Background. Pseudomonas aeruginosa, the major nosocomial opportunistic pathogen, is an important cause of infectious morbidity and mortality among immunocompromised patients.
Objective. To establish the role of metallo-β-lactamases (MBL) and efflux-mediated mechanisms in conferring carbapenem resistance in nosocomial isolates of P. aeruginosa.
Methods. We analyzed carbapenem nonsusceptible nosocomial P. aeruginosa isolates obtained from pediatric and adult patients at three hospitals in Moscow in 2012–2015. Carbapenem susceptibility was assessed using the E-test. In addition, minimal inhibitory concentrations (MICs) of meropenem were tested by the broth microdilution method. The presence of MBL was determined using the EDTA-mediated suppression test. Efflux-dependent resistance was measured using an assay based on MIC modification by an ionophore carbonyl cyanide 3-chlorophenyl hydrazine (CCCP).
Results. A total of 54 carbapenem nonsusceptible P. aeruginosa isolates was examined. The presence of an MBL was detected in 37 (69%) isolates, 29 (54%) isolates had efflux-mediated resistance. In 10 (19%) isolates neither MBL nor efflux activity was found. Five out of 6 isolates (83%) with highly active efflux were MBL-positive. Among isolates with low efflux activity, 74% (17/23) possessed MBL, whereas in isolates with no efflux the rate of MBL-positivity was 60% (15/25).
Conclusion. The prevalence of MBL- and efflux-mediated carbapenem resistance in nosocomial P. aeruginosa is high. Moreover, our results reveal that several resistance mechanisms may combine at the isolate level. These data may contribute to the development of novel strategies in combating carbapenem resistance.
Обоснование. Синегнойная палочка — Pseudomonas aeruginosa — входит в число наиболее актуальных возбудителей оппортунистических инфекций, являясь одной из главных причин госпитальной заболеваемости.
Цель: проанализировать роль металло-β-лактамаз (МБЛ) и эффлюкс-механизмов в формировании карбапенемрезистентности у госпитальных штаммов P. aeruginosa.
Методы. В качестве объектов исследования были использованы 54 изолята P. aeruginosa от детей и взрослых пациентов из трех госпиталей города Москвы, полученных в течение 2012–2015 гг. Для всех штаммов были определены минимальные подавляющие концентрации (МПК) меропенема. Все отобранные штаммы были протестированы на наличие МБЛ путем подавления их активности этилендиаминтетрауксусной кислотой. Оценка активности эффлюкс-систем производилась на основе определения степени подавления МПК под влиянием ингибитора эффлюкса карбонил-цианид-3-хлорфенилгидразона.
Результаты. Было выявлено 69% (37/54) МБЛ-продуцирующих штаммов [МБЛ(+)], значимость эффлюкс-механизмов в формировании карбапенемрезистентности подтверждена у 54% (29/54) штаммов. В 19% (10/54) карбапенемрезистентных изолятов P. aeruginosa не обнаружено ни МБЛ, ни активности эффлюкс-систем. Распространенность МБЛ положительно коррелировала (rS =0,068) с активностью эффлюкса: среди бактерий с отсутствием эффлюкс-активности было 60% МБЛ(+)-штаммов, среди изолятов с умеренным эффлюксом — 74%, а в популяции с гиперэкспрессией эффлюкса 83% штаммов обладали МБЛ.
Заключение. Полученные результаты иллюстрируют широкую распространенность важнейших механизмов карбапенемрезистентности — МБЛ- и эффлюкс-активности — и доказывают существование сложных сочетаний различных форм устойчивости у одного и того же штамма. Полученная информация может быть полезной для создания лечебно-профилактических методов борьбы с карбапенемрезистентностью.