилины – амоксициллин/клавуланат, пиперциллин/тазобактам, тикарциллин/клавуланат; цефалоспорины – цефалотин, цефокситим, цефоксатим, цефтазидим, цефепим, цефуроксим; аминогликозиды – гентамицин, нетилмицин, амикацин, тобрамицин; карбопенемы – меропенем, имипенем; фторхинолоны – ципрофлоксацин;
также в испытательную панель включен ко-тримоксазолу. Подавляющее большинство штаммов
S. enteritidis, выделенных в 2009–2010 гг. из разных источников, характеризовались чувствительностью к действию всех испытанных препаратов. Наибольшая устойчивость выявлена к действию цефалотина (10,3%), цефуроксима (7,6%), тобрамицина (7,4%), амикацина (3,1%) и гентамицина (2,9%) (табл. 2).

Таблица 2. Антибиотикоустойчивость штаммов S. enteritidis, выделенных на территории страны
в 2009–2010 гг.

Таблица 3. Антибиотикочувствительность штаммов S. enteritidis, выделенных в разные периоды
наблюдения.

При раздельном анализе штаммов, выделенных в 2009 и 2010 гг. (табл. 3), показано, что число выявляемых микроорганизмов, резистентных по отношению к некоторым антибиотикам в 2009 г., в процентном отношении было выше, чем число антибиотикорезистентных штаммов в 2010 г. Однако в большинстве случаев отмеченные различия были статистически недостоверны. Только по отношению к цефалотину и цефокситину число резистентных микроорганизмов в 2009 г. достоверно превышало аналогичные показатели 2010 г. В отличие от приведенных выше показателей, устойчивость к тобрамицину чаще встречалась в 2010 г.

Проанализировав полученные результаты с учетом резистентности, выявленной по отношению к антибиотикам разных классов (табл. 4), можно отметить, что у некоторых штаммов выявлена резистентность к одному из пенициллинов 3-го поколения (AMO, PIC, TIC), в том числе с ингибиторами β-лактамаз (AMC, TZP, TCC); к цефалоспоринам 1, 2, 3, 4-го поколения (CFT, CXT, CXM, CTX, CAZ, CA1, FEP); аминогликозидам 2-го и 3-го поколения (TOB, GEN, NET, AKN), фторхинолонам (CIP) и ко-тримоксазолу (TSU). Однако общее число антибиотикоустойчивых штаммов невелико.

Таблица 4. Резистентность сальмонелл к действию антибиотиков разных классов.

Таблица 5. Число штаммов S. enteritidis, обладающих устойчивостью к действию нескольких
антибиотиков.

Среди сальмонелл, обладающих устойчивостью к антибиотикам, встречались и одновременно резистентные к действию двух препаратов и более (табл. 5). При этом чаще всего отмечалась устойчивость к действию 2 антибиотиков (6,5%), реже – 3–5 (6,2%), еще реже – 6–8 (1,2%).

Из числа культур, устойчивых к действию двух антибиотиков, чаще всего встречались одновременно резистентные к действию CFT–CXM (12,5%), CFT – CXT (25%), CFT–TOB (8,5%).

В период 2009–2010 гг. в референс-центр по мониторингу за сальмонеллезами поступили штаммы сальмонелл, выделенные от людей и продуктов питания во время 11 вспышек сальмонеллезов, имевших место на различных территориях страны (табл. 6). Как следует из представленных данных, все вспышки были этиологически связаны с антибиотикочувствительными штаммами S. enteritidis. Однако среди изолятов только из трех вспышек было обнаружено 100% совпадение при анализе их антибиотикочувствительности.

Таблица 6. Характеристика штаммов S. enteritidis, выделенных в 2009–2010 гг. во время вспышек
сальмонеллезов.

Среди микроорганизмов, причастных к одной и той же вспышке, имелись незначительные отличия, связанные прежде всего с наличием культур, имеющих устойчивость к одному, а иногда и к двум антибиотикам. Так, в изолятах из вспышки 2 (2009 г.) из 45 культур 14 (31,1%) были устойчивы к CTX, а 13 (28,8%) – к CFT. В культурах из вспышки 3 (2010 г.) только 1 из 9 штаммов был чувствителен к действию CFT, а среди сальмонелл из вспышки 4 (2010 г.) 14 штаммов из 21 были чувствительны к CFT,
а 7 – устойчивы. Два изолята из вспышки 4 отличались наличием одновременной устойчивости к трем препаратам, поэтому их связь с указанной вспышкой подтверждалась дополнительными методами типирования, в первую очередь фаготипированием.

Таблица 7. Антибиотикоустойчивость штаммов S. typhimurium и S. infantis, выделенных в 2009–2010 гг.

Кроме антибиотикочувствительности S. enteritidis, была изучена чувствительность к антибиотикам
31 штамма S. typhimurium и 40 штаммов S. infantis. Как видно из табл. 7, чаще всего штаммы S. typhimurium были устойчивы к действию пиперациллина (64,5%), тикарциллина (64,5%), тикарциллина/клавуланата (54,8%) и амоксициллина (58,8%) и ко-тримоксазола (25,8%). Среди S. infantis чаще всего встречалась устойчивость к цефалотину и ко-тримоксазолу (32,5%), цефокситину (25%), цефуроксиму (25%) и ко-тримоксазолу (20%).

При сравнении штаммов, полученных в 2009 и 2010 гг., показано, что S. typhimurium в 2009 г. были достоверно часто устойчивы к тикарциллину/клавуланату и ко-тримоксазолу (табл. 8), а среди S. infantis, напротив, в 2010 г. чаще циркулировали микроорганизмы, устойчивые к тобрамицину, гентамицину и ципрофлоксацину (табл. 9). В то же время среди указанных сальмонелл было выявлено несколько культур, обладающих полирезистентностью к действию 6 антибиотиков и более. S. typhimurium со сходной полирезистентностью встречались преимущественно в 2009 г.

Таблица 8. Число штаммов S. typhimurium, обладающих устойчивостью к действию нескольких
антибиотиков.

Таблица 9. Число штаммов S. infantis, обладающих устойчивостью к действию нескольких антибиотиков.

Таким образом, представленные результаты показали, что сальмонеллы разных сероваров отличаются чувствительностью к действию антибиотиков. Среди доминирующих сероваров сальмонелл наибольшее число чувствительных штаммов встречалось среди S. enteritidis, устойчивых – среди S. typhimurium; S. infantis занимала промежуточное положение.


Литература


1. Anderson E.S., Ward L.D., de Saxe M.J. et al. Correlation of phage type, biotype and source in stains of Salmonella Typhimurium. J. Hyg. 1978; 81: 203–217.
2. Duguid J.R., Anderson R.S., Alfredson G.A. et al. A new biotyping schema for Salmonella Typhimurium and its phylogenic significance. J. Med. Microbiol. 1975; 2: 149–166.
3. Гурьева О.В. Клинико-эпидемиологические особенности и вопросы этиотропной терапии сальмонеллеза Enteritidis у детей: Автореф. дис…. канд. мед. наук. М., 2010.
4. Милютина Л. Н., Рожнова С.Ш., Цешковский И.С. Клинико–эпидемиологические аспекты лекарственной резистентности сальмонелл. Эпидемиол. и инфекц. бол. 1998; 1: 33–37.
5. Сидоренко С.В. Тенденции распространения антибиотикорезистентности среди возбудителей внебольничных инфекций на территории Российской Федерации.
Consilium Medicum 2007; 9 (1): 88–91.
6. Wester C.W., Durairaj L., Evans A.T. et al. Antibiotic resistance: a survey of physician perceptions. Arch. intern. Med. 2002; 162 (19): 2210–2216.
7. Мейнелл Г. Бактериальные плазмиды. М., 1976.


Об авторах / Для корреспонденции


Рожнова Софья Шаевна, д-р биол. наук, вед. науч. сотр. ФБУН Центральный НИИ эпидемиологии Роспотребнадзора; рук. референс-центра по мониторингу за сальмонеллезами
Адрес: 111123, Москва, ул. Новогиреевская, д. 3а
Телефон: (8-495) 672-11-32
E-mail: salm@pcr.ru

ФБУН Центральный НИИ эпидемиологии Роспотребнадзора:
Христюхина Ольга Анатольевна, науч. сотр.
Агафонова Екатерина Игоревна, мл. науч. сотр.


Похожие статьи


Бионика Медиа