ОСОБЕННОСТИ РЕКОМБИНАЦИОННОЙ ГЕНОМИКИ БАКТЕРИЙ РОДА АСINETOBACTER - ПАТОГЕНОВ ЧЕЛОВЕКА

Аннотация:

Определение роли изменчивости генетических маркеров в формировании лекарственно-устойчивого фенотипа представителей рода Аcinetobacter. Проведен сравнительный анализ изменчивости важного для генетической рекомбинации фрагмента ДНК у А.baumannii — одного из наиболее актуальных возбудителей послеоперационных инфекций, а также А.lwoffii и А.pittii . Показано, что последовательность изученного участка хромосомы с геном интегразы/рекомбиназы ХеrС весьма изменчива, в частности, здесь могут быть представлены гены, ответственные за развитие резистентности к полимиксинам и (фтор)хинолонам, а также другим антибиотикам. Полученные результаты важны для контроля за эпидемическими (пандемическими) штаммами ацинетобактера. Асте1оЪас1:ег Ъаитаппп — оппортунистический патоген, один из наиболее важных возбудителей широкого спектра нозокомиальных, в том числе и послеоперационных, инфекций с уровнем летальности до 35%. Инфекционные вспышки в стационаре и учреждениях длительного ухода часто связаны с множественной лекарственной устойчивостью данного патогена. Результаты многоцентрового эпидемиологического исследования «Марафон» демонстрируют неуклонное увеличение роли ацинетобактера в этиологии нозокомиальных инфекций в Российской Федерации и нарастании устойчивости изолятов к большинству антибактериальных препаратов, в том числе, к карбапенемам. Большинство инфекций вызываются двумя основными популяционными клонами А. Ъаитаппп, распространенными во всех регионах мира. При этом вирулентность и патогенный потенциал данного возбудителя окончательно не определены и являются предметом интенсивных исследований. Естественные места обитания и потенциальные резервуары А. Ъаитаппп как нозокомиального возбудителя также окончательно не установлены. Способность к колонизации и хорошей адаптации во внешней среде, в том числе и за счет образования биопленок, делают необходимым соблюдение строгих мер инфекционного контроля в отделениях реанимации и интенсивной терапии (ОРИТ), пациенты которых являются наиболее уязвимыми для инфекций. Предшествующая колонизация пациентов полирезистентными штаммами А. Ъаитаппп является фактором риска неблагоприятного исхода при последующих госпитализациях. При этом совершенно не исключена возможность обмена генетическим материалом между штаммами в очаге инфекции. Расширение списка видов, геном которых полностью секвенирован, позволяет провести их сравнительный филогенетический анализ с целью понимания молекулярных механизмов адаптации ацинетобактера к роли патогена человека. Объекты исследования — доступные в базе данных ОепВапк геномы A. Ьаитаппп, АстеЮЪайег рИШ и Асте1оЪас1ег 1\уоГГп с различным уровнем устойчивости к антимикробным препаратам. Полногеномное пиросеквени-рование штамма А. Ъаитаппп Регт после приготовления библиотек фрагментов ДНК (зЪо^ёип) по стандартному протоколу (454/К.осНе) проведено на аппарате «ОБ,1ипюг» в Центре коллективного пользования и высокопроизводительного секвенирования Института молекулярной биологии им. B.А.Энгельгардта (Москва). Геном был прочитан с 50-кратным покрытием, биоинформационное аннотирование выполнено на сервере КА5Т (ОепВапк А1т000000000. Штамм А. Ъаитаппп 28 секвенирован на приборе «С8.1ипюг» в рамках коллективного проекта (ОепВапк Асс. по. МАРТ00000000). Глобальное выравнивание и геномный анализ нуклеотидных последовательностей выполнено с помощью алгоритм ВЬА5Т. Ранее установлено, что эффлюкс-транспортер §МК-типа ОасЕ кодируется в геноме большинства лекарственно-устойчивых грамотрицательных бактерий, в том числе в аттенуированной форме в составе большинства интегро-нов резистентности. Поиск ассоциации генов, кодирующих иные системы выброса антимикробных агентов из бактериальной клетки, с генами интеграз/рекомбиназ выявил, что гены, кодирующие такие системы, расположены на хромосоме представителей рода Асте1оЪас1:ег проксимально гену тирозиновой рекомбиназы ХегС. При сравнении последовательности, прилегающей к хегС установлены определенные закономерности. Так, выявлена высокая степень гомологии (не менее 97%) нуклеотидных последовательностей генов, кодирующих эффлюкс-транспортер с обеспечением устойчивости к антимикробным препаратам и токсичным ионам, а именно АйеАВС (Асте{оЬас1ег с!ги§ еГЯих и АТРЫпсНпё сазвеКе), а также мембранный белок МРР транспортной системы КЛМЭ и компоненты системы МР8 (дистальнее по хромосоме). У лекарственно-устойчивых штаммов А. Ъаитаппн присутствует сцепление генов агпТС, кодирующих ферменты, вовлеченные в процесс переноса 4-амино-4-дезокси-Ь-арабинозы на липид А, в то же время, у лекарственно-чувствительного штамма 5ЭР последовательность атпТС фрагментирована вставкой 15-элемента, полученной, по-видимому, от другого вида бактерий. Интегразная последовательность обнаруживается здесь в геноме А. ркШ. Аминокислотная замена 5ег83Ьеи в транслированной последовательности ОРЮК-региона гена §угА отмечена только среди клинических штаммов А. Ъаитаппп с устойчивостью к фторхинолонам. Таким образом, присутствие и возможность модификации данного «горячего» участка хромосомы разных видов и штаммов может реализоваться в лекарственно-резистентном фенотипе. Эффлюкс-транспортерные системы представляют собой один из ключевых молекулярных механизмов множественной лекарственной устойчивости грамотрицательных бактерий. Транспортеры АВС способны активно экспортировать широкий спектр антимикробных агентов (таких как антибиотики, антисептики и многие цитотоксические химические вещества). Их присутствие в специфическом сайте хромосомы может быть связано не только с более высокой вероятностью генетической рекомбинации, но и с обеспечением определенной стабильности этих ассоциированных (сцепленных) генов в популяции. С другой стороны, изменения биохимического процесса синтеза липида А способны привести к снижению аффинности липополисахарида клеточной стенки бактерий к полимиксинам, что важно для клинических изолятов. Число сообщений об обнаружении колистин-резистентных штаммов среди бактерий, которые не обладают естественной устойчивостью (А. Ъаитаппп, Рзеидотопаз аеги§то$а и представители семейства Еп1:егоЬас1епасеае) прогрессивно увеличивается, при этом установлен факт формирования группы панрезистентных возбудителей. Устойчивость А. Ъаитаппп к колистину, например, в Греции достигла 21,1%. В Российской Федерации ситуация в отношении полимиксин-резистентных возбудителей более благоприятна, в частности, штаммы А. Ъаитаппп Регт и 28 чувствительны к полимиксину В и колистину. Однако они являются устойчивыми к фторхинолонам в соответствии с критериями Е1ЛСА5Т (ципрофлоксацин МПК >2 мг/л, левофлоксацин МПК 2 мг/л). В отличие от ацинетобактера у лекарственно-устойчивых энтеробактерий разных видов изменчивость последовательности, расположенной проксимально гену хегС практически не прослеживается, и с резистентным фенотипом здесь можно связать лишь наличие гена, кодирующего хлорамфеникол-чувствительный мембранный белок КагБ молекулярного семейства ЕАМ (данные не приведены). Однако и здесь Хег-связывающие сайты вовлечены в мобилизацию отдельных фрагментов ДН К посредством сайт-специфической рекомбинации. Таким образом, в исследовании получено новое доказательство пластичности генома ацинетобактера, что, безусловно, способствует формированию лекарственно-устойчивой популяции. Полногеномное секвенирование должно стать неотъемлемой частью молекулярной диагностики данного возбудителя, т.к. иными методами получить представленную в работе информацию практически невозможно. Молекулярно-генетический подход позволяет, среди прочего, уточнить особенные свойства эпидемического генотипа.

Авторы:

Издание: Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии
Год издания: 2018
Объем: 5с.
Дополнительная информация: 2018.-N 3.-С.40-44. Библ. 15 назв.
Просмотров: 55