Разнообразие и опасность Achromobacter spp., поражающих дыхательные пути больных муковисцидозом

Achromobacter spp. как возбудитель внутрибольничных инфекций обратил на себя внимание в последние десятилетия. Особые опасения вызывает рост инфицирования этим микроорганизмом дыхательных путей больных муковисцидозом (МВ). Цель данного исследования заключалась в идентификации Achromobacter spp. в расширенной выборке российских больных МВ, генотипировании микроорганизмов в соответствии с международными стандартами и в проведении молекулярно эпидемиологического анализа ситуации по данному условно патогенному микроорганизму. Материалами для исследования послужили биологические образцы около 300 больных МВ: мокрота, трахеальный аспират, мазки из зева и штаммы, выделенные из образцов. Метод мультилокусного секвенирования, расширенный дополнительными мишенями, стал основой исследования. Результаты. 25 % пациентов, регулярно госпитализируемых в стационары в силу тяжести течения заболевания, инфицированы Achromobacter spp. 5 видов: A. xylosoxidans, A. ruhlandii, A. marplatensis, A. dolens, A. pulmonis, и 1 геномной группы. Преобладающим является вид A. ruhlandii (58,5 %). Один из индикаторов лекарственной устойчивости – ген оксациллиназы blaOXA – помогает в дифференциации рода Achromobacter и Burkholderia, а также ряда видов внутри рода Achromobacter. Из 26 выявленных генотипов (sequence type, ST) Achromobacter spp. 16 относятся к виду A. xylosoxidans, 5 – к A. ruhlandii. ST263 специфичен для пациентов Дальневосточного федерального округа. ST261 и 36 – самые многочисленные, ими инфицированы пациенты всех федеральных округов. Хронологический анализ позволил предположить смену генотипа 261 генотипом 36 в конце 1990 х гг. и внутрибольничную вспышку A. ruhlandii ST36. В настоящее время 39 % пациентов с Achromobacter spp. инфицированы A. ruhlandii ST36, трансмиссивность которого оказывают случаи заражения сиблингов и одновременно госпитализированных пациентов. Влияние на функцию дыхания больных МВ наиболее выражено у штаммов A. ruhlandii ST261. Для младшей возрастной группы пациентов (1997 г. р. и моложе), инфицированных A. ruhlandii ST36, медиана объема форсированного выдоха в 1 ю секунду несколько ниже, чем в старшей возрастной группе больных, зараженных тем же штаммом, что свидетельствует о накоплении A. ruhlandii ST36 патогенных свойств в процессе циркуляции в среде пациентов. Заключение. Штамм A. ruhlandii ST36 по совокупности выявленных свойств может быть признан российским эпидемическим штаммом.

1. Woolhouse M.E. Population biology of emerging and reemerging pathogens. Trends Microbiol. 2002; 10 (10, Suppl.): S3–S7.

2. Mahenthiralingam E. Emerging cystic fibrosis pathogens and the microbiome. Paediatr. Respir. Rev. 2014; 15 (Suppl. 1): 13–15. DOI: 10.1016/j.prrv.2014.04.006.

3. Yabuuchi E., Ohyama A. Achromobacter xylosoxidans n. sp. from human ear discharge. Jpn. J. Microbiol. 1971; 15: 477–481.

4. Yabuuchi E., Yano I. Achromobacter gen. nov. and Achromobacter xylosoxidans (ex Yabuuchi and Ohyama 1971) norn. rev. Int. J. Syst. Bacteriol. 1981; 31 (4): 477–478.

5. Kersters K., De Ley J. Genus Alcaligenes Castellani and Chalmers. 1919; 936': 365. In: Krieg N.R., Holt V., eds. Bergey's manual of systematic bacteriology. Baltimore /London: Williams & Wilkins Co; 1984. Vol. 1.

6. Davis D.H., Doudoroff M., Stanier R.Y., Mandel M. Proposal to reject the genus Hydrogenomonas. Taxonomic implications. Int. J. Syst. Bacteriol. 1969; 19: 375–390.

7. Aragno M., Schlegel H.G. Alcaligenes ruhlandii (Packer and Vishniac) comb. nov., a peritrichous hydrogen bacterium previously assigned to Pseudomonas. Int. J. Syst. Bacteriol. 1977; 27: 279–281.

8. Yabuuchi E., Kawamura Y., Kosako Y., Ezaki T. Emendation of genus Achromobacter and Achromobacter xylosoxidans (Yabuuchi and Yano) and proposal of Achromobacter ruhlandii (Packer and Vishniac) comb. nov., Achromobacter piechaudii (Kiredjian et al.) comb. nov., and Achromobacter xylosoxidans subsp. denitrificans (Rüger and Tan) comb. nov. Microbiol. Immunol. 1998; 42 (6): 429–438.

9. Gomila M., Tvrzova L., Teshim A. et al. Achromobacter marplatensis sp nov., isolated from a pentachlorophenol contaminated soil. Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 2011; 61: 2231–2237.

10. Vandamme P., Moore E.R., Cnockaert M. et al. Classification of Achromobacter genogroups 2, 5, 7 and 14 as Achromobacter insuavis sp. nov., Achromobacter aegrifaciens sp. nov., Achromobacter anxifer sp. nov. and Achromobacter dolens sp. nov., respectively. Syst. Appl. Microbiol. 2013; 36 (7): 474–482. DOI: 10.1016/j.syapm. 2013.06.005.

11. Vandamme P., Moore E.R., Cnockaert M. et al. Achromobacter animicus sp. nov., Achromobacter mucicolens sp. nov., Achromobacter pulmonis sp. nov. and Achromobacter spiritinus sp. nov., from human clinical samples. Syst. Appl. Microbiol. 2013; 36: 1–10. DOI: 10.1016/j.syapm. 2012.10.003.

12. List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature. Site founded by: Euzéby J.P., http://www.bacterio.net/achromobacter.html

13. Peltroche Llacsahuanga H., Haase G., Kentrup H. Persistent airway colonization with Alcaligenes xylosoxidans in two brothers with cystic fibrosis [letter]. Eur. J. Clin. Microbiol. Infect. Dis. 1998; 17: 132–134.

14. Klinger J.D., Thomassen M.J. Occurrence and antimicrobial susceptibility of gram negative nonfermentative bacilli in cystic fibrosis patients. Diagn. Microbiol. Infect. Dis. 1985; 3: 149–158. DOI:10.1016/07328893(85)900252.

15. Patient Registry. Annual Data Report to the Center Directors. 2013. Cystic Fibrosis Foundation. Bethesda, Maryland. 2013. www.cff.org.

16. Dunne W.M. Jr, Maisch S. Epidemiological investigation of infections due to Alcaligenes species in children and patients with cystic fibrosis: use of repetitive element sequence polymerase chain reaction. Clin. Infect. Dis. 1995; 20: 836–841.

17. Krzewinski J.W., Nguyen C.D., Foster J.M., Burns J.L. Use of random amplified polymorphic DNA PCR to examine epidemiology of Stenotrophomonas maltophilia and Achromobacter (Alcaligenes) xylosoxidans from patients with cystic fibrosis. J. Clin. Microbiol. 2001; 39 (10): 3597–3602.

18. Spilker T., Vandamme P., Lipuma J.J. A multilocus sequence typing scheme implies population structure and reveals several putative novel achromobacter species. J. Clin. Microbiol. 2012; 50: 3010–3015.

19. Spilker T., Vandamme P., Lipuma J.J. Identification and distribution of Achromobacter species in cystic fibrosis. J. Cyst. Fibros. 2013; 12 (3): 298– 301. DOI: 10.1016/j.jcf.2012.10.002.

20. The Main Site PubMLST of the Faculty of Zoology. Great Britain, Oxford: Oxford of University. http://pubmlst.org/

21. Zhang Z., Fan X., Gao X., Zhang X.H. Achromobacter sediminum sp. nov., isolated from deep subseafloor sediment of South Pacific Gyre. Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 2014; 64 (Pt 7): 2244–2249. DOI: 10.1099/ijs.0.062265 0.

22. Tan K., Conway S.P., Brownlee K.G. et al. Alcaligenes infection in cystic fibrosis. Pediatr. Pulmonol. 2002; 34 (2): 101–104.

23. Registre français de la mucoviscidose – Bilan des données.2013. http://www.vaincrelamuco.org/sites/default/files/registre2013.pdf

24. Vu Thien H., Moissenet D., Valcin M. et al. Molecular epidemiology of Burkholderia cepacia, Stenotrophomonas maltophilia, and Alcaligenes xylosoxidans in a cystic fibrosis center. Eur. J. Clin. Microbiol. Infect. Dis. 1996; 15 (11): 876–879.

25. Amoureux L., Bador J., Siebor E. et al. Epidemiology and resistance of Achromobacter xylosoxidans from cystic fibrosis patients in Dijon, Burgundy: first French data. J. Cyst. Fibros. 2013; 12: 170–176.

26. Magni A., Trancassini M., Varesi P. et al. Achromobacter xylosoxidans genomic characterization and correlation of randomly amplified polymorphic DNA profiles with relevant clinical features [corrected] of cystic fibrosis patients. J. Clin. Microbiol. 2010; 48 (4):1035–1039. DOI: 10.1128/JCM.0206009.

27. Trancassini M., Iebba V., Citerà N. et al. Outbreak of Achromobacter xylosoxidans in an Italian Cystic fibrosis center: genome variability, biofilm production, antibiotic resistance, and motility in isolated strains. Front. Microbiol. 2014; 5: 138. DOI: 10.3389/fmicb.2014.00138. eCollection 2014.

28. Lambiase A., Catania M.R., Del P.M. et al. Achromobacter xylosoxidans respiratory tract infection in cystic fibrosis patients. Eur. J. Clin. Microbiol. Infect. Dis. 2011; 30 (8): 973–980.

29. Wang M., Ridderberg W., Hansen C.R. et al. Early treatment with inhaled antibiotics postpones next occurrence of Achromobacter in cystic fibrosis. J. Cyst. Fibros. 2013; 12: 638–643. DOI: 10.1016/j.jcf.2013.04.013.

30. Steinkamp G., Wiedemann B., Rietschel E. et al. Prospective evaluation of emerging bacteria in cystic fibrosis. J. Cyst. Fibros. 2005; 4 (1): 41–48.

31. Barrado L., Brañas P., Orellana M.Á. et al. Molecular characterization of Achromobacter isolates from cystic fibrosis and non cystic fibrosis patients in Madrid, Spain. J. Clin. Microbiol. 2013; 51: 1927–1930. DOI: 10.1128/JCM.0049413.

32. Kanellopoulou M., Pournaras S., Iglezos H. et al. Persistent colonization of nine cystic fibrosis patients with an Achromobacter (Alcaligenes) xylosoxidans clone. Eur. J. Clin. Microbiol. Infect. Dis. 2004; 23 (4): 336 339.

33. de Baets F., Schelstraete P., van Daele S. et al. Achromobacter xylosoxidans in cystic fibrosis: prevalence and clinical relevance. J. Cyst. Fibros. 2007; 6(1): 75 78.

34. Traglia G., Papalia M., Almuzara M. et al. Presence of OXA type enzymes in Achromobacter insuavis and A. dolens. Curr. Microbiol. 2014; 69 (4): 501–506. DOI: 10.1007/s002840140611y.

35. Pereira R.H., Carvalho Assef A.P., Albano R.M. et al. Achromobacter xylosoxidans: characterization of strains in Brazilian cystic fibrosis patients. J. Clin. Microbiol. 2011; 49(10): 3649–3651. DOI: 10.1128/JCM.0528311.

36. Dupont C., Michon A.L., Jumas Bilak E. et al. Intrapatient diversity of Achromobacter spp. involved in chronic colonization of Cystic Fibrosis airways. Infect. Genet. Evol. 2015; 32: 214–223. doi: 10.1016/j.meegid.2015.03.012

37. Papalia M., Almuzara M., Cejas D. et al. OXA 258 from Achromobacter ruhlandii: a species specific marker. J. Clin. Microbiol. 2013; 51 (5): 1602–1605. DOI: 10.1128/JCM.0304312.

38. Ridderberg W., Bendstrup K.E., Olesen H.V. et al. Marked increase in incidence of Achromobacter xylosoxidans infections caused by sporadic acquisition from the environment. J. Cyst. Fibros. 2011; 10: 466–469.

39. Ridderberg W., Wang M., Nørskov Lauritsen N. Multilocus sequence analysis of isolates of Achromobacter from patients with cystic fibrosis reveals infecting species other than Achromobacter xylosoxidans. J. Clin. Microbiol. 2012; 50 (8): 2688–2894. DOI: 10.1128/JCM.00728 12.

40. Green H., Jones A.M. The microbiome and emerging pathogens in cystic fibrosis and non cystic fibrosis bronchiectasis. Semin. Respir. Crit. Care Med. 2015; 36 (2): 225–235. DOI: 10.1055/s 0035 1546752.

41. Lobo L.J., Tulu Z., Aris R.M., Noone P.G. Pan resistant Achromobacter xylosoxidans and Stenotrophomonas maltophilia infection in cystic fibrosis does not reduce survival after lung transplantation. Transplantation. 2015, Apr. 8. [Epub ahead of print].

42. Lévesque R., Letarte R., Pechère J.C. Comparative study of the beta lactamase activity found in Achromobacter. Can. J. Microbiol. 1983; 29: 819–826.

43. Doi Y., Poirel L., Paterson D.L., Nordmann P. Charac terization of a naturally occurring class D beta lactamase from Achromobacter xylosoxidans. Antimicrob. Agents. Chemother. 2008; 52 (6): 1952–1956.

44. Voronina O.L., Chernukha M.Yu., Shaginyan I.A. et al. Characterization of Burkholderia cepacia complex strains genotypes isolated from hospitalized patients at the Russian Federation. Molekulyarnaya genetika, mikrobiologiya i viru sologiya. 2013; 28 (2): 64–73 (in Russian).

45. Voronina O.L., Kunda M.S., Aksenova E.I. et al. Instant diagnosis of microorganisms affecting the airways in cystic fibrosis patients. Klinicheskaya laboratornaya diagnostika. 2013; 11: 53–58 (in Russian)

46. Voronina O.L., Kunda M.S., Ryzhova N.N. et al. The variability of the order Burkholderiales representatives in the Healthcare Units. BioMed. Res. Int. 2015; 2015: 680210. DOI:10.1155/2015/68021.

47. Operations manual MUK 4.2.1890 04 'Determination of miscoorganisms sensitivity to antibacterials' (Approved by the Chief Hygienist of Russian Federation on the 4th, Mar, 2004) (in Russian)

48. The Main Site EUCAST. http://www.eucast.org/

49. Delgado S., Arroyo R., Jiménez E. et al. Staphylococcus epidermidis strains isolated from breast milk of women suffering infectious mastitis: potential virulence traits and resistance to antibiotics. BMC Microbiol. 2009; 9: 82. DOI: 10.1186/1471 2180 982.

50. Spilker T., Baldwin A., Bumford A. et al. Expanded multilocus sequence typing for Burkholderia species. J. Clin. Microbiol. 2009; 47 (8): 2607–2610. DOI: 10.1128/JCM. 0077009.

51. Turton J.F., Mustafa N., Shah J. et al. Identification of Achromobacter xylosoxidans by detection of the bla(OXA114 like) gene intrinsic in this species. Diagn. Microbiol. Infect. Dis. 2011; 70 (3): 408–411. DOI: 10.1016/j.diagmicrobio.2011.02.007.

52. The Main Site CBMAR: Comprehensive Beta lactamase Molecular Annotation Resource, University of Delhi South Campus, New Delhi, India. http://14.139.227.92/mkumar/lactamasedb/

53. The Main Site EMBL EBI, European Bioinformatics Institute. http://www.ebi.ac.uk 54. The Main Site PubMLST of the Faculty of Zoology, Oxford University, Great Britain, Achromobacter MLST Data bases. http://pubmlst.org/achromobacter/

54. Amoureux L., Bador J., Fardeheb S. et al. Detection of Achromobacter xylosoxidans in hospital, domestic, and outdoor environmental samples and comparison with human clinical isolates. Appl. Environ. Microbiol. 2013; 79 (23): 7142–7149. DOI: 10.1128/AEM.02293 13.

55. Voronina O.L., Kunda M.S., Ryzhova N.N. et al. Selection patterns of the ubiquitous polyhostal microorganisms through representatives of three taxa. Molekulyarnaya biologiya. 2015; 49 (3): 380–390. DOI: 10.1134/S0026893315030176 (in Russian).