Volume 12, Issue 45 (11-2021)                   NCMBJ 2021, 12(45): 39-50 | Back to browse issues page

XML Persian Abstract Print


Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:

Evaluating the antibiotic resistant pattern and detecting the presence of class 1 integron genes among Klebsiella pneumoniae isolated from urine samples in Alborz province. NCMBJ 2021; 12 (45) :39-50
URL: http://ncmbjpiau.ir/article-1-1441-en.html
Full-Text [PDF 507 kb]   (499 Downloads)     |   Abstract (HTML)  (2330 Views)
Full-Text:   (1304 Views)

 

بررسی مقاومت آنتی بیوتیکی و حضور ژنهای اینتگرون کلاس 1 در جدایه های کلبسیلا پنومونیه به دست آمده از نمونه های ادرار در استان البرز

لیلا جبل عاملی*1، مهیار رحمت پناه1، حسین گمار1، محمد شکرگزار اشکرمیدانی1، جواد جمالی پابندی1

1.        گروه میکروبیولوژی، واحد کرج، دانشگاه آزاد اسلامی، کرج، ایران

* نویسنده مسئول: لیلا جبل عاملی، گروه میکروبیولوژی، واحد کرج، دانشگاه آزاد اسلامی، کرج، ایران. تلفن تماس: 09123367013 ، پست الکترونیکی: laji85@yahoo.com

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

بررسی مقاومت آنتی بیوتیکی و حضور ژنهای اینتگرون کلاس 1 در جدایه های کلبسیلا پنومونیه به دست آمده از نمونه های ادرار در استان البرز

چکیده

 سابقه و هدف:  کلبسیلا پنومونیه یکی از انواع باکتری های بیماریزای انسانی مهم می باشد که پیدایش مقاومت آنتی بیوتیکی در بین آنها مشکلات درمانی زیادی را ایجاد کرده است. ژنهای اینتگرون کلاس 1 می توانند ضمن جابجایی بین باکتریها، اعطای مقاومت نسبت به آنتی بیوتیک ها را در جمعیت تسهیل کنند. در این مطالعه، جداسازی باکتری های کلبسیلا پنومونیه از ادرار، تعیین الگوی مقاومت آنتی بیوتیکی و ارزیابی حضور ژنهای اینتگرون کلاس 1 صورت گرفت.

مواد و روش­ها: جدایه های باکتریایی دریافت و تائید آنها با استفاده از تست های بیوشیمیایی تکمیلی صورت گرفت. ارزیابی مقاومت نسبت به 10 آنتی بیوتیک مختلف به روش انتشار دیسک در آگار انجام و الگوی مقاومت نیز اعلام شد. از روش PCR برای تعیین حضور ژنهای  اینتگرون کلاس 1 در این جدایه ها استفاده  گردید.

یافته­ها: 80 جدایه کلبسیلا پنومونیه از ادرار افراد مراجعه کننده به آزمایشگاه های تشخیص طبی در کرج، بدست آمد که دو آنتی بیوتیک مروپنم و نیتروفورانتوئین به ترتیب دارای بیشترین و کم ترین اثر بر روی جدایه ها بودند. 16 جدایه به عنوان باکتری های مقاوم به چند دارو تشخیص داده شدند که برخی از آنها به هر 10 آنتی بیوتیک مورد ارزیابی مقاومت نشان دادند. 29 جدایه نیز از نظر حضور ژنهای اینتگرون کلاس 1 مثبت بودند.

بحث: با توجه به نتایج می توان درمان با آنتی بیوتیک های مروپنم، لووفلوکساسین، ایمی پنم و جنتامیسین که دارای درصد حساسیت بیش از  80 هستند را موفقیت آمیز دانست. البته حضور جدایه های مقاوم به چند دارو و همچنین تائید وجود ژنهای اینتگرون در جدایه های به دست آمده نیز می تواند زنگ خطری برای مقابله با عفونت های ناشی از کلبسیلا پنومونیه باشد.

نتیجه گیری: اطلاع از افزایش روز افزون مقاومت در بین جدایه های کلبسیلا پنومونیه ادراری و همینطور حضور موارد مقاوم به چند دارو و تائید وجود ژنهای دخیل در انتشار جدایه های مقاوم می تواند به انتخاب روش های درمانی موثر تر کمک کند.     

 

     واژگان کلیدی : کلبسیلا پنومونیه، مقاومت آنتی بیوتیکی، ژنهای اینتگرون کلاس 1، PCR ،  . Iau Science

 

 

                                                                                               

                                                                                               

 

Evaluating the antibiotic resistant pattern and detecting the presence of class 1 integron genes among Klebsiella pneumoniae isolated from urine samples in Alborz province

Leila Jabalameli1*, Mahyar Rahmatpanah1, Hossein Gomar1, Mohammad Shokrgozar Ashkarmeidani1, Javad Jamali Pabandi1

1 Department of Microbiology, Karaj Branch, Islamic Azad University, Karaj, Iran

Aim and Background: Klebsiella pneumoniae (K. pneumoniae) is one of the important human pathogens among which emergence of antibiotic resistant results in many problems in therapeutic process. Class 1 integron genes may facilitate the conferring of antibiotic resistance among bacterial population. In the present study, isolation of K. pneumoniae from urine samples, determining the antibiotic resistant pattern, and evaluating the presence of class 1 integron genes were investigated.

Materials and Methods: The obtained isolated bacteria were confirmed via biochemical tests. Evaluating the bacterial resistance against 10 different antibiotics was performed by agar disk diffusion method and antibiotic resistant pattern was also determined. PCR method was used in order to detect the presence of class 1 integron genes among isolates.

Results: 80 K. pneumoniae were isolated from the urine sample of attendees of clinical laboratories in Karaj. Meropenem and Nitrofurantoin were the most and least effective antibiotics, respectively. 16 isolates were considered as multi drug resistance (MDR) among which resistance to all 10 tested antibiotics was also observed. 29 isolates were also positive in terms of class 1 integron genes.

Discussion: Treatment with the following antibiotics; Meropenem, Levofloxacin, Imipenem, and Gemtamicin, may be successful, since more than 80% of the isolates were susceptible to them. However, presence of MDR as well as detecting class 1 integron genes may be an alarming for infections caused by K. pneumoniae.

Conclusion: Knowing about the increase in the antibiotic resistance among K. pneumoniae isolates, the presence of MDR isolates, and also detecting the presence of genes involved in dissemination of resistant isolates may help to choose the more effective therapies.

Keywords: Klebsiella pneumoniae, antibiotic resistance, class 1 integron genes, PCR, . Iau Science

 

 

 

مقدمه

Klebsiella pneumoniae یک باکتری گرم منفی فرصت طلب می باشد که اگرچه به عنوان فلور طبیعی دهان، پوست و دستگاه گوارش شناخته می شود اما عامل بسیاری از عفونت های بیمارستانی و همینطور اکتسابی است. از جمله بیماری های ایجاد شده توسط این باکتری می توان به پنومونی، آبسه کبدی، مننژیت، عفونت های خونی و عفونت دستگاه ادراری اشاره کرد (3-1). عفونت های مجاری ادراری با تحت تاثیر قرار دادن سالانه 150 میلیون نفر در دنیا، به عنوان متداول ترین عفونت های باکتریایی شناخته می شوند (4)، که عمدتا ناشی از آلودگی با باکتری های اشرشیا کلی  (60 تا 80%) و کلبسیلا پنومونیه ( 3 تا 10%) می باشند (7-5). فاکتورهای ویرولانس کلبسیلا پنومونیه که منجربه محافظت باکتری در برابر سیستم ایمنی میزبان می شوند، متعدد بوده و شامل پلی ساکارید های کپسولی، ادهسین ها و عوامل کسب آهن می باشند (8). افزایش مقاومت کلبسیلا پنومونیه نسبت به آنتی بیوتیک ها ، یکی از مشکلات درمان بیماری های ناشی از این باکتری می باشد، به طوریکه امروزه بروز چشم گیر مقاومت در برابر آنتی بیوتیک های حائز اهمیت در درمان مثل آمینوگلیکوزیدها در بین این باکتری ها نیز گزارش شده است (9). عوامل متنوعی در ایجاد و انتشار مقاومت نسبت به آنتی بیوتیک ها دخیل هستند که در این بین اکتساب ژن های مسئول ایجاد مقاومت از طریق عناصر ژنتیکی قابل تحرک به عنوان مهمترین عامل شناخته شده اند (10). از طرف دیگر، پیدایش کلبسیلا پنومونیه های مقاوم به چندین دارو (MDR) نیز مشکلات درمانی ناشی از این باکتری را بیشتر و پیچیده تر کرده است (11). اینتگرون ها یکی از عناصر ژنتیکی قابل تحرک مهم هستند که ضمن استقرار بر روی پلاسمید ها، ترانسپوزون ها و جزایر بیماریزایی می توانند به راحتی بین انواعی از باکتری ها جا به جا شوند (12). بر اساس توالی نوکلئوتیدی ژن اینتگراز، 5 کلاس از اینتگرون ها شناسایی شده اند (13) که در بین جدایه های کلینیکی کلبسیلا پنومونیه اینتگرون کلاس 1 فراوان ترین نوع بوده در حالیکه کلاس 2 گاهی اوقات و کلاس 3 به ندرت در این باکتری ها گزارش شده اند (14). از نظر ساختاری، اینتگرون ها از دو قطعه حفاظت شده به نام های5'-CS  و   3'-CSتشکیل شده اند که به ترتیب در دو انتهای' 5 و' 3 توالی قرار داشته و ناحیه متغیر مرکزی یا کاست های ژنی مسئول مقاومت آنتی بیوتیکی را احاطه می کنند (15). در 5'-CS   واقع در اینتگرون ها ژن اینتگراز (IntI)، محل نوترکیبی (attI) و پروموتر مشترک (Pc) قرار دارند، در حالیکه در ناحیه 3'-CS  ژنهای qacEΔ1 و sul1 که به ترتیب مسئول مقاومت نسبت به مواد شوینده و سولفونامیدها هستند، واقع می باشند (16). در کاست های ژنی علاوه بر ژنهای مسئول مقاومت، یک محل نوترکیبی به نام attC نیز واقع است که وقوع نوترکیبی بین attI و attC منجر به ورود کاست ژنی در ناحیه فرودست پروموتر توسط IntI می گردد (17). با توجه به افزایش مقاومت آنتی بیوتیکی، اهمیت اینتگرون ها در اعطای مقاومت و مطالعاتی که نشان دهنده فراوانی بالای اینتگرون های کلاس 1 و 2 در جدایه های کلینیکی باکتری های گرم منفی هستند (18و 19)، این مطالعه به بررسی مقاومت آنتی بیوتیکی و همچنین ارزیابی حضور ژنهای اینتگرون کلاس 1 در جدایه های به دست آمده از نمونه ادرار افراد مراجعه کننده به مراکز تشخیص طبی واقع در استان البرز می پردازد.

مواد و روش ها

مواد: تمامی محیطهای کشت و مواد شیمیایی استفاده شده در این تحقیق از شرکت Merck (کشور آلمان) تهیه گردید. دیسکهای آنتی بیوتیک از شرکت MAST (کشور انگلستان) تهیه شدند.

جدایه های باکتریایی به دست آمده از نمونه ادرار افراد مراجعه کننده

در این مطالعه که به صورت مقطعی توصیفی و در بازه زمانی 6 ماهه صورت پذیرفت،  با رعایت اصول اخلاقی در در مجموع 80 جدایه باکتریایی بدست آمده از نمونه ادرار افراد مبتلا به عفونت ادراری از چندین آزمایشگاه تشخیص طبی در استان البرز جمع آوری شدند. با وجود اینکه آزمایشگاه های مربوطه با انجام تست های بیوشیمیایی،  هویت این باکتری ها را به عنوان کلبسیلا پنومونیه اعلام نمودند، به منظور حصول اطمینان از هویت قطعی باکتری ها پس از تحویل، تست های بیوشمیایی متداول از جمله رنگ آمیزی گرم، رشد بر روی محیط مک کانکی، تست های اکسیداز، SIM ،TSI ،OF،VP ،MR ، تجزیه سیترات و  اوره نیز صورت گرفت. همچنین، اطلاعاتی مانند جنسیت و رده سنی افراد مراجعه کننده در این مطالعه جمع آوری شدند.

تعیین حساسیت آنتی بیوتیکی جدایه های کلبسیلا پنومونیه

به این منظور، از روش انتشار دیسک در آگار (Kirby-Bauer Disk diffusion method) مطابق با دستورالعمل موسسه استاندارد CLSI استفاده شد (20). بدین ترتیب که سوسپانسیون جدایه های باکتریایی با کدورتی معادل 5/0 مک فارلند (معادل 108×5/1 باکتری) در محیط کشت مولرهینتون اگار تلقیح شدند و پس از آن سپس دیسکهای آنتی بیوتیک در فواصل مشخص روی محیط کشت قرار داده شدند. بعد از گرماگذاری پلیت ها در دمای 37 درجه سلسیوس و به مدت 18 ساعت، قطر هاله عدم رشد توسط خط کش اندازه گیری شده و ضمن مقایسه با جدول CLSI، تفسیر نتایج صورت پذیرفت. در این مطالعه از[M1]  سویهATCC 25922  E.coli به عنوان کنترل استفاده شد و آنتی بیوتیک های مورد ارزیابی نیز شامل: مروپنم،  ایمی پنم، سفتریاکسون، سفتازیدیم، پیپراسیلین-تازوباکتام، لووفلوکساسین، توبرامایسین، نیتروفورانتوئین، جنتامیسین، کلرامفنیکل بودند.

ارزیابی وجود ژن های اینتگرون کلاس 1 در جدایه های کلبسیلا پنومونیه

ابتدا DNA باکتری از طریق روش جوشاندن استخراج شد (21). به این ترتیب که سوسپانسیونی از کشت شبانه جدایه ها در 250 میکرولیتر آب مقطر استریل تهیه و سپس به مدت 10 دقیقه در دمای 100 درجه سلیسیوس قرار گرفتند و پس از سانتریفیوژ مایع رویی به عنوان الگو در واکنش زنجیره ای پلیمراز (PCR) بکار گرفته شد. از پرایمر های اختصاصی hep58 با توالی, 3 , TCATGGCTTGTTATGACTGT5  و hep59  با توالی 5, GTAGGGCTTATTATGCACGC 3,  برای تکثیر ژن های اینتگرون کلاس 1 در  PCR استفاده شد (22). محتویات مخلوط واکنش و شرایط دمایی انجام آن مطابق با منابع مرتبط بودند (22و 23). در نهایت، محصولات PCR توسط الکتروفورز بر روی ژل آگارز 1% مشاهده و مورد ارزیابی قرار گرفتند.

یافته ها

در این مطالعه 80 جدایه باکتریایی به واسطه انجام تست های بیوشیمیایی تائیدی به عنوان کلبسیلا پنومونیه شناسایی شدند که  35 نمونه ( % 75/43) آنها از مراجعه کنندگان مرد و مابقی (45 نمونه)  از زنان به دست آمد، که محدوه سنی آنها نیز در جدول 1 نمایش داده شده است.

 

جدول 1. رده سنی افراد مراجعه کننده به مراکز درمانی جهت جداسازی باکتری های کلبسیلا پنومونیه از ادرار

محدوده سن مراجعه کنندگان (سال)

تعداد جدایه های کلبسیلا پنومونیه به دست آمده

19-0

18

40-20

17

60-41

18

80-61

19

92-81

8

 

 

 

تعیین حساسیت آنتی بیوتیکی جدایه های کلبسیلا پنومونیه

ارزیابی جدایه های مورد مطالعه از نظر حساسیت و مقامت نسبت به آنتی بیوتیک ها در جدول 2 نشان داده شده است. نتایج بیانگر آن است که مروپنم به عنوان موثرترین آنتی بیوتیک با میزان حساسیت 90% می باشد، به طوریکه فقط 7 جدایه نسبت به این آنتی بیوتیک مقاومت نشان دادند. بیشترین مقاومت نیز نسبت به نیتروفورانتوئین دیده شد به طوریکه بیش از نیمی از جدایه ها (75%) نسبت به آن مقاوم بودند. سه آنتی بیوتیک ایمی پنم، جنتامیسین و کلرامفنیکل نیز تاثیر گذاری نسبتا یکسانی بر روی جدایه ها داشتند (با میزان حساسیت حدودا 80%).

 

 

جدول 2. مقاومت آنتی بیوتیکی جدایه[M2]  های کلبسیلا پنومونیه

آنتی بیوتیک ها

تعداد جدایه های باکتریایی (%)

مقاوم

میانه

حساس

سفتازیدیم

21 (25/26)

2 (5/2)

57 (25/71)

سفتریاکسون

21 (25/26)

18 (5/22)

41 (25/51)

کلرامفنیکل

(5/17) 14

2 (5/2)

64 (80)

جنتامیسین

9 (25/11)

6(5/7)

65 (25/81)

ایمی پنم

8 (10)

7  (75/8)

65 (25/81)

لووفلوکساسین

12 (15)

0

68 (85)

مروپنم

7 (75/8)

1 (25/1)

72 (90)

پیپراسیلین/ تازوباکتام

17 (25/21)

10 (5/12)

53 (25/66)

نیتروفورانتوئین

60 (75)

14 (5/17)

6(5/7)

توبرامایسین

15 (75/18)

32 (40)

33 (25/41)

 

 

همچنین بنابر تعریف، جدایه هایی که به سه یا بیش از سه خانواده آنتی بیوتیکی مقاوم بودند (24) نیز به عنوان جدایه های مقاوم به چند دارو یا MDR در نظر گرفته شدند که تعداد آنها در این مطالعه 16 بود و الگوی مقاومت چند دارویی آنها نیز در جدول 3 نمایش داده شده است.  همانطور که در این جدول مشخص است، 25% از جدایه های کلبسیلا پنومونیه مقاوم به چند دارو در این مطالعه به هر 10[M3]  آنتی بیوتیک مورد ارزیابی مقاومت نشان دادند و در میان 10 الگوی مقاومتی حاصل از این مطالعه، مقاومت همزمان نسبت به دو آنتی بیوتیک سفتازیدیم و سفتریاکسون در 8 الگو مشاهده شد. از دیگر آنتی بیوتیک های مشاهده شده در اغلب الگو های مقاومتی می توان به نیتروفورانتوئین و پیپراسیلین/ تازوباکتام که به ترتیب در 9 و 8 الگو قرار داشتند، اشاره کرد.

 

 

 

 

جدول 3. الگوی مقاومت به آنتی بیوتیک در جدایه های کلبسیلا پنومونیه مقاوم به چند دارو

تعداد جدایه های مقاوم به چند دارو (%)

تعداد

 آنتی بیوتیک ها

الگوی مقاومت آنتی بیوتیکی در جدایه های مقاوم به چند دارو

(75/18) 3

4

سفتازیدیم- سفتریاکسون- پیپراسیلین/ تازوباکتام- نیتروفورانتوئین

(5/12) 2

4

سفتازیدیم- سفتریاکسون- نیتروفورانتوئین- کلرامفنیکل

(25/6) 1

4

کلرامفنیکل- لووفلوکساسین- پیپراسیلین/ تازوباکتام- نیتروفورانتوئین

(25/6) 1

4

سفتازیدیم- سفتریاکسون-لووفلوکساسین - پیپراسیلین/تازوباکتام- نیتروفورانتوئین- توبرامایسین

(25/6) 1

7

سفتازیدیم- سفتریاکسون- کلرامفنیکل- جنتامیسین- لووفلوکساسین- پیپراسیلین/ تازوباکتام - توبرامایسین

 

(25/6) 1

 

8

سفتازیدیم- سفتریاکسون- کلرامفنیکل- جنتامیسین- ایمی پنم- لووفلوکساسین- نیتروفورانتوئین- توبرامایسین

 

(25/6) 1

 

8

کلرامفنیکل- جنتامیسین- ایمی پنم- لووفلوکساسین- مروپنم- پیپراسیلین/ تازوباکتام- نیتروفورانتوئین- توبرامایسین

 

(25/6) 1

 

9

سفتازیدیم- سفتریاکسون- کلرامفنیکل- جنتامیسین- لووفلوکساسین- مروپنم- پیپراسیلین/ تازوباکتام- نیتروفورانتوئین- توبرامایسین

 

(25/6) 1

 

9

سفتازیدیم- سفتریاکسون- کلرامفنیکل- ایمی پنم- لووفلوکساسین- مروپنم- پیپراسیلین/ تازوباکتام- نیتروفورانتوئین- توبرامایسین

 

(25) 4

 

10

سفتازیدیم- سفتریاکسون- کلرامفنیکل- جنتامیسین- ایمی پنم- لووفلوکساسین- مروپنم- پیپراسیلین/ تازوباکتام- نیتروفورانتوئین- توبرامایسین

 

 

ارزیابی وجود ژن های اینتگرون کلاس 1 در جدایه های کلبسیلا پنومونیه

از مجموع 80 جدایه مورد ارزیابی 29 جدایه کلبسیلا پنومونیه از نظر وجود اینتگرون های کلاس 1 مثبت گزارش شدند ( %36/25) که نتایج مربوط به مشاهده این ژنها در چند نمونه در شکل 1 نشان داده شده است. نتایج مشاهده شده از الکتروفورز محصولات PCR اینتگرون های کلاس 1 مجموعا نشان دهنده 5 قطعه تکثیر شده با اندازه های 1/2 ، 9/1 ، 1/1 ، 85/0 و 5/0 کیلو[M4]  جف باز در جدایه های مختلف اینتگرون مثبت می باشد.

 

الف

ب

شکل 1. نتایج مشاهده محصولات PCR مربوط به ژنهای اینتگرون کلاس 1 در جدایه های کلبسیلا پنومونیه. یر روی ژل آگارز 1%. الف) قطعات تکثیر شده با اندازه های  500 و 850 جفت باز . ب) قطعات تکثیر شده با اندازه های 2100، 1900، 1100، و 850 جفت باز. چاهک های علامت گذاری شده با M  در هر دو شکل نشان دهنده مارکر DNA  (100 جفت باز) می باشند.

 

همچنین، نتایج نشان داد که 7 جدایه کلبسیلا پنومونیه حامل اینتگرون های کلاس 1، MDR نیز می باشند، بطوریکه این جدایه ها الگوهای متفاوتی دارند، یعنی برخی از آنها مقاوم به هر 10 آنتی بیوتیک مورد ارزیابی بوده و برخی فقط نسبت به 4 آنتی بیوتیک مقاومت نشان می دادند. در واقع نتایج بیانگر آن است که تعداد جدایه های غیر MDR حامل ژنهای اینتگرون کلاس 1 بیشتر از جدایه های MDR دارای این ژنها می باشند. جدول 4، نتایج تجمیعی این اطلاعات را نشان می دهد.

 

 

جدول 4. نتایج تجمیعی جدایه های MDR در باکتری های کلبسیلا پنومونیه دارای اینتگرون و فاقد اینتگرون

 

تعداد جدایه های MDR (مجموع=16)

تعداد جدایه های

 اینتگرون مثبت

7

تعداد جدایه های

اینتگرون منفی

9

 

 

وضعیت مقاومت جدایه ها نسبت به آنتی بیوتیک ها

تعداد جدایه ها

تعداد آنتی بیوتیک ها

تعداد جدایه ها

تعداد آنتی بیوتیک ها

2

4

4

4

1

6

2

9

1

7

3

10

2

8

 

 

1

10

 

 

 

 

 

بحث

کلبسیلا پنومونیه یکی از عوامل بیماریزای شناخته شده می باشد که نه تنها در افراد دچار نقص سیستم ایمنی، بلکه حتی در افراد سالم نیز می تواند منجر به ایجاد عفونت های شدید و حاد گردد (27-25). افزایش روز افزون و چشمگیر مقاومت نسبت به انواعی از آنتی بیوتیک ها، اهمیت بررسی الگوی مقاومت در این جدایه ها را محرز کرده تا به این ترتیب امکان انتخاب داروهای درمانی با کارایی و موفقیت بیشتر میسر شود. هم چنین بسیاری از ژن های مقاومت به آنتی بیوتیک ها، مواد ضد عفونی کننده و فلزات سنگین بر روی اینتگرون ها حمل می شوند و در نتیجه یکی از عوامل موثر در ایجاد مقاومت نسبت به ترکیبات ضدمیکروبی اینتگرون ها می باشند که در بحث مقاومت آنتی بیوتیکی اهمیت می یابند (28). در مطالعه حاضر نیز با توجه به این دو مسئله مهم، ارزیابی مقاومت آنتی بیوتیکی جدایه های کلبسیلا پنومونیه به دست آمده از نمونه ادرار افراد مراجعه کننده به مراکز درمانی و تشخیص طبی در استان البرز صورت گرفت. همچنین، الگوی مقاومتی  و نیز بررسی وجود موارد مقاوم به چند دارو نیز انجام شد، و در نهایت تائید حضور ژنهای اینتگرون کلاس 1 از طریق روش مولکولی(PCR)  در جدایه های مورد مطالعه صورت پذیرفت. نتایج اولیه مبتنی بر جنسیت افراد نمونه دهنده نشان می دهد که تعداد جدایه های کلبسیلا پنومونیه بیشتری از زنان (%25/56) در مقایسه با مردان ( % 75/43) به دست آمده است، که این نتیجه هم راستا با مطالعه صورت گرفته توسط Naqid و همکارانش در سال 2020 در کردستان عراق می باشد. البته نتیجه فوق مربوط به نمونه های به دست آمده از ادرار بوده، به طوریکه در همین مطالعه، تعداد جدایه های کلبسیلا پنومونیه به دست آمده از خلط مردان بیشتر از زنان گزارش شده بود (29). در مطالعه فعلی، تفاوت چندانی بین گروه های سنی که مورد ارزیابی قرار گرفتند وجود نداشت و در واقع تقریبا از هر گروه سنی مشخص شده در جدول 1، تعداد یکسانی جدایه به دست آمد ( به غیر از محدوده سنی 80 سال به بالا)، این در حالی است که نتیجه مطالعه گسترده ای که در شمال ایتالیا انجام شد حاکی از آن بود که بیشترین تعداد نمونه کلبسیلا پنومونیه به دست آمده از افراد 60 سال به بالا بوده و کمترین تعداد نیز از افراد زیر 14 سال جدا شده است (30). در ارتباط با مقاومت آنتی بیوتیکی جدایه های کلبسیلا پنومونیه، همانطور که در جدول 2 مشخص است بیشترین مقاومت نسبت به آنتی بیوتیک نیتروفورانتوئین (%75) و سپس با اختلاف زیاد نسبت به آنتی بیوتیک های سفتازیدیم، سفتریاکسون و پیپراسیلین/ تازوباکتام بدست آمد. درواقع، آنتی بیوتیک های نام برده، نمی توانند گزینه های درمانی مناسبی برای عفونت های ادراری ناشی ار این جدایه ها باشند. حتی در گزارش اعلام شده در سال 2017 در رومانی (31) میزان مقاومت نسبت به نیتروفورانتوئین بیشتر بوده (%86/92)، اما در مطالعه ای دیگر میزان مقاومت نسبت به نیتروفورانتوئین به طور چشمگیر کمتر (حدود %30) اعلام شده است (29). در این مطالعه میزان مقاومت نسبت به دو آنتی بیوتیک سفتازیدیم و سفتریاکسون به طور یکسان (%25/26) مشاهده شد، در حالیکه در مطالعه صورت گرفته در طی چندین سال متوالی (2012 تا 2019) در جنوب غربی چین میزان مقاومت نسبت به سفتریاکسون تقریبا دو برابر سفتازیدیم اعلام شده است (32). با توجه به نتایج ناشی از ارزیابی مقاومت آنتی بیوتیکی در مطالعه فعلی می توان درمان با آنتی بیوتیک های مروپنم، لووفلوکساسین، ایمی پنم و جنتامیسین را که به ترتیب دارای درصد حساسیت 90، 85، 25/81 و 25/85 هستند را موفقیت آمیز دانست.  یکی از مشکلات پیش روی کادر درمان در مواجه با عفونت ها، وجود جدایه های مقاوم به چند دارو می باشد که نه تنها رویه درمانی را دچار مشکل می کند، بلکه منجر به افزایش آمار مرگ و میر نیز می شود، به طوریکه درمان این موارد همواره نیازمند زمان بیشتر و دقت کافی در انتخاب آنتی بیوتیک های مناسب می باشد. چنین مشکلی در انواعی از عفونت ها به ویژه عفونت های ادراری و ریه دیده شده و ارزیابی حضور این باکتری ها و همینطور تعیین الگوی مقاومت آنتی بیوتیکی در آنها را ضروری می سازد (33و 34). به همین دلیل در این مطالعه علاوه بر تعیین میزان جدایه های کلبسیلا پنومونیه مقاوم به چند دارو (%20) ، الگوی مقاومتی آنها نیز مشخص شد که در جدول 3 نشان داده شده است. نتایج بیانگر آن است که %25 درصد از این جدایه ها به هیچ یک از آنتی بیوتیک های مورد ارزیابی حساس نبودند و در حقیقت درمان آنتی بیوتیکی موفقی برای آنها وجود نخواهد داشت، چرا که نسبت به هر 10 آنتی بیوتیک مورد استفاده مقاوم بودند. البته با توجه به این جدول، موارد مقاوم به تعداد کمتری از آنتی بیوتیک ها هم مشاهده شده است که الگوی مقاومتی متفاوتی دارند، اما واضحا آنتی بیوتیک های سفتازیدیم، سفتریاکسون، نیتروفورانتوئین و پیپراسیلین/ تازوباکتام از جمله آنتی بیوتیک های حاضر در اغلب الگو ها می باشند.  روند افزایشی بروز جدایه های کلبسیلا پنومونیه مقاوم به چند دارو در سایر مطالعات نیز تائید شده است، به طوریکه نتایج اعلام شده توسط Arana و همکارانش در اسپانیا که در یک بازه زمانی12 ساله صورت گرفت، نشان دهنده افزایش 4 تا 8 برابری جداسازی این باکتری ها می باشد (35). در مطالعات مشابهی که در ایران (36) و پاکستان (37) صورت گرفته است، درصد حضور جدایه های کلبسیلا پنومونیه مقاوم به چند دارو بسیار بیشتر از مطالعه فعلی و به ترتیب معادل%6/46 و  %73/71 گزارش شده است. نگرانی های موجود بابت پیدایش روزافزون جدایه های مقاوم به چند دارو و عدم وجود آنتی بیوتیک های جدید برای درمان، استفاده از آنتی بیوتیک های قدیمی که همچنان فعالیت خود علیه این جدایه ها حفظ کرده اند را به عنوان یک راهکار معرفی می کند (38).  با توجه به اهمیت اینتگرون ها به عنوان عناصر ژنتیکی متحرک در اعطای مقاومت آنتی بیوتیکی و در نتیجه ایجاد مشکلات در روند درمان، حضور ژنهای اینتگرون کلاس 1 در جدایه های مورد ارزیابی در این مطالعه نیز تائید شد و که بنابر نتایج، %25/36 از آنها از این نظر مثبت بودند که البته این نتیجه در مقایسه با گزارش اعلام شده توسط Firoozeh  و همکاران (39) بسیار کمتر بوده، چراکه آنها توانستند حضور ژنهای مورد نظر را در %87/82 از جدایه های کلبسیلا پنومونیه اثبات کنند. همچنین آنها نشان دادند که همه جدایه های مقاوم به چند دارو دارای اینتگرون کلاس 1 هستند (%100)، در حالیکه در مطالعه حاضر فقط 7 (%75/43) جدایه مقاوم به چند دارو از نظر ژنهای اینتگرون کلاس 1 مثبت گزارش شدند. در واقع، وجود تعداد بیشتر (%25/56) جدایه های فاقد اینتگرون در بین کلبسیلا پنومونیه های مقاوم به چند دارو، می تواند نشان دهنده مشارکت مکانیسم های اعطای مقاومت آنتی بیوتیکی غیر وابسته به اینتگرون ها باشد، هرچند، احتمال وجود ژنهای اینتگرون سایر کلاس ها نیز منتفی نمی باشد. بنابراین در راستای تکمیل اطلاعات می توان بررسی حضور این ژنها را نیز در دستور کار آینده قرار داد.

نتیجه گیری

این مطالعه نشان دهنده روند رو به افزایش مقاومت آنتی بیوتیکی در جدایه های کلبسیلا پنومونیه به دست آمده از نمونه های ادراری و حضور قابل توجه جدایه های مقاوم به چند دارو می باشد که با در نظر گرفتن و تعیین مکانیسم های اعطای مقاومت (به ویژه مکانیسم های وابسته به اینتگرون ها) می توان پروتکل های درمانی را بر اساس الگوی مقاومتی و همچنین ارزیابی های مولکولی مرتبط، تعریف کرد تا به این ترتیب نه تنها روش های درمانی با کارایی و موفقیت بیشتر انتخاب می شوند، بلکه از پیدایش جدایه های مقاوم به دارو نیز جلوگیری خواهد شد.

 

 

 

 

 

 

سپاسگزاری

از دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرج که ضمن تامین تجهیزات آزمایشگاهی، هزینه مواد مصرفی بکار گرفته شده را نیز در قالب طرح تحقیقاتی تصویب شده تامین نمود، کمال تشکر و قدر دانی را داریم. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

منابع

 

  1. Podschun R, Ullmann U. Klebsiella spp. as nosocomial pathogens: Epidemiology, taxonomy, typing methods, and pathogenicity factors.  Clin Microbiol Rev 1998; 11, 589-603.
  2. Cristea OM, Avrămescu CS, Bălășoiu M, Popescu FD, Popescu F, Amzoiu MO. Urinary tract infection with Klebsiella pneumoniae in Patients with Chronic Kidney Disease. Curr Health Sci J. 2017; 43(2):137-148.
  3. Moradigaravand D, Martin V, Peacock SJ, Parkhill J. Evolution and Epidemiology of Multidrug-Resistant Klebsiella pneumoniae in the United Kingdom and Ireland. mBio. 2017; 8(1):e01976-16.
  4. Flores-Mireles AL, Walker JN, Caparon M, Hultgren SJ. Urinary tract infections: epidemiology, mechanisms of infection and treatment options. Nat Rev Microbiol. 2015; 13(5):269–284.
  5. Koeijers JJ, Verbon A, Kessels AGH, et al. Urinary tract infection in male general practice patients: uropathogens and antibiotic susceptibility. Urology. 2010; 76(2):336–340.
  6. Sokhn ES, Salami A, Roz AEI, Salloum L, Bahmad HF, Ghssein G. Antimicrobial susceptibilities and laboratory profiles of Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, and Proteus mirabilis isolates as agents of urinary tract infection in Lebanon: paving the way for better diagnostics. Med Sci (Basel). 2020; 8(3):32–42.
  7. Van Driel AA, Notermans DW, Meima A, et al. Antibiotic resistance of Escherichia coli isolated from uncomplicated UTI in general practice patients over a 10-year period. Eur J Clin Microbiol Infect Dis. 2019; 38(11):2151–2158.
  8. Hennequin C, Robin F. Correlation between antimicrobial resistance and virulence in Klebsiella pneumoniae. Eur J Clin Microbiol Infect Dis 2016; 35, 333–341.
  9. Zhang X, Li Q, Lin H, Zhou W, Qian C, Sun Z, Lin L, Liu H, Lu J, Lin X, Li K, Xu T, Zhang H, Li C, Bao Q. High-Level Aminoglycoside Resistance in Human Clinical Klebsiella pneumoniae Complex Isolates and Characteristics of armA-Carrying IncHI5 Plasmids. Front Microbiol.2021; 7;12:636396.
  10. Odumosu BT, Adeniyi BA, Chandra R. Analysis of integrons and associated gene cassettes in clinical isolates of multidrug resistant Pseudomonas aeruginosa from Southwest Nigeria. Ann Clin Microbiol Antimicrob. 2013;12:29.
  11. Lombardi F, Gaia P, Valaperta R, Cornetta M, Tejada MR, Di Girolamo L, Moroni A, Ramundo F, Colombo A, Valisi M, Costa E. Emergence of Carbapenem-Resistant Klebsiella pneumoniae: Progressive Spread and Four-Year Period of Observation in a Cardiac Surgery Division. Biomed Res Int. 2015;2015:871947.
  12. Deng Y, Bao X, Ji L, Chen L, Liu J, Miao J, et al. Resistance integrons: class 1, 2 and 3 integrons. Ann Clin Microbiol Antimicrob. 2015;14:45.
  13. Guerin E, Jove T, Tabesse A, Mazel D, Ploy MC. High-level gene cassette transcription prevents integrase expression in class 1 integrons. J Bacteriol. 2011;193:5675–82.
  14. Lima AM, de Melo ME, Alves LC, Brayner FA, Lopes AC. Investigation of class 1 integrons in Klebsiella pneumoniae clinical and microbiota isolates belonging to different phylogenetic groups in Recife, State of Pernambuco. Rev Soc Bras Med Trop. 2014; 47:165–9.
  15. Recchia GD, Hall RM. Gene cassettes: a new class of mobile element. Microbiology. 1995;141 ( Pt 12):3015–27.
  16. Fluit AC, Schmitz FJ. Class 1 integrons, gene cassettes, mobility, and epidemiology. Eur J Clin Microbiol Infect Dis. 1999;18(11):761–70
  17. Collis CM, Hall RM. Site-specific deletion and rearrangement of integron insert genes catalyzed by the integron DNA integrase. J Bacteriol. 1992;174(5):1574–85.
  18.     Jin Y, Ling JM. Prevalence of Integrons in Antibiotic-Resistant Salmonella spp. in Hong Kong. Jpn J Infect Dis. 2009; 62(6):432-439.
  19. Yu HS, Lee JC, Kang HY, Ro DW, Chung JY, Jeong YS, Tae SH, Choi CH, Lee EY, Seol SY, Lee YC, Cho DT.2003. Changes in gene cassettes of class 1 integrons among Escherichia coli isolates from urine specimens collected in Korea during the last two decades. J. Clin. Microbiol. 2003; 41:5429-5433.

 

  1. Clinical and Laboratory Standards Institute: Performance Standards for Antimicrobial Susceptibility Testing. Wayne PA, USA 2013. 23th information supplement, M100-S23.
  2. Afzali H, Firoozeh F, Amiri A, Moniri R, Zibaei M. Characterization of CTX-Mtype extend-spectrum β-lactamase producing Klebsiella spp. in Kashan, Iran. Jundishapur J Microbiol. 2015; 8:e27967.
  3. White PA, McIver CJ, Deng Y, Rawlinson WD. Characterisation of two new gene cassettes, aadA5 and dfrA17. FEMS Microbiol Lett. 2000; 15;182(2):265-9.
  4. White PA, McIver CJ, Rawlinson WD. Integrons and gene cassettes in the enterobacteriaceae. Antimicrob Agents Chemother. 2001; 45(9):2658-61.
  5. Barani A, Tabatabaee Bafroee AS, Jabalameli L. Abundance of extended-spectrum β-lactamase genes among intestinal Escherichia coli strains from drug users. Arch Microbiol. 2021; 203(6):3245-3255.
  6. Khaertynov KS, Anokhin VA, Rizvanov AA, Davidyuk YN, Semyenova DR Lubin SA, Skvortsova NN. Virulence Factors and Antibiotic Resistance of Klebsiella pneumoniae Strains Isolated From Neonates With Sepsis. Front. Med. 2018; 5, 225.
  7. Wasfi R, Elkhatib WF, Ashour HM. Molecular typing and virulence analysis of multidrug resistant Klebsiella pneumoniae clinical isolates recovered from Egyptian hospitals. Sci. Rep. 2016, 6, 38929.
  8. Bandeira M, Carvalho PA, Duarte A, Jordao L. Exploring Dangerous Connections between Klebsiella pneumoniae Biofilms and Healthcare-Associated Infections. Pathogens 2014; 3, 720–731.
  9. Partridge SR, Tsafnat G, Coiera E, Iredell JR: Gene cassettes and cassette arrays in mobile

resistance integrons. FEMS Microbiol Rev 2009; 33:757-784.

  1. Naqid IA, Hussein NR, Balatay AA, Saeed KA, Ahmed HA. The Antimicrobial Resistance Pattern of Klebsiella pneumonia Isolated from the Clinical Specimens in Duhok City in Kurdistan Region of Iraq, J Kermanshah Univ Med Sci. 2020; 24(2):e106135.
  2. Magliano E, Grazioli V, Deflorio L, Leuci AI, Mattina R, Romano P, Cocuzza CE. Gender and age-dependent etiology of community-acquired urinary tract infections. Sci World J. 2012; 2012:349597.
  3. Cristea OM, Avrămescu CS, Bălășoiu M, Popescu FD, Popescu F, Amzoiu MO. Urinary tract infection with Klebsiella pneumoniae in Patients with Chronic Kidney Disease. Curr Health Sci J. 2017; 43(2):137-148.
  4. Ding Y, Wang H, Pu S, Huang S, Niu S. Resistance Trends of Klebsiella pneumoniae Causing Urinary Tract Infections in Chongqing, 2011-2019. Infect Drug Resist. 2021; 9;14:475-481.
  5. Paterson DL, Ko WC, Von Gottberg A, et al.: Antibiotic therapy for Klebsiella pneumoniae

bacteremia: implications of production of extended-spectrum β-lactamases. Clin Infect Dis.

2004; 1:31-7. 10.1086/420816.

  1. Yasin F, Assad S, Talpur AS, Zahid M, Malik SA. Combination Therapy for Multidrug-Resistant Klebsiella Pneumoniae Urinary Tract Infection. Cureus; 2017; 22;9(7):e1503.
  2. Arana DM, Rubio M, Alós JI. Evolution of antibiotic multiresistance in Escherichia coli and Klebsiella pneumoniae isolates from urinary tract infections: A 12-year analysis (2003-2014). Enferm Infecc Microbiol Clin. 2017; 35(5):293-298.
  3. Moini AS, Soltani B, Taghavi Ardakani A, Moravveji A, Erami M, Haji Rezaei M, Namazi M. Multidrug-Resistant Escherichia coli and Klebsiella pneumoniae Isolated From Patients in Kashan, Iran. Jundishapur J Microbiol. 2015; 25;8(10):e27517.
  4. Ullah F, Malik SA, Ahmed J. Antimicrobial susceptibility pattern and ESBL prevalence in Klebsiella pneumoniae from urinary tract infections in the North-West of Pakistan. Afr J Microbiol Res 2009; 3(11): 676-680.
  5. Mazzariol A, Bazaj A, Cornaglia G. Multi-drug-resistant Gram-negative bacteria causing urinary tract infections: a review. J Chemother. 2017 ;29(sup1):2-9.
  6. Firoozeh F, Mahluji Z, Khorshidi A, Zibaei M. Molecular characterization of class 1, 2 and 3 integrons in clinical multi-drug resistant Klebsiella pneumoniae isolates. Antimicrob Resist Infect Control. 2019; 29;8:59.

 

 

 

 


 [M1]از کلبسیلا استاندارد به عنوان کنترل استفاده باید می شد.

پاسخ نویسنده مسئول:متاسفانه این سویه استاندارد در دسترس نبود ولی به علت تشابهی که در نتایج مربوطه انتظار داشتیم، از E.coli به عنوان جایگزین استفاده شد، که البته در خیلی از مقالات مشابه نیز این استفاده جایگزین مطرح شده است.

 [M2]اعداد به فارسی

پاسخ نویسنده مسئول : اعمال شد

 [M3]با لا عنوان شده است که 90 درصد سویه ها به مروپنم حساس هستند اما در اینجا گفته شده 25 درصد سویه ها به تمام انتی بیوتیک ها مقاومت داشتند از جمله مروپنم. !!!

پاسخ نویسنده مسئول: منظور از 25% از کل جدایه ها که 80 تا هستند نیست، بلکه منظور 25 درصد از جدایه های مقاوم به چند دارو یا همان MDR ها هستند که تعدادشان 16 می باشد، به همین دلیل برای جلوگیری از برداشت این چنینی ، متن اصلاح شد.

 [M4]با یک جفت پرایمر 5 قطعه تکثیر یافته است. توضیح داده شود.

پاسخ نویسنده مسئول: منظور این است که همین یک جفت پرایمر در جدایه های مختلف  میتواند منجر به ایجاد قطعات ژنی با اندازه های متفاوت در نتیجه PCR شود، که البته در سایر مطالعات صورت گرفته بر روی اینتگرون ها نیز چنین گزارشات مشابهی ارائه شده است، به هر حال به منظور توضیح واضح تر، جمله اصلاح شد.

Type of Study: Research Article | Subject: Microbiology
Received: 2021/09/19 | Accepted: 2021/10/30 | Published: 2021/12/22

Add your comments about this article : Your username or Email:
CAPTCHA

Rights and permissions
Creative Commons License This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

© 2024 CC BY-NC 4.0 | New Cellular and Molecular Biotechnology Journal

Designed & Developed by : Yektaweb