Microbiological Monitoring System for Assessing the Antibiotic Resistance of Pathogens of Bloodstream Infections and its Genetic Determinants

Цель исследования. С использованием созданной системы надзора за антибиотикорезистентностью определить генетические детерминанты антибиотикорезистентности грамотрицательных бактерий – возбудителей инфекций кровотока и оценить их этиологическое значение в период пандемии COVID-19. Материалы и методы. Из выделенных положительных гемокультур отобрано 249 штаммов грамотрицательных бактерий с множественной или экстремальной антибиотикорезистентностью. Критерием включения в исследование являлось наличие устойчивости к карбапенемам (имипенему и/или меропенему). Детекция генов карбапенемаз выполнена методом ПЦР в режиме реального времени для 135 множественно- и экстремально-антибиотикорезистентных штаммов Klebsiella рneumoniae, 91 штамма Acinetobacter baumannii и 23 штаммов Pseudomonas aeruginosa. Проведен сравнительный анализ этиологической структуры и профилей резистентности 176 инвазивных изолятов, выделенных при исследовании крови на стерильность в условиях пандемии COVID-19. Контрольную группу составил 171 изолят положительных гемокультур, изученных до пандемии COVID-19 в 2019 году. Результаты и обсуждение. В этиологической структуре инфекций кровотока в период пандемии COVID-19 отмечено увеличение частоты выделения грамотрицательных бактерий. Выделенные в период пандемии из крови штаммы K. pneumoniae, A. baumannii, P. аeruginosa демонстрировали рост резистентности к основным антимикробным препаратам. Продукция карбапенемаз выявлена у 21,7% штаммов P. аeruginosa (МБЛ VIM), всех протестированных штаммов A. baumannii (OXA-23 у 3,3% изолятов, OXA-40 – у 96,7%), у 48,2% штаммов K. рneumoniae OXA-48, у 14,8% изолятов карбапенемаза KPC, у 32,6% металло-β-лактамаза NDM, еще 4,4% являлись копродуцентами β-лактамаз OXA-48 и NDM. Разработанная лабораторная информационная система АРМ врача-бактериолога «Клиническая микробиология» позволила увеличить оперативность и надежность обработки микробиологической информации. Заключение. Показано преобладание в этиологической структуре инфекций кровотока в период пандемии COVID-19 штаммов K. pneumoniae (67,3%) и значительное увеличение у грамотрицательных бактерий устойчивости к большинству противомикробных лекарственных средств. Purpose of the study. To determine the genetic determinants of antibiotic resistance in Gram-negative bacteria that cause bloodstream infections and to assess their etiological significance during the COVID-19 pandemic using the established antibiotic resistance surveillance system. Materials and methods. 249 strains of gram-negative bacteria with multi-drug and extensively-drug resistance were selected from isolated positive blood cultures. The criterion for inclusion in the study was the presence of carbapenems resistance (imipenem and/or meropenem). Detection of carbapenemase genes was performed by real-time PCR for 135 multi- and extensively-drug resistant K. pneumoniae strains, 91 A. baumannii strains and 23 P. aeruginosa strains. A comparative analysis of the etiological structure and resistance profiles of 176 invasive strains isolated in blood sterility testing during the COVID-19 pandemic was carried out. The control group consisted of 171 isolates of positive hemocultures studied before the COVID-19 pandemic in 2019. Results and discussion. In the etiological structure of bloodstream infections during the COVID-19 pandemic, an increase in the frequency of isolation of gram-negative bacteria was noted. The K. pneumoniae, A. baumannii, P. aeruginosa strains isolated from the blood during the pandemic showed an increase in resistance to the main antibiotics. Carbapenemase production was detected in 21.7% P. aeruginosa strains (MBL VIM), all tested A. baumannii strains (OXA-23 in 3.3% of isolates, OXA-40 in 96.7%). Among K. pneumoniae strains were: 48.2% OXA-48-producers, 14.8% KPC-producers, 32.6% of strains metallo-β-lactamase NDM producers. Another 4.4% were co-producers of β-lactamases OXA-48 and NDM. The developed laboratory information system AW of a bacteriologist "Clinical Microbiology" made it possible to increase the efficiency and reliability of processing microbiological information. Conclusion. The predominance of K. pneumoniae strains in the etiological structure of bloodstream infections during the COVID-19 pandemic (67.3%) and a significant magnification in resistance to most antibiotics in gram-negative bacteria.