Διερεύνηση της αντοχής στελεχών salmonella spp. στα νεότερα β-λακταμικά αντιβιοτικά

Abstract

The objectives of the present thesis were: 1. the indication and characterization of β-lactamases produced by resistant strains of Salmonella spp. 2. the identification of mobile genetic elements involved in the spreading of the corresponding bla genes. 3. the investigation of the possible clonic relation among strains of the same serotype that produce similar Extended Spectrum Beta Lactamases (ESBLs). In the present study we examined 328 clinical strains of Salmonella that belong to 3 basic groups (A, Β and C) according to their derivation. The resistance of all these microorganisms was tested by 16 different antibiotics. The more common resistance phenotype, that was observed, was resistance to penicillins (penicilinres), cephalosporins (1st, 2nd generation) and or to at least one of the combinations of the clavulanic acid with amoxicillin and ticarcillin. We found some multiresistant strains among the examined salmonellae that showed resistance to the newer cephalosporins (3rd and 4th generation). 28% of the microorganisms of group A were resistant to penicillins any of the used b-lactams. The penicillinres strains produced penicillinases TEM-1, TEM-2, PSE type and β-lactamase OXA-1 type that were located in conjugative plasmids. TEM-1 was also produced by a S. Bredeney and a S. Glostrup. To our knowledge, the presence of TEM in these serotypes has not been described before. The dominant resistance phenotype among the strains of group Β was penicillinres. Multiresistance to the newer cephalosporins 3rd and 4th generation was observed in 60% of the salmonellae in this group. The resistance of the referred multiresistant strains is due to an ESBL, SHV-5, encoded by a conjugative plasmid 13 of the salmonellae produced a plasmid cephalosporinase with chromosomal derivation. The other resistant strains produced SHV-5, SHV-2, TEM-27, CTX-M and OXA type β-lactamase. Moreover, we found that the enzymes TEM-1 and OXA were transferred by the same plasmid. Furthermore, the genetic elements that encode both of these β-lactamases are probably parts of an integron class 1. The strains of group C showed resistance to ampicillin bacteria increased in the examined period (from 34% in 1998 to 47% in 1999). The results of our experiments showed that this resistance is due to the presence of a TEM-1 penicillinase, OXA-1 or PSE-1 b-lactamases. In conclusion, this thesis indicates the real genetic variety in the salmonellae. These microorganisms presented broad spectrum of resistance phenotype. The high percentage of resistance to ampicillin, to the newer cephalosporins and to clavulanic acid reduces the therapeutic potential of these antibiotics used in clinical practice. The risk for the public health increases greatly if we take into account the fact that the detection of ESBL's genes in conjugative plasmids renders them transferable, overcoming the limits of the serotype and even of the species.

Σκοποί της διατριβής ήταν: 1. η ανίχνευση και ο χαρακτηρισμός β-λακταμασών σε ανθεκτικά στελέχη Salmonella spp. 2. η ταυτοποίηση των κινητών γενετικών στοιχείων που πιθανόν σχετίζονται με τη διασπορά των αντίστοιχων bla γονίδιων. 3. η διερεύνηση της πιθανής κλωνικής σχέσης μεταξύ στελεχών ιδίου οροτύπου που παράγουν παρόμοιες β-λακταμάσες εκτεταμένου φάσματος. Μελετήθηκαν 328 κλινικά στελέχη Salmonella που συγκεντρώθηκαν σε τρεις βασικές συλλογές (Α, Β και Γ), ανάλογα με την προέλευσή τους. Οι μικροοργανισμοί εξετάστηκαν ως προς την ευαισθησία τους σε 16 τουλάχιστον β-λακταμικά αντιβιοτικά. Χρησιμοποιήθηκαν οι ακόλουθες μέθοδοι και τεχνικές: 1. Βακτηριακή σύζευξη. 2. Απομόνωση πλασμιδιακού και γενωμικού DNA. 3. Γενετικός μετασχηματισμός. 4. Εκχύλιση ενζύμων και ισοηλεκτρική εστίαση. 5. Ταυτοποίηση β-λακταμασών και ανίχνευση δομών ενσωματονίων μέσω της αλυσιδωτής αντίδρασης πολυμεράσης (PCR). 6. Φασματοφωτομετρική μέθοδος προσδιορισμού της ενζυμικής δαστικότητας των β-λακταμασών. Τα αποτελέσματα της εξέτασης έδειξαν το 46,3% των υπό μελέτη σαλμονέλλων, ανεξαρτήτως οροτύπου και προέλευσης, να είναι ανθεκτικές σε μια τουλάχιστον από τις δοκιμαζόμενες β-λακτάμες με συχνότερο φαινότυπο αντοχής στις πενικιλλίνες και στις κεφαλοσπορίνες Ιης και ΙΙης γενεάς σε συνδυασμό με αντοχή στο κλαβουλανικό οξύ. Ο αριθμός των κλινικών στελεχών, ανθεκτικών στις κεφαλοσπορίνες η και στην αζτρεονάμη αντιπροσωπεύει περίπου 27% των ανθεκτικών στελεχών της συλλογής. Ορισμένα στελέχη εμφανίστηκαν πολυανθεκτικά με αντοχή στις νεότερες κεφαλοσπορίνες (3ης και 4ης γενεάς). 28% από τα στελέχη της συλλογής Α εμφανίστηκαν ανθεκτικά στις πενικιλλίνες, στην κεφαλοθίνη η και σε έναν τουλάχιστον από τους δυο συνδυασμούς του κλαβουλανικού οξέος που εξετάστηκαν (αμοξυκιλίνη-κλαβουλανικού και τικαρκιλίνη-κλαβουλανικού). 60% των στελεχών της συλλογής Β εμφανίστηκαν ανθεκτικά στις κεφαλοσπορίνες 3ης και 4ης γενεάς. 43% από τα στελέχη S. Typhimurium της συλλογής Γ ήταν ανθεκτικά στην αμπικιλλίνη. Τα αποτελέσματα της μελέτης έδειξαν ότι αντοχή των ανθεκτικών μόνο στις πενικιλλίνες βακτηρίων οφείλεται στην παράγωγη β-λακταμάσης τύπου ΤΕΜ-1, ΤΕΜ-2, PSE η και ΟΧΑ οι οποίες εντοπίζονται συχνά σε αυτομεταβιβαζόμενα πλασμίδια. Για πρώτη φορά περιγράφεται η παρουσία της ΤΕΜ-1 β-λακταμάσης σε S. Bredeney και S. Glostrup. Οι περισσότερες πολυανθεκτικές σαλμονέλλες παρήγαγαν τη β-λακταμάση SHV-5. Σε 13 στελέχη ανιχνεύθηκε πλασμιδιακή κεφαλοσπορινάση χρωμοσωμικής προέλευσης. Στα υπόλοιπα ανθεκτικά στις “νεότερες” κεφαλοσπορίνες βακτήρια διαπιστώθηκε η παρουσία SHV-5, CTX-M, SHV-2, ΤΕΜ-27 και ΟΧΑ τύπου ένζυμων. Συμπεράσματα: 1. Η συλλογή που μελετήθηκε αποτελεί ένδειξη της πραγματικής γενετικής ποικιλομορφίας των σαλμονέλλων. 2. Η ισοηλεκτρικη εστίαση παρουσίασε μεγάλη επαναληψιμότητα και υψηλή διακριτική ικανότητα μεταξύ των διαφόρων στελεχών. 3. Με αυξανομένη συχνότητα παρατηρείται η εμφάνιση στελεχών Salmonella, ανθεκτικών στις οξυιμινο-κεφαλοσπορίνες, γεγονός που περιορίζει τη θεραπευτική άξια αυτών των ουσιών ως φάρμακα επιλογής για τη θεραπεία συστηματικών λοιμώξεων. 4. Ο κίνδυνος για τη Δημοσία Υγεία αυξάνεται, εάν ληφθεί υπόψη ότι η διασπορά των γονίδιων εκτεταμένου φάσματος β-λακταμασών μπορεί να υπερβεί τα όρια του οροτύπου, άλλα ακόμη και του είδους των σαλμονέλλων.