Сравнение эффективности молекулярных тестов на основе изотермической амплификации и полимеразной цепной реакции для детекции генов карбапенемаз при нозокомиальной пневмонии

Обложка


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Обоснование. Антибиотикорезистентность возбудителей нозокомиальной пневмонии (НП), в первую очередь, их устойчивость к карбапенемам, представляет серьёзную проблему для здравоохранения. Для своевременного назначения эффективной антимикробной терапии требуются новые быстрые и чувствительные методы диагностики. Разработка и внедрение диагностических тестов на основе молекулярных методов, включая полимеразную цепную реакцию (ПЦР) и перспективные технологии изотермической амплификации, позволит значительно сократить время получения результатов и повысить эффективность выявления возбудителей НП, обладающих генами карбапенемаз.

Цель проведение сравнительной оценки эффективности нового теста на основе петлевой изотермической амплификации (LAMP) для выявления генов карбапенемаз групп NDM, OXA-48 и KPC, используемых в практике лабораторной диагностики тестов на основе полимеразной цепной реакции с детекцией в режиме реального времени при применении их в диагностике нозокомиальных инфекций нижних дыхательных путей, в том числе нозокомиальной пневмонии.

Материалы и методы. В исследование включён 141 образец биоматериала из нижних дыхательных путей от 107 пациентов с нозокомиальной инфекцией нижних дыхательных путей (нозокомиальной пневмонией и/или гнойным трахеобронхитом). Биоматериал представлял из себя аспират из трахеи (ТА, n=78), бронхоальвеолярный лаваж (БАЛ, n=29) и мокроту (n=34). Нуклеиновые кислоты выделяли с использованием набора «АмплиТест® РИБО-преп». Гены NDM, OXA-48 и KPC анализировали с помощью разработанного набора реагентов «АмплиТест® CP NDM/OXA-48/KPC LAMP» на основе метода петлевой изотермической амплификации. Для сравнения результатов применяли метод ПЦР в режиме «реального времени» с использованием наборов реагентов «АмплиСенс® MDR MBL-FL» и «АмплиСенс® MDR KPC/OXA-48-FL».

Результаты. Получены совпадающие результаты выявления генов карбапенемаз групп NDM, OXA-48 и KPC в образцах биоматериала из нижних дыхательных путей при использовании нового теста на основе изотермической амплификации и с помощью ПЦР-тестов для всех исследованных образцов. С помощью критерия TTP (Time to positivity — время до положительного результата) показано ускоренное время получения результата LAMP в сравнении с ПЦР. С помощью дополнительных ПЦР-тестов были определены грамотрицательные микроорганизмы, присутствующие в исследуемых образцах (как в индивидуальной, так и в смешанной форме).

Заключение. Согласно полученным результатам, эффективность выявления генов карбапенемаз указанных групп с помощью нового теста на основе LAMP не уступает эффективности их выявления с помощью ранее внедрённых в практику ПЦР-тестов.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Дмитрий Игоревич Данилов

Центр стратегического планирования и управления медико-биологическими рисками здоровью

Автор, ответственный за переписку.
Email: danilov.i.dmitry@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-5772-8498
SPIN-код: 8372-8456
Россия, 119121, Москва, уд. Погодинская, 10, стр. 1

Елизавета Евгеньевна Глущенко

Центр стратегического планирования и управления медико-биологическими рисками здоровью

Email: Glushhenko@cspfmba.ru
ORCID iD: 0000-0002-6674-2045
SPIN-код: 7440-4930
Россия, 119121, Москва, уд. Погодинская, 10, стр. 1

Юлия Анатольевна Савочкина

Центр стратегического планирования и управления медико-биологическими рисками здоровью

Email: YSavochkina@cspmz.ru
ORCID iD: 0000-0003-2313-0521

канд. биол. наук

Россия, 119121, Москва, уд. Погодинская, 10, стр. 1

Дарья Александровна Стрелкова

Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова

Email: dashastrelkova@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-2124-0623
SPIN-код: 9549-8053

канд. мед. наук

Россия, Москва

Светлана Александровна Рачина

Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова

Email: rachina_s_a@staff.sechenov.ru
ORCID iD: 0000-0002-3329-7846
SPIN-код: 1075-7329

д-р мед. наук, доцент

Россия, Москва

Диана Ровшановна Гасанова

Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова

Email: gasanova_556@mail.com
ORCID iD: 0009-0008-9830-7516
Россия, Москва

Людмила Владимировна Федина

Городская клиническая больница имени С.С. Юдина

Email: fedina201368@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-6417-9535
SPIN-код: 1961-7486
Россия, Москва

Игорь Николаевич Сычев

Городская клиническая больница имени С.С. Юдина

Email: sychevigor@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-2970-3442
SPIN-код: 7282-6014

канд. мед. наук, доцент

Россия, Москва

Егор Сергеевич Ларин

Госпиталь для ветеранов войн № 3

Email: dr.egorlarin@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-7450-6317
Россия, Москва

Герман Александрович Шипулин

Центр стратегического планирования и управления медико-биологическими рисками здоровью

Email: Shipulin@cspfmba.ru
ORCID iD: 0000-0002-3668-6601
SPIN-код: 1908-9098

канд. мед. наук

Россия, 119121, Москва, уд. Погодинская, 10, стр. 1

Список литературы

  1. Xu E., Pérez-Torres D., Fragkou P.C., Zahar J.R., Koulenti D. Nosocomial Pneumonia in the Era of Multidrug-Resistance: Updates in Diagnosis and Management // Microorganisms. 2021. Vol. 9, N 3. P. 534. doi: 10.3390/microorganisms9030534
  2. Ramadan R.A., Bedawy A.M., Negm E.M., et al. Carbapenem-Resistant Klebsiella pneumoniae Among Patients with Ventilator-Associated Pneumonia: Evaluation of Antibiotic Combinations and Susceptibility to New Antibiotics // Infect Drug Resist. 2022. Vol. 15. P. 3537–3548 doi: 10.2147/IDR.S371248
  3. Doi Y. Treatment Options for Carbapenem-resistant Gram-negative Bacterial Infections // Clin Infect Dis. 2019. Vol. 69. P. S565–S575. doi: 10.1093/cid/ciz830
  4. Erfani Y., Rasti A., Janani L. Prevalence of Gram-negative bacteria in ventilator-associated pneumonia in neonatal intensive care units: a systematic review and meta-analysis protocol // BMJ Open. 2016. Vol. 6, N 10. P. e012298. doi: 10.1136/bmjopen-2016-012298
  5. Kaboré B., Ouédraogo G.A., Ouédraogo H.S., et al. Identification and phylogenetic analysis of carbapenemase genes from clinical strains of Klebsiella pneumoniae // J Infect Dev Ctries. 2024. Vol. 18. P 1387–1393. doi: 10.3855/jidc.17519
  6. Кузьменков А.Ю., Виноградова А.Г., Трушин И.В., и др. AMRmap-система мониторинга антибиотикорезистентности в России // Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. 2021. Т. 23, № 2. С. 198–204. doi: 10.36488/cmac.2021.2.198-204
  7. Яковлев С.В., Суворова М.П., Быков А.О. Инфекции, вызванные карбапенеморезистентными энтеробактериями: эпидемиология, клиническое значение и возможности оптимизации антибактериальной терапии // Антибиотики и химиотерапия. 2020. Т. 65, № 5–6. С. 41–69. doi: 10.37489/0235-2990-2020-65-5-6-41-69
  8. Яковлев С.В., Суворова М.П., Белобородов В.Б., и др. Нозокомиальные инфекции в хирургических отделениях ЛПУ России: исследование ЭРГИНИ // Инфекции в хирургии. 2016. Т. 14, № 3. С. 6–15. EDN: OJZPKJ
  9. Brkic S., Cirkovic I. Carbapenem-Resistant Enterobacterales in the Western Balkans: Addressing Gaps in European AMR Surveillance Map // Antibiotics. 2024. Vol. 13, N 9. P. 895. doi: 10.3390/antibiotics13090895
  10. Piotrowski M., Alekseeva I., Arnet U., Yücel E. Insights into the Rising Threat of Carbapenem-Resistant Enterobacterales and Pseudomonas aeruginosa Epidemic Infections in Eastern Europe: A Systematic Literature Review // Antibiotics. 2024. Vol. 13, № 10. P. 978. doi: 10.3390/antibiotics13100978
  11. Рачина С.А., Федина Л.В., Сухорукова М.В., и др. Диагностика и антибактериальная терапия нозокомиальной пневмонии у взрослых: от рекомендаций к реальной практике // Терапевтический архив. 2023. Т. 95, № 11. С. 996–1003. doi: 10.26442/00403660.2023.11.202467
  12. Белобородов В.Б., Гусаров В.Г., Дехнич А.В., и др. МЕДОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ Российской некоммерческой общественной организации «Ассоциация анестезиологов-реаниматологов», Межрегиональной общественной организации «Альянс клинических химиотерапевтов и микробиологов», Межрегиональной ассоциации по клинической микробиологии и антимикробной химиотерапии (МАКМАХ), общественной организации «Российский Сепсис Форум» «Диагностика и антимикробная терапия инфекций, вызванных полирезистентными микроорганизмами» // Вестник анестезиологии и реаниматологии. 2020. Т. 17, № 1. С. 52–83. doi: 10.21292/2078-5658-2020-16-1-52-83
  13. Сухорукова М.В., Эйдельштейн М.В., Иванчик Н.В., и др. Антибиотикорезистентность нозокомиальных штаммов Enterobacterales в стационарах России: результаты многоцентрового эпидемиологического исследования «МАРАФОН 2015–2016» // Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. 2019. Т. 21, № 2. С. 147–159. doi: 10.36488/cmac.2019.2.147-159
  14. Wu W., Feng Y., Tang G., et al. NDM Metallo-β-Lactamases and Their Bacterial Producers in Health Care Settings // Clin Microbiol Rev. 2019. Vol. 32, N 2. P. 10–1128. doi: 10.1128/CMR.00115-18
  15. Li X., Zhao D., Li W., Sun J., Zhang X. Enzyme Inhibitors: The Best Strategy to Tackle Superbug NDM-1 and Its Variants // Int J Mol Sci. 2021. Vol. 23, N 1. P. 197. doi: 10.3390/ijms23010197
  16. Pitout J.D., Peirano G., Kock M.M., Strydom K.A., Matsumura Y. The Global Ascendency of OXA-48-Type Carbapenemases // Clin Microbiol Rev. 2019. Vol. 33, N 1. P. 10–1128. doi: 10.1128/CMR.00102-19
  17. Hirvonen V.H., Spencer J., Van Der Kamp M.W. Antimicrobial Resistance Conferred by OXA-48 β-Lactamases: Towards a Detailed Mechanistic Understanding // Antimicrob Agents Chemother. 2021. Vol. 65, N 6. P. 10–1128. doi: 10.1128/AAC.00184-21
  18. Яковлев С.В. Клиническая эффективность цефтазидима–авибактама при инфекциях, вызванных карбапенеморезистентными грамотрицательными бактериями // Антибиотики и химиотерапия. 2021. Т. 66, № 7–8. С. 67–82. doi: 10.37489/0235-2990-2021-66-7-8-67-82
  19. Емельянов В.Н., Зоря А.И., Глушков А.А. Эпидемиологические особенности антибиотикорезистентности клинически значимых патогенных микроорганизмов на примере бактерий рода Serratia // Медицина. 2024. Т. 12, № 3. С. 118–129. doi: 10.29234/2308-9113-2024-12-3-118-129
  20. Boutal H., Vogel A., Bernabeu S., et al. A multiplex lateral flow immunoassay for the rapid identification of NDM-, KPC-, IMP-and VIM-type and OXA-48-like carbapenemase-producing Enterobacteriaceae // J Antimicrob Chemother. 2018. Vol. 73, N 4. P. 909–915. doi: 10.1093/jac/dkx521
  21. Sękowska A., Bogiel T. The Evaluation of Eazyplex® SuperBug CRE Assay Usefulness for the Detection of ESBLs and Carbapenemases Genes Directly from Urine Samples and Positive Blood Cultures // Antibiotics. 2022. Vol. 11, N 2. P. 138. doi: 10.3390/antibiotics11020138
  22. Isler B., Aslan A.T., Akova M., Harris P., Paterson D.L. Treatment strategies for OXA-48-like and NDM producing Klebsiella pneumoniae infections // Expert Rev Anti Infect Ther. 2022. Vol. 20, N 11. P. 1389–1400. doi: 10.1080/14787210.2022.2128764
  23. Суворова М.П., Сычев И.Н., Игнатенко О.В., и др. Первый опыт комбинированного применения цефепима/сульбактама и азтреонама в ОРИТ при нозокомиальных инфекциях, вызванных устойчивыми к карбапенемам грамотрицательными микроорганизмами, продуцирующими карбапенемазы классов B и D // Антибиотики и Химиотерапия. 2022. Vol. 67, N 11–12. P. 36–45. doi: 10.37489/0235-2990-2022-67-11-12-36-45
  24. Porreca A.M., Sullivan K.V., Gallagher J.C. The epidemiology, evolution, and treatment of KPC-producing organisms // Curr Infect Dis Rep. 2018. Vol. 20, N 13. P. 1–12. doi: 10.1007/s11908-018-0617-x
  25. Gu D., Yan Z., Cai C., et al. Comparison of the NG-Test Carba 5, Colloidal Gold Immunoassay (CGI) Test, and Xpert Carba-R for the Rapid Detection of Carbapenemases in Carbapenemase-Producing Organisms // Antibiotics. 2023. Vol. 12, N 2. P. 300. doi: 10.3390/antibiotics12020300
  26. Poirier A.C., Kuang D., Siedler B.S., et al. Development of Loop-Mediated Isothermal Amplification Rapid Diagnostic Assays for the Detection of Klebsiella pneumoniae and Carbapenemase Genes in Clinical Samples // Front Mol Biosci. 2022. Vol. 8. P. 794961. doi: 10.3389/fmolb.2021.794961
  27. Seymour C.W., Gesten F., Prescott H.C., et al. Time to Treatment and Mortality during Mandated Emergency Care for Sepsis // N Engl J Med. 2017. Vol. 376, N 23. P. 2235–2244. doi: 10.1056/NEJMoa1703058
  28. Шайдуллина Э.Р., Эйдельштейн М.В., Склеенова Е.Ю., Сухорукова М.В., Козлов Р. С. Антибиотикорезистентность нозокомиальных карбапенемазопродуцирующих штаммов Enterobacterales в России: результаты эпидемиологического исследования 2014-2016 гг. // Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. 2018. Т. 20, № 4. С. 362–369. doi: 10.36488/cmac.2018.4.362-369

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Примеры графиков флуоресцентного сигнала при детекции генов карбапененемаз в контрольных образцах с концентрациями ДНК-мишеней 1х10^5 копий/мл, 1х10^4 копий/мл, 1х10^3 копий/мл. а также при детекции внутреннего контрольного образца: а) детекция генов МБЛ группы NDM (сигнал по каналу HEX в первой реакционной смеси); b) детекция ДНК ВКО (сигнал по каналу ROX в первой смеси); c) детекция генов карбапенемаз группы KPC (сигнал по каналу HEX во второй реакционной смеси); d) детекция генов карбапенемаз группы OXA-48 (сигнал по каналу ROX во второй реакционной смеси).

Скачать (421KB)
3. Рис. 2. Диаграмма показателей времени TTP для методов ПЦР-РВ и LAMP при детекции генов карбапенемаз групп NDM, OXA-48, и KPC в образцах биоматериала из нижних дыхательных путей: a) TTP ПЦР-; b) TTP LAMP.

Скачать (78KB)

© Данилов Д.И., Глущенко Е.Е., Савочкина Ю.А., Стрелкова Д.А., Рачина С.А., Гасанова Д.Р., Федина Л.В., Сычев И.Н., Ларин Е.С., Шипулин Г.А., 2025

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ:  ПИ № ФС 77 - 86785 от 05.02.2024 (ранее — ПИ № ФС 77 - 59057 от 22.08.2014).