بررسی مقاومت چنددارویی (MDR) و توزیع ژن‌های blaPER، blaOXA-51 و blaOXA-23 در سویه آسینتوباکتر بومانی جداشده از بیماران

نوع مقاله : پژوهشی- فارسی

نویسندگان

1 گروه زیست شناسی ، دانشکده علوم و فناوری های همگرا، واحد علوم تحقیقات، تهران، ایران

2 گروه کشاورزی، واحد کاشمر، دانشگاه آزاد اسلامی کاشمر، ایران

3 گروه میکروبیولوژی، واحد نیشابور، دانشگاه آزاد اسلامی نیشابور، ایران

4 مرکز تحقیقات بیولوژی کاربردی تکوین جانوری، دانشگاه آزاد اسلامی واحد مشهد، مشهد، ایران

چکیده

افزایش چشمگیر مقاومت آنتی‌بیوتیکی یکی از مشکلات اصلی در درمان عفونت‌های ناشی از آسینتوباکتر بومانی است. عوامل مختلفی در مقاوم‌شدن باکتری در برابر داروها و بیماری‌زایی آن نقش دارند که پروتئین بتالاکتاماز یکی از این عوامل است؛ بنابراین، در این مطالعه مقاومت چند دارویی (MDR: Multidrug resistant) و توزیع ژن‌های blaPER، blaOXA-51 و blaOXA-23  در آسینتوباکتر بومانی ارزیابی شد. 150 نمونه بالینی در سال 1400 از بیماران بیمارستان موسی‌ابن‌جعفر قوچان جمع‌آوری شد و جدایه‌های آسینتوباکتر بومانی با آزمایش‌های بیوشیمیایی اختصاصی شناسایی و بررسی فنوتیپ حساسیت آنتی‌بیوتیکی نسبت به سفیپیم، سفتریاکسون، مروپنم و کلیستین با روش دیسک دیفیوژن انجام شد. حضور ژن‌های blaPER، blaOXA-51 و blaOXA-23 در جدایه‌های مقاوم با تکنیک ) polymerase chain reaction  (PCRسنجش شد. 3/33 درصد نمونه‌ها مربوط به عفونت‌های آسینتوباکتر بومانی بودند؛ همچنین، این باکتری با بیشترین فراوانی از نمونه‌های خون جدا شد. در بررسی مقاومت آنتی‌بیوتیک 16 درصد از جدایه‌ها به سفیپیم و 17 درصد نسبت به آنتی‌بیوتیک‌های سفتریاکسون و مروپنم حساس بودند. هیچ جدایه مقاومی نسبت کلیستین شناسایی نشد. 75 درصد جدایه‌ها فنوتیپ MDR داشتند و تمامی جدایه‌های مقاوم حامل هر سه ژن blaPER، blaOXA-51 و blaOXA-23 بودند. نتایج نشان دادند درصد بالایی از جدایه‌های آسینتوباکتر بومانی بررسی‌شده نسبت به آنتی‌بیوتیک‌های کارباپنم مقاوم بودند و درصد بالایی از جدایه‌های مقاوم به کارباپنم‌ها مولد ژن‌های بتالاکتامازی بودند. افزایش میزان شیوع این باکتری لزوم طراحی برنامه‌های حفـاظتی مانند پیشگیری و کنترل عفونت‌ها و طراحی داروهای متناسب را یادآوری می‌کند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Investigation of multidrug resistance (MDR) and distribution of blaPER, blaOXA-51 and blaOXA-23 genes in Acinetobacter baumannii isolated from patients

نویسندگان [English]

  • Hossein Ahmadkazem 1
  • Bita Behboodian 2
  • Samane Dolatabadi 3
  • Elahe Vadayekheitry 4
1 Department of biology, Science and Research Branch, Islamic Azad University Tehran, Iran
2 Department of agriculture, kashmar Branch, Islamic Azad University, kashmar , Iran
3 Department of Microbiology, Neyshabur branch Islamic Azad University, Neyshabur, Iran
4 Research Center for Animal Applied Biology, Mashhad Branch, Islamic Azad University, Mashhad, Iran
چکیده [English]

One of the major problems in treating infections caused by Acinetobacter baumannii is the significant increase in antibiotic resistance. Several factors play a role in the resistance of bacteria to drugs and their pathogenicity, one of which is the beta-lactamase protein. Therefore, in this study, the multidrug resistance (MDR) and the distribution of the blaPER، blaOXA-51 and blaOXA-23 genes in A. baumannii were evaluated. Initially, 150 clinical samples were collected from patients admitted to Qochan Hospital in 1400. A. baumannii isolates were identified using specific biochemical tests. The phenotype of antibiotic susceptibility of A. baumannii isolates to cefepime, ceftriaxone, meropenem and colistin was studied by disc diffusion method. PCR was used to test for the presence of the blaPER، blaOXA-5  and blaOXA-23 genes in resistant isolates. The results showed that 33.3% of the samples were associated with A. baumannii infections, and A. baumannii was most commonly isolated from blood samples. In the antibiotic resistance study, 16% of A. baumannii isolates were sensitive to cefepime and 17% to ceftriaxone and meropenem antibiotics. No colistin resistant  isolates were detected. 75% of the isolates had the MDR phenotype. PCR showed that all resistant isolates tested carried all three genes blaPER، blaOXA-51  and blaOXA-23. The results showed that a high percentage of A. baumannii isolates tested were resistant to carbapenem antibiotics and a high percentage of carbapenem-resistant isolates produced beta-lactamase genes. The increase in the hospital prevalence of A. baumannii highlights the need to develop protective programmes such as the prevention and control of ICU-acquired infections. Molecular methods can also be used to identify these bacteria, determine their antibiotic resistance and prescribe antibiotics accordingly.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Acinetobacter baumannii
  • Multidrug resistance
  • beta-lactamase
  • Hospital infection

مقدمه

دشواری درمان و ریشه‌کن‌کردن میکروارگانیسم‌های عامل عفونت‌های بیمارستانی از محیط بیمارستان یک چالش بزرگ برای پزشکان و کارکنان مراقبت‌های بهداشتی است. مقاومت آنتی‌بیوتیکی یکی از علل گسترش بیمارستانی سویه‌های باکتریایی است؛ ازاین‌جهت، انتخاب آنتی‌بیوتیک‌ها برای درمان بسیار حائزاهمیت است (1). پاتوژن‌های گرم منفی به‌دلیل فراوانی فزاینده آنها در ایجاد عفونت‌های بیمارستانی، به‌تازگی کانون توجه بالینی بوده‌اند. آسینتوباکتر بومانی، باکتری فرصت‌طلبی است که به‌طور معمول به‌آسانی در محیط‌های آزمایشگاهی رشد می‌کند؛ از دیگر خصوصیات این سویه این است که گرم منفی، هوازی، غیرتخمیری، غیرمتحرک، پلی‌مورف است و معمولاً کپسول‌دار است (2).

توانایی آسینتوباکتر بومانی در چسبیدن به سلول‌های اپیتلیال، تولید آنزیم‌ها و سموم و دارابودن اجزای سطحی ضد فاگوسیتیک از مکانیسم‌های بیماری‌زایی آن است. یک مطالعه آزمایشگاهی توسط لی و همکارانش نشان داد این باکتری می‌تواند به سلول‌های اپیتلیال برونش انسان بچسبد و کلنی تشکیل دهد و به‌دنبال چسبندگی قادر به حمله و آپوپتوز سلول‌های یوکاریوتی است. آپوپتوز سلول‌های اپیتلیال ممکن است پوشش مخاطی را مختل کند و اجازه دسترسی باکتری یا محصولات آنها را به بافت‌های عمیق بدهد (3). در طول دو دهه اخیر، عفونت حاصل از این باکتری ازجمله مننژیت، اندوکاردیت، پنومونی کشنده و باکتریمی باعث درصد بالایی از مرگ‌و‌میر در بیمارستان‌ها شده و به یک مشکل اساسی تبدیل شده است که به‌دلیل ظهور سویه‌های MDR، درمان آنها با مشکلاتی همراه است (4). آسینتوباکتر بومانی یکی از مهم‌ترین گونه‌ها در عفونت‌های بیمارستانی است که به طیف وسیعی از آنتی‌بیوتیک‌ها مقاوم شده است؛ ازجمله، می‌توان به بتالاکتام‌ها (پنی‌سیلین‌ها و سفالوسپورین‌ها) آمینوگلیکوزیدها، کارباپنم‌ها و فلوروکینولون‌ها اشاره کرد (5).

تولید آنزیم‌های تخریب‌کننده دارو، بیان بیش‌ازحد پمپ‌های دفع دارو و اکتساب پلاسمیدها، ترانسپوزون‌ها یا اینتگرون‌ها، حامل کلاسترهای ژنی مقاومت به چندین خانواده آنتی‌بیوتیکی به‌طور همزمان، نقش مهمی در به‌دست‌آوردن مقاومت چنددارویی ایفا می‌کند (6). بتالاکتامازهای تولیدشده توسط باکتری، آنزیم‌هایی هستند که باعث تخریب حلقه بتالاکتام موجود درآنتی‌بیوتیک‌های گروه بتالاکتام شامل پنی‌سیلین و سفالوسپورین‌ها می‌شوند (7).

امروزه، چند زیرکلاس از بتالاکتامازهای کلاس D در آسینتوباکتر بومانی شناسایی شده‌اند؛ مانند OXA-23، OXA-24/40، OXA-58، OXA-143، OXA-235e،OXA-5  که در میان آنها، OXA-23 ازطریق مکانیسم انتقال پلاسمید به بسیاری از نقاط در سراسر جهان گسترش یافته است. ظهور خانواده‌های جدیدی از بتالاکتامازهای وسیع‌الطیف ازجمله PER و VEB در سراسر جهان مشکلات مضاعفی ایجاد کرده است (7).

با توجه به کاهش اثربخشی آنتی‌بیوتیک‌ها به‌علت مصرف زیاد و خودسرانه، لازم است تمهیداتی برای اثربخشی این داروها اندیشیده شود. هدف از این مطالعه، بررسی سویه‌های مقاوم آسینتوباکتر بومانی در بیمارستان موسی‌ابن‌جعفر قوچان و جایگزینی درمان با آنتی‌بیوتیک‌های مناسب دیگر است.

مواد و روش‌ها

جمعآوری، جداسازی و شناسایی جدایهها

این مطالعه مقطعی بر روی 150 بیمار بستری در بخش‌های مراقبت‌های ویژه، بخش داخلی، سوختگی، اورژانس و جراحی بیمارستان موسی‌ابن‌جعفر قوچان انجام شد.

نمونه‌های جداشده از عفونت‌های ادراری، خون، عفونت زخم‌ها و زخم جراحی، روی محیط پایه بلاد آگار، کشت و در دمای 37 درجه سانتی‌گراد به‌مدت یک شبانه‌روز گرماگذاری شدند. به‌منظور جداسازی اولیه، کشت نمونه‌ها در محیط‌های مک کانکی آگار و بلاد آگار انجام شد. برای شناسایی باکتری آسینتوباکتر بومانی از آزمون‌های مختلف میکروب‌شناسی و بیوشیمیایی اختصاصی استفاده شد که در قسمت نتایج به تفصیل ذکر خواهد شد.

تعیین حساسیت آنتیبیوتیکی

آزمون حساسیت آنتی‌بیوتیک بر روی باکتری‌هایی که به‌عنوان آسینتوباکتر بومانی شناسایی شدند، با استفاده از روش کربی- بایر دیسک ذیفیوژن Clinical Laboratory Standards Institute)CLSI) انجام شد. از کشت تازه این باکتری‌ها سوسپانسیون نیم مک فارلند، تهیه و سپس روی محیط مولرهینتون آگار، کشت چمنی داده و دیسک‌گذاری انجام شد. بعد از 24 ساعت گرماخانه‌گذاری در حرارت 37 درجه سلسیوس، قطر هاله عدم‌رشد برای هر آنتی‌بیوتیک اندازه‌گیری شد و نتایج برای هر آنتی‌بیوتیک مطابق با دستورالعمل CLSI به‌عنوان حساس، حد واسط و مقاوم ثبت شدند (8). آنتی‌بیوتیک‌های استفاده‌شده در این مطالعه شامل سفیپیم µg 30 سفتریاکسون30 µg  (هر دو متعلق به خانواده سفالوسپورین‌ها)، کلستین µg  10 (از گروه پلی‌میکسین‌ها)، مروپنم  µg10 (از گروه پلی‌میکسین‌ها) بودند. دیسک‌های آنتی‌بیوگرام استفاده‌شده در این پژوهش از شرکت MAST تهیه شدند.

تعیین الگوی مقاومتMDR  در سویه‌های جداسازی‌شده با توجه به CLSI و دستورالعملCDC (Centers for Disease Control) انجام شد که مطابق آن یک باکتری MDR، به‌عنوان باکتری غیرحساس به دست‌کم یک عامل در سه یا تعداد بیشتری از دسته‌های ضدمیکروبی در نظر گرفته می‌شود.

 PCR  و ردیابی ژنهای OXA:

برای انجامPCR  ابتدا استخراجDNA  انجام شد. استخراج با روش جوشاندن boiling)) و با استفاده از کیت استخراج سیناکلون انجام شد. به‌طور خلاصه در این روش، تعداد 3 تا 5 کلنی در بافر یا آب مقطر به‌مدت 10 دقیقه جوشانده شدند و سپس رسوب، سانتریفوژ و به‌عنوان الگو استفاده شد.

برای تکثیر ژن‌های کدکننده بتالاکتامازها از پرایمرهای جدول 1 و برنامه مطابق جدول 2 استفاده شد. محصولات PCR با استفاده از ژل آگارز 5/1 درصد و با ولتاژ 80 ولت و جریان 50 میلی‌آمپر بررسی شدند.

از نرم‌افزار spss برای تحلیل نتایج به‌دست‌آمده از آزمون تعیین حساسیت آنتی‌بیوتیکی و PCR ژن‌های خانواده oxa استفاده شد.

جدول 1. توالی نوکلئوتیدی پرایمرهای استفاده‌شده برای تشخیص حضور ژنهای مقاومت

Table 1. Nucleotide sequence of primers used to detect the presence of resistance genes

 

اندازه باند (bp)

توالی نوکلئوتیدی

ژن

520 bp

F5’GCTCCGATAATGAAAGCGT3’

R5’ TTCGGCTTGACTCGGCTGA3’

blaPER

353 bp

5’-TAA TGC TTT GAT CGG CTT-3’

5’-TGG ATT GCA CTT CAT CTT GG-3’

blaOXA-51

500 bp

F: 5 -GAT CGG ATT GGA GAA CCA GA 3’

R; 5’-ATT TCT GAC CGC ATT TCC AT 3’

blaOXA-23

جدول 2. برنامه PCR

Table 2. PCR program

 

Primers

Cycle number

Final extension

Extension

Annealing

Denaturation

Initial denaturation

25

7min at 72°C

45sec at 72°C

30sec at 57°C

30sec at 94°C

5min at 94°

blaOXA-23

30

1min at 72°C

1min at 72°C

1min at 56°C

1 min at 94°C

5 min at 94°C

blaPER

30

1min at 72°C

1.30min at 72°C

1min at 60°C

13 min at 94°C

10min at 94°C

blaOXA-51

نتایج و یافته‌ها

نتایج جمعآوری، جداسازی و شناسایی جدایهها

محیط کشت بلاد آگار و مک کانکی آگار در کنار آزمون‌های بیوشیمیایی، برای شناسایی و جداکردن جدایههای آسینتوباکتر بومانی از نمونه‌های بالینی استفاده شدند. کنترل مثبت سویه ۹۰۳۷ ATCC Pseudomonas aeruginosa و کنترل منفی E. coli ATCC برای کشت‌ها استفاده شدند.

آسینتوباکتر بومانی روی محیط کشت بلاد آگار کلنی سفید شیری برجسته، موکوئیدی با حاشیه مشخص و فاقد همولیز تولید کرد (شکل 1. الف). مورفولوژی کلنی‌ها روی مک کانکی آگار، گرد، موکوئیدی با حاشیه مشخص، بدون تخمیر و کوچک‌تر نسبت به محیط بلاد آگار دیده می‌شود (شکل 1. ب).

رنگآمیزی گرم باکتری‌های خالصسازیشده روی مک کانکی یا بلاد آگار، باکتری‌های کوکوباسیل گرم منفی را نشان داد. (شکل 2)

در بررسی آزمون‌های تشخیص اولیه با آزمون اکسیداز و کاتالاز، باکتری آسینتوباکتر بومانی نسبت به اکسیداز، منفی و نسبت به کاتالاز مثبت بود. شکل3 الف و ب نتیجه این دو آزمون را نشان می‌دهند.

نتایج آزمون (MRVP( Methyl Red Voges Proskauer در جدایه‌ها منفی بودند (شکل 4. الف) که نشان‌ می‌دهند این باکتری هیچ تخمیری انجام نمی‌دهد. شکل 4. ب نتایج مربوط به محیط اکسیداتیو و تخمیر OF)) را نشان می‌دهد. همان‌طور که مشاهده می‌شود، در شرایط بی‌هوازی رشد و تخمیر مشاهده نشدند و فقط رشد در شرایط هوازی انجام شد که حضور مقدار کم اسید باعث تغییر محیط شده است.

شکل 5 به‌طور خلاصه نتایج آزمون‌های ایندول، TSI ، اوره آز و سیترات در جدایه‌های کلینیکی را نشان می‌دهد. همان‌طور که مشاهده می‌شود، آزمون ایندول، تحرک، H2S، اوره آز منفی، سیترات مثبت و تست سه قندی عدم‌تخمیر هر سه قند گلوکز و لاکتوز و سوکروز را نشان می‌دهد. رنگ محیط به‌دلیل قلیایی ‌شدن محیط قرمز شده است.

شکل 1. الف) آسینتوباکتر بومانی بر روی محیط کشت بلاد آگار،  ب) آسینتوباکتر بومانی روی محیط کشت مک کانکی آگار

Figure 1. A. A. baumannii on blood agar culture medium. Figure 1 B. A. baumannii on McConkey agar medium

شکل 2. رنگ‌آمیزی گرم آسینتوباکتر بومانی

Figure 2. Gram staining of A. baumannii

 

شکل 3. الف) نتایج آزمون کاتالاز مثبت ب) نتایج آزمون اکسیداز منفی. سمت راست نمونه استاندارد ۹۰۳۷ ATCC Pseudomonas aeruginosa و سمت چپ نمونه بالینی آسینتوباکتر بومانی

Figure 3. A: Positive catalase test results. Figure 3. B: Negative oxidase test results. The right side of the standard sample 9037 ATCC Pseudomonas aeruginosa and the left side of the clinical sample of Acinetobacter baumannii

شکل 4. الف) نتایج MRVP  ب) نتایج OF

Figure 4. A: MRVP results. Figure 4: OF results

شکل 5. نتایج آزمون‌های بیوشیمیایی آسینتوباکتر بومانی . :A MR (-)، VP:B (-)، C:: اندول (-)،D:  سیترات (+)،E اوره آز (-)،F: TSI (Alk/Alk, H2S -, Gas –).

Figure 5. The results of biochemical tests of Acinetobacter baumannii. A MR (-), VP: B (-), C: Indole (-), D: Citrate (+), E Urease (-),  F: TSI (Alk/Alk, H2S -, Gas -)

نمودار 1: فراوانی آسینتوباکتر بومانی جداشده از بخش‌های مختلف بیمارستان

Diagram1: Frequency of A. baumannii isolated from different departments of the hospital

نمودار 2: فراوانی آسینتوباکتر بومانی جداشده از نمونه‌های مختلف بالینی.

Diagram 2: Frequency of A. baumannii isolated from different clinical samples.

نمودار3: فراوانی آسینتوباکتر بومانی جداشده برحسب رده‌ سنی.

Diagram 3: Frequency of isolated A. baumannii according to age group.

نمودار 4: فراوانی سویه‌های مقاوم در جدایه‌های بالینی آسینتوباکتر بومانی

Diagram 4: frequency of resistant strains in clinical isolates of A. baumannii

50 جدایه آسینتوباکتر بومانی از کل 150 نمونه بالینی بیماران بستری در بیمارستان قوچان شناسایی شدند. نتایج به‌دست‌آمده از بررسی آزمون‌های بیوشیمیایی، فراوانی این باکتری را در بخش‌های مختلف بیمارستان، نوع بیماری و رده سنی به شرح زیر مشخص کرده‌اند:

این 50 جدایه مربوط به بخش‌های مراقبت‌های ویژه، بخش داخلی، سوختگی و جراحی بودند( نمودار 1) که از 20 نمونه خون، 15 نمونه تراشه، 9 نمونه زخم، 6 نمونه ادرار شناسایی شدند. نمودار2 فراوانی جدایه‌ها را برحسب نمونه بالینی نشان می‌دهدرنج سنی بیماران بین 25-20، 30-25، 35-30 و40-35 بود که فراوانی باکتری به‌ترتیب رنج سنی 12، 18، 26 و 44 درصد شناسایی شد (نمودار3).

نتایج آزمون حساسیت آنتیبیوتیکی

نتایج آزمون آنتی‌بیوگرام نشان دادند فراوانی سویه‌های مقاوم به آنتی‌بیوتیک‌های سفتریاکسون و مروپنم 83 درصد بود؛ درحالی‌که هیچ مقاومتی نسبت به کلیستین مشاهده نشد. بیشترین مقاومت در جدایه‌ها نسبت به سفیپیم با فراوانی 84 درصد مشاهده شد. نمودار 4 فراوانی مقاومت به آنتی‌بیوتیک‌های استفاده‌شده را در جدایه‌های آسینتوباکتر بومانی نشان می‌دهد.

مقاومت به سفیپیم در خون 38 درصد مشاهده شد که نسبت به نمونه‌های بالینی دیگر، مقاومت به این آنتی‌بیوتیک در خون بیشتر بود. بعد از خون، مقاومت نسبت به سفیپیم در نمونه‌های تراشه با 30 درصد مقاومت در مکان دوم قرار دارد. در بین مقاومت‌های بینابینی یا نیمه‌حساس، 33 درصد این مقاومت مربوط به خون بود. 43 درصد نمونه‌های خون نسبت به سفتریاکسون مقاوم بودند که تراشه با 29 درصد در جایگاه دوم قرار داشت. بیشترین مقاومت نیمه‌حساس در نمونه‌های تراشه مشاهده شد. مروپنم جزء آنتی‌بیوتیک‌هایی است که درصد مقاومت به آن به‌ترتیب در خون، تراشه، ادرار و زخم به ترتیب 42، 38، 10 و 18 درصد مشاهده شد. تمام جدایه‌های نمونه‌ها به کلیستین حساس بودند. تمامی سویه‌های حساسی که نسبت به سفتریاکسون مشاهده شدند، مربوط به خون بودند.

تعیین الگوی مقاومتMDR  در سویه‌های جداسازی‌شده با توجه بهCLSI  و دستورالعملCDC  انجام شد که مطابق با آن، یک باکتریMDR  به‌عنوان باکتری غیرحساس به دست‌کم یک عامل در سه یا تعداد بیشتری از دسته‌های ضدمیکروبی در نظر گرفته می‌شود. براساس این مطالعه 75 درصد جدایه‌های آسینتوباکتر بومانی دست‌کم به یک عامل از 3 گروه آنتی‌بیوتیکی استفاده‌شده مقاوم بودند و به‌عنوان فنوتیپ MDR شناسایی شدند.

نتایج به‌دست‌آمده از آنتی‌بیوگرام براساس مقاوم (R)، نیمه‌حساس (I) و حساس (S) مطابق جدول 3 گروه‌بندی شدند. همچنین، نمودار 5 نتایج مقاومت آنتی‌بیوتیکی را به تفکیک نمونه‌های بالینی نشان می‌دهد.

جدول 3: فراوانی حساست، حساسیت بینابینی و مقاومت در جدایه‌های آسینتوباکتر بومانی به تفکیک نمونه‌های بالینی.

Table 3: Frequency of sensitivity, intermediate sensitivity and resistance in A. baumannii.

دیسک‌ها

حساسیت

   

نمونه بالینی

 

سویه استاندارد

   

خون

ادرار

زخم

تراشه

ATCC 19606

سفیپیم

حساس

100.00%

0.00%

0.00%

0.00%

0.00%

 

مقاوم

38.10%

11.00%

19.00%

30.00%

100%

 

نیمه حساس

33.00%

16.00%

16.00%

33.00%

0.00%

سفتریاکسون

حساس

100.00%

0.00%

0.00%

0.00%

0.00%

 

مقاوم

43.00%

9.00%

17.10%

29.00%

100%

 

نیمه حساس

12.00%

25.00%

25.00%

37.00%

0.00%

مروپنم

حساس

50.00%

16.00%

0.00%

33.00%

0.00%

 

مقاوم

42.00%

10.00%

18.00%

28.00%

100%

 

نیمه حساس

16.00%

16.00%

33.00%

33.00%

0.00%

کلستین

حساس

37.00%

12.00%

18.00%

31.00%

100%

 

مقاوم

0.00%

0.00%

0.00%

0.00%

0.00%

 

نیمه حساس

100.00%

0.00%

0.00%

0.00%

0.00%

دیسک کنترل

حساس

0.00%

0.00%

0.00%

0.00%

0.00%

 

مقاوم

100.00%

100.00%

100.00%

100.00%

100.00%

 

نیمه حساس

0.00%

0.00%

0.00%

0.00%

0.00%

 

نمودار 5 : فراوانی حساسیت، حساسیت بینابینی و مقاومت در جدایه‌های آسینتوباکتر بومانی به تفکیک نمونه‌های بالینی

Diagram5. Frequency of sensitivity, intermediate sensitivity and resistance in A. baumannii

شکل 6: نتایج مربوط به ژن blaPER در بین جدایه‌ها

Figure 6: Results of blaPER gene

چاهک 1: لدر؛ چاهک 2: کنترل مثبت 3: جدایه‌های شماره 1 تا 19؛ چاهک 4: کنترل منفی

Well 1: Ladder; Well 2: positive control; 3: isolates number 1 to 19; Well 4: negative control

 

شکل 7: نتایج مربوط به ژن blaOXA-23 در بین جدایه‌ها. چاهک 1: لدر؛ چاهک 2: کنترل مثبت 3: جدایه‌های شماره 1 تا 18؛ چاهک 4: کنترل منفی

Figure7: Results of blaOXA-23 gene. Well 1: Ladder; Well 2: positive control 3: isolates number 1 to 18; Well 4: negative control

شکل 8: نتایج مربوط به ژن blaOXA-51 در بین جدایه‌ها. چاهک 1: لدر؛ چاهک 2: کنترل منفی چاهک 3: جدایه‌های شماره 1 چاهک 4: کنترل مثبت

Figure8: Results of blaOXA-51 gene. Well 1: Ladder; Well 2: negative positive control 3: number 1 isolate; Well 4: positive control

PCR  و ردیابی ژنهای OXA

برای ردیابی ژن‌های OXA در سویه‌های آسینتوباکتر بومانی از جدایه‌های این باکتری از واکنش زنجیره‌ای پلیمراز و پرایمرهای اختصاصی blaPER، blaOXA-51 و blaOXA-23 استفاده شد. از 50 نمونه آسینتوباکتر بومانی، 20 نمونه مقاوم به مروپنم انتخاب شدند.

وجود باند اختصاصی مربوط به هر ژن در شکل‌های 6، 7 و 8 نشان داده شده است. همان‌طور که مشاهده می‌شود، تمامی جدایه‌ها حامل ژن blaPER، blaOXA-51 و blaOXA-23  بودند.

بحث و نتیجهگیری

آسینتوباکتر بومانی از پاتوژن‌های مهم در مراقبت‌های بهداشتی محسوب می‌شود که عفونت‌های خطرناکی را می‌تواند ایجاد کند. مرگ‌ومیر ناشی از این باکتری به‌دلیل عفونت با سویه‌های مقاوم است که در عفونت‌های بیمارستانی مشکلات زیادی برای پزشکان و کارکنان، ایجاد و درمان را با چالش روبه‌رو کرده است (9). کارباپنم‌ها آخرین خط درمانی آنتی‌بیوتیکی در آسینتوباکتر بومانی در موارد مقاومت به بتالاکتام‌ها هستند. بروز سویه‌های مقاوم به کارباپنم، گزینه‌های درمان آنها را کاهش داده است. عناصر متحرک شامل پلاسمیدها، ترانسپوزون‌ها یا اینتگرون‌ها از دلایل گسترش مقاومت‌های آنتی‌بیوتیکی هستند که به‌طور همزمان کلاسترهای ژنی مقاوم به چند خانواده آنتی‌بیوتیکی را حمل می‌کنند و نقش مهمی در گسترش سویه‌های MDR دارند. در مطالعه حاضر از 150 نمونه بالینی که از بیماران بستری از بخش‌های مراقبت‌های ویژه، بخش داخلی، سوختگی و جراحی بیمارستان قوچان دریافت شد، 3/33 (50 جدایه) درصد مربوط به آسینتوباکتر بومانی بودند. این باکتری با بیشترین فراوانی از نمونه‌های خون جدا شد که مطابق با مطالعه بانرجی و مخالف با مطالعات انجام‌شده در اسپانیا و غرب کانادا بود (10، 11). در بررسی مقاومت آنتی‌بیوتیکی مشاهده شد 16 درصد از جدایه‌های آسینتوباکتر بومانی به سفیپیم و 17 درصد نسبت به آنتی‌بیوتیک‌های سفتریاکسون و مروپنم حساس بودند؛ درحالی‌که تمامی سویه‌ها حساس یا نیمه‌حساس به کلیستین بودند. در مطالعه انجام‌شده توسط کوبس و همکاران در سال 2016، میزان مقاومت به کارباپنم‌ها 88 درصد بود که تقریباً مطابق با مطالعه حاضر گزارش شده است (12). در مطالعه نوپان و همکاران، 88 درصد جدایه‌ها مقاوم و 1 درصد حساس به مروپنم گزارش شده‌اند (13). در مطالعه لین و همکاران در تایوان، مقاومت نسبت به سیپروفلوکساسین، مروپنم، آمپیسیلین سولباکتام، آزترونام، جنتامایسین، سفتازیدیم و سفپیم، به میزان 54 تا 95 درصد بود (14). در ایران، فراوانیMDR  آسینتوباکتر بومانی از 50 درصد در سال‌های 2001-2007 به 74 درصد در سال‌های 2010-2015 با میانگین شیوع 75 درصد افزایش یافته است. نرخ بروز سویه‌های MDR مشاهده‌شده در مطالعه حاضر، مشابه نرخ‌های گزارش‌شده قبلی از عراق 67 درصد بود (15) و همچنین، کمتر از نرخ گزارش‌شده از کشورهای همسایه مانند پاکستان (100 درصد) (16)، کویت (85 درصد) (17) و امارات متحده عربی (83 درصد) (18) بود. همچنین، تمام جدایه‌های نمونه‌ها به کلیستین حساس بودند. حساسیت آسینتوباکتر بومانی به کلیسیتین در مطالعات متعددی گزارش شده است (19، 20). ازآنجایی‌که مقاومت آنتی‌بیوتیکی در آسینتوباکترها بواسطه مکانیسم‌های اکتسابی مانند تغییرآنزیمی، موتاسیون در ژن هدف، تغییر نفوذپذیری غشاء خارجی و افزایش بیان ایفلاکس پمپ‌ها است، فنوتیپ مقاومت به کلیستین که در تعدادی از پژوهش‌ها گزارش شده است، هنوز به‌خوبی، شناخته نشده و با نام‌های دیگری مانند مقاومت انطباقی در آسینتوباکتر گزارش شده است. این مقاومت ممکن است بیشتر به‌دلیل رژیم‌های درمانی پایین‌تر از دوز توصیه‌شده برای بعضی از محصولات کلیسیتین مانند متان سولفونات باشد (21).

حضور صد درصدی ژن‌های blaPER، blaOXA-51 و blaOXA-23 در نمونه‌های مقاوم نشان‌دهنده گسترش این ژن‌ها در سویه‌های ایرانی و شهر قوچان است. مطالعات جالبی درخصوص شناسایی گونه آسینتوباکتر بومانی و وجود ژن  blaOXA-51انجام شده‌اند. ژن blaOXA-51 ژن ذاتی گونه آسینتوباکتر بومانی است و در مجموعه وسیعی از جدایه‌های مربوطه شناسایی شده است. این جدایه‌ها حتی شامل جدایه‌های مجموعه بومانی از مناطق مختلف جغرافیایی جمع‌آوری شده است (12). نکته حائز اهمیت این است که جدایه‌هایی که کارباپنماز آنها روی پلاسمید قرار دارند و فنوتیپ مشابه و دارای ژن شبه blaOXA-51 هستند، با گونه‌های ژنتیکی دیگر مطابقت ندارند (12) .بررسی انجام‌شده در نپال نشان داد 6/57 درصد (19/33) از جدایه‌ها برای ژن blaOXA-23 مثبت بودند و این میزان برای سویه‌های مقاوم به کارباپنم 82 درصد بود (13). در مطالعه دیگری که توسط جوشی و همکاران از همان بیمارستان در سال 2017 انجام شد، 7/97 درصد آسینتوباکتر بومانی مقاوم به کارباپنم را گزارش کرده‌اند که در آن، همه جدایه‌ها (100 درصد) برای ژن blaOXA-23 مثبت بودند (22). به‌طور مشابه، شرستا و همکاران (2015)، 6/49 درصد از مقاومت چند دارویی آسینتوباکتر را از بیمارستان دانشگاهی نپال گزارش کرده‌اند که در آن، ژن blaOXA-23 در همه جدایه‌ها مشاهده شده است (23).

 آسینتوباکتر بومانی نسبت به کارباپنم‌ها که در سال‌های گذشته آنتی‌بیوتیک موثری بوده است مقاوم شده است. در این میان، بتالاکتامازها و کارباپنمازها نقش کلیدی در مقاومت چندگانه در برابر داروهای ضدمیکروبی دارند. این مسئله برای کنترل عفونت‌های ناشی از آسینتو باکتر بومانی نگران‌کننده است. ارزیابی حضور ژن‌ها و گروه‌های مختلف آنها در پیشگیری از گسترش مقاومت آنتی‌بیوتیکی مهم است. یکی از عوامل مهم در افزایش مقاومت آنتی‌بیوتیکی، گسترش ژن‌های مقاومت بین جدایه‌ها در مناطق مختلف جغرافیایی است.

مطابق نتایج به‌دست‌آمده، هنوز کلیسیتین در درمان موثر است. پیشنهاد می‌شود به‌منظور جلوگیری از ایجاد گونه‌های مقاوم جدید، از منوتراپی با کلیسیتین خودداری شود و از این دارو همزمان با دیگر داروهایی که نتایج بهتری در درمان نشان می‌دهند، به صورت ترکیبی استفاده شود. همچنین، با توجه به مصرف این دارو به‌عنوان آخرین خط درمان، به نظر می‌رسد انتقال مقاومت از باکتری‌های روده‌ای به آسینتوباکتر سبب نگرانی بیشتری است؛ ازاین‌رو، به‌کارگیری رژیم‌های درمانی جدید و حساسیت بیشتر در تشخیص به‌موقع و کنترل عفونت‌های بیمارستانی امری ضروری به نظر می‌رسد.

تشکر و قدردانی: از مسئولان و کارکنان آزمایشگاه دانشگاه آزاد اسلامی واحد مشهد و بیمارستان موسی‌بن‌جعفر قوچان تشکر و قدردانی می‌شود.

  1. Rosalino, V., Georgina, S., Andr, L., Á MM, Nabil E, Vega L, et al. Acinetobacter baumannii Resistance : A Real Challenge for Clinicians. Antibiotics, 2020; 9(205): 1–22. https://doi.org/10.3390/antibiotics9040205
  2. Kyriakidis I, Vasileiou E, Pana ZD, Tragiannidis A. Acinetobacter baumannii antibiotic resistance mechanisms. Pathogens, 2021; 10(3): 1–31. https://doi.org/10.3390/pathogens10030373
  3. Lee CR, Lee JH, Park M, Park KS, Bae IK, Kim YB, et al. Biology of Acinetobacter baumannii: Pathogenesis, antibiotic resistance mechanisms, and prospective treatment options. Front Cell Infect Microbiol, 2017; 7(MAR). https://doi.org/10.3389/fcimb.2017.00055
  4. Ibrahim S, Al-Saryi N, Al-Kadmy IMS, Aziz SN. Multidrug-resistant Acinetobacter baumannii as an emerging concern in hospitals. Mol Biol Rep, 2021; 48(10): 6987–98. https://doi.org/10.1007/s11033-021-06690-6
  5. Kengkla K, Kongpakwattana K, Saokaew S, Apisarnthanarak A, Chaiyakunapruk N. Comparative efficacy and safety of treatment options for MDR and XDR Acinetobacter baumannii infections: A systematic review and network meta-analysis. J Antimicrob Chemother, 2018; 73(1): 22–32. https://doi.org/10.1093/jac/dkx368.
  6. Colquhoun JM, Farokhyfar M, Hutcheson AR, Anderson A, Bethel CR, Bonomo RA, et al. OXA-23 b -Lactamase Overexpression in Acinetobacter Genetic Vulnerabilities. MBio, 2021; 12(6): e03137-21. https://doi.org/10.1128/mBio.03137-21.
  7. Graña-Miraglia L, Evans BA, López-Jácome LE, Hernández-Durán M, Colín-Castro CA, Volkow-Fernández P, et al. Origin of OXA-23 Variant OXA-239 from a Recently Emerged Lineage of Acinetobacter baumannii International Clone V. mSphere, 2020; 5(1). https://doi.org/10.1128/msphere.00801-19
  8. Koleri J, Petkar HM, Hussam HA, Muna MA. Candida auris Blood stream infection- a descriptive study from Qatar. BMC Infect Dis, 2023; 23(1): 1–7. https://doi:10.1186/s12879-023-08477-5
  9. Dijkshoorn L, Nemec A, Seifert H. An increasing threat in hospitals: Multidrug-resistant Acinetobacter baumannii. Nat Rev Microbiol, 2007; 5 (12): 939–51. https://doi.org/10.1038/nrmicro1789
  10. Banerjee T, Mishra A, Das A, Sharma S, Barman H, Yadav G. High Prevalence and Endemicity of Multidrug Resistant Acinetobacter spp. in Intensive Care Unit of a Tertiary Care Hospital, Varanasi, India. J Pathog, 2018; 2018: 1–8. https://doi.org/10.1155/2018/9129083
  11. Peleg AY, Bell JM, Hofmeyr A, Wiese P. Inter-country transfer of Gram-negative organisms carrying the VIM-4 and OXA-58 carbapenem-hydrolysing enzymes [2]. J Antimicrob Chemother, 2006; 57(4): 794–5. https://doi.org/10.1093/jac/dkl036
  12. Kobs VC, Ferreira JA, Bobrowicz TA, Ferreira LE, Deglmann RC, Westphal GA, et al. The role of the genetic elements blaoxa and ISAba1 in the Acinetobacter calcoaceticus-Acinetobacter baumannii complex in carbapenem resistance in the hospital setting. Rev Soc Bras Med Trop, 2016; 49(4): 433-40.  https://doi.org/10.1590/0037-8682-0002-2016
  13. Neupane L, Kumar Shah A, Rayamajhee B, Singh A. Molecular Detection of bla oxa-23 Gene from Carbapenem Resistant Acinetobacter baumannii Isolated from a Tertiary Care Hospital of Nepal. 2020; 1–22. https://doi.org/10.21203/rs.3.rs-80691/v1
  14. Lin YC, Sheng WH, Chen YC, Chang SC, Hsia KC, Li SY. Differences in carbapenem resistance genes among Acinetobacter baumannii, Acinetobacter genospecies 3 and Acinetobacter genospecies 13TU in Taiwan. Int J Antimicrob Agents, 2010; 35(5): 439–43.http://dx.doi.org/10.1016/j.ijantimicag.2009.11.020
  15. AL-Kadmy IMS, Ali ANM, Salman IMA, Khazaal SS. Molecular characterization of Acinetobacter baumannii isolated from Iraqi hospital environment. New Microbes New Infect, 2018; 21: 51–7. https://doi.org/10.1016/j.nmni.2017.10.010
  16. Begum S, Hasan F, Hussain S, Shah AA. Prevalence of multi drug resistant Acinetobacter baumannii in the clinical samples from tertiary care hospital in Islamabad, Pakistan. Pakistan J Med Sci, 2013; 29(5): 1253–8. 10.12669/pjms.295.3695.
  17. Al-Sweih NA, Al-Hubail M, Rotimi VO. Three distinct clones of carbapenem-resistant Acinetobacter baumannii with high diversity of carbapenemases isolated from patients in two hospitals in Kuwait. J Infect Public Health, 2012; 5(1): 102–8. https://doi.org/10.1016/j.jiph.2011.11.004
  18. Sonnevend Á, Ghazawi A, Al Munthari N, Pitout M, Hamadeh MB, Hashmey R, et al. Characteristics of epidemic and sporadic strains of Acinetobacter baumannii isolated in Abu Dhabi hospitals. J Med Microbiol, 2013; 62(PART4): 582–90. https://doi.org/10.1099/jmm.0.055681-0
  19. Smolyakov R, Borer A, Riesenberg K, Schlaeffer F, Alkan M, Porath A, et al. Nosocomial multi-drug resistant Acinetobacter baumannii bloodstream infection: Risk factors and outcome with ampicillin-sulbactam treatment. J Hosp Infect, 2003 May; 54(1): 32–8. https://doi.org/10.1016/S0195-6701(03)00046-X
  20. Ghasemian R, Ahanjan M, Fatehi E, Shokri M. Prevalence and Antibiotic Resistance Pattern of Acinetobacter Isolated from Patients Admitted in ICUs in Mazandaran, Northern Iran. Glob J Health Sci, 2016; 8(11): 112.  https://doi.org/10.5539/gjhs.v8n11p112
  21. Li J, Rayner CR, Nation RL, Owen RJ, Spelman D, Tan KE, et al. Heteroresistance to colistin in multidrug-resistant Acinetobacter baumannii. Antimicrob Agents Chemother, 2006; 50(9): 2946–50. https://doi.org/10.1128/aac.00103-06
  22. Joshi PR, Acharya M, Kakshapati T, Leungtongkam U, Thummeepak R, Sitthisak S. Co-existence of bla OXA-23 and bla NDM-1 genes of Acinetobacter baumannii isolated from Nepal: Antimicrobial resistance and clinical significance. Antimicrob Resist Infect Control, 2017; 6(1): 1–7. https://doi.org/10.1186/s13756-017-0180-5
  23. Shrestha S, Tada T, Miyoshi-Akiyama T, Ohara H, Shimada K, Satou K, et al. Molecular epidemiology of multidrug-resistant Acinetobacter baumannii isolates in a university hospital in Nepal reveals the emergence of a novel epidemic clonal lineage. Int J Antimicrob Agents, 2015; 46(5): 526–31. https://doi.org/10.1016/j.jgar.2020.