Механизмы формирования аитибиотикорезистентности бактерий рода Campylobacter

Антибиотикорезистентность бактерий, контаминирующих пищевые продукты, является в настоящее время одной из наиболее острых проблем здравоохранения. Широкое использование антибиотиков в ветеринарии с лечебной целью, а также в качестве профилактических средств или стимуляторов роста сельскохозяйственных животных и птицы, создаёт условия для селективного давления на бактериальные популяции, приводит к их адаптации и распространению антибиотикорезистентных штаммов эмердаентных пищевых патогенов, к числу которых относятся бактерии рода Campylobacter. По данным ВОЗ, кампилобактериозные гастроэнтероколиты сохраняют лидирующие позиции среди острых кишечных инфекций с пищевым путём передачи. Проведён анализ особенностей генетической трансформации и формирования резистентности возбудителей кампилобактериоза к нескольким классам антимикробных препаратов, наиболее часто применяемым в медицине и ветеринарии. Показано, что бактерии рода Campylobacter обладают множественными способами усиления устойчивости, которые включают горизонтальную передачу ДНК (через механизм природной трансформации), плазмидньй трансфер генов резистентности и хромосомные мутации. Приведены данные о специфических механизмах антибиотикорезистентности Campylobacter jejuni к фторхинолонам, тетраииншнам, аминогликозидам, макролитам. Показано, что экспрессия резистентности у Campylobacter spp. наиболее выражена в отношении тетрациклинов, что в последние годы привело к быстрому нарастанию до 61—87% доли тетрациклиноустойчивых штаммов среди популяций кампилобактеров, контаминирующих пищевые продукты. Проведён анализ данных, подтверждающих трансфер генов резистентности и тотальную устойчивость C.jejuni к фторхинолонам, которая сформировалась в результате длительного воздействия сублетальных доз этих препаратов. Тенденция к формированию устойчивости C.jejuni к макролитам, в первую очередь к эритромицину, обусловленная не только хромосомными мутациями, но и наличием трансмиссивной плазмидной резистентности, в настоящее время рассматривается как серьёзная угроза здоровью населения. Поиск новых информативных маркеров антибиотикорезистентности Campylobacter spp. позволит делать прогнозные оценки риска формирования устойчивости возбудителей кампилобактериоза к наиболее часто используемым антимикробным препаратам.

1. World Health Organization. The global view of campylobacteriosis: report of an expert consultation, Utrecht, Netherlands, 9—11 July 2012.//TSBN 978 92 4 156460 1. www.who.int

2. Campylobacter Ecology and Evolution./ 2014, Caister Academic Press, Norfolk, UK, edited by S.K. Sheppard. 359, ISBN: 978-1-908230-2.

3. Nachamkin I., Guerry P. Campylobacter infections. Foodborne Pathogens: Microbiology and Molecular Biology. Wymondham, 2005; 285-293.

4. Wieczorek K., Osek J. Antimicrobial Resistance Mechanisms among Campylobacter. BioMed Research International 2013; 2013: 1—12.

5. John E., Moore N, Barton M.D. The epidemiology of antibiotic resistance in Campylobacter. Microb Infect 2006; 8:1955—1966.

6. European Food Safety Authority and European Centre for Disease Prevention and Control. The European Union summary report on antimicrobial resistance in zoonotic and indicator bacteria from humans, animals and food in 2014. EFSA J 2016; 14: 2: 4380. www.efsa.europa.eu/efsajournal.

7. MavriA., Ribic V., Mozjna S.S. The Biocide and Antibiotic Resistance in Campylobacter jejuni and Campylobacter coli. Emerging and Traditional Technologies for Safe, Healthy and Quality Food 2015; 269—283.

8. Виноградова К.А., Булгакова В.Т., Полин А.Н., Кожевин ПА. Устойчивость микроорганизмов к антибиотикам: резистома, её объем, разнообразие и развитие. Антибиотики и химиотер. — 2013. — Т. 58. - № 5-6, С. 38-48. / Vinogradova К.А., Bulgakova V.G., Polin AN., Kozhevin P.A. Ustoychivost' mikrootganizmov k antibiotikam: rezistoma, ее ob"em, raznoobrazie i razvitie. Antibiotiki i khimioter 2013; 58: 5-6: 38-48. [in Russian]

9. Aminov R.I. and Mackie R.I. Evolution and ecology of antibiotic resistance genes. FEMS Microbiol Lett 2007; 271: 2: 147—161.

10. Monier J.-M., Demanèche S, Delmont T.O. et al. Metagenomic exploration of antibiotic resistance in soil. Curr Opin Microbiol 2011; 4: 3: 236—243.

11. Bae J., Oh E., Jeon B. Enhanced transmission of antibiotic resistance in Campylobacter jejuni biofilms by natural transformation. Antimicrob Agents Chemother 2014; 58: 12: 7573—7575.

12. Gangaiah D., Kassem I.I., Liu Z., Rajashekara G. Importance of polyphosphate kinase 1 for Campylobacter jejuni viable-but-nonculturable cell formation, natural transformation, and antimicrobial resistance. Applied Environ Microbiol 2009. — vol.75. — No 24. —p.7838—7849.

13. Alfredson D.A., Korolik V. Antibiotic resistance and resistance mechanisms in Campylobacter jejuni and Campylobacter coli./ FEMS Microbiol Lett 2007; 277: 123—132.

14. Wang Y., Dong Y., Deng F., Liu D.,Yao H., Zhang Q.et al. Species shift and multidrug resistance of Campylobacter from chicken and swine, China, 2008-14. J Antimicrob Chemother 2016; 71: 666—669.

15. Iovine N.M. Resistance mechanisms in Campylobacter jejuni. Virulence 2013; 4: 3: 230—240.

16. Acheson D., Allos B. M. Campylobacter jejuni infections: update on emerging issues and trends. Clin Infect Dis 2001; 32: 8: 1201—1206.

17. Man S.M. The clinical importance of emerging Campylobacter species. Natur Rev Gastroenterol Hepatol 2011; 8: 12: 669—685.

18. Ефимочкина H.P., Короткевич Ю.В., Стеценко В.В., Пичугина Т.В., Быкова КБ., Минаева Л.П., Шевелева С.А. Антибиотикорезистентность штаммов Campylobacter jejuni, выделенных из пищевых продуктов. Вопросы питания. — 2017. — № 1. — С.18—28. /EfimochkinaN.R., KorotkevichYu.V., StetsenkoV.V., Pichugina T.V., BykovaLB., Minaeva L.P., SHeveleva S.A. Antibiotikorezistentnost' shtammov Campylobacter jejuni, vydelennykh iz pishchevykh produktov. Voprosy pitaniya 2017; 1: 18—28. [in Russian]

19. McDermott P.E., Bodeis S.M., English L.L., White D.G., Wagne D.D. High-level ciprofloxacin MICs develop rapidly in Campylobacter jejuni following treatment of chickens with sarafloxacin. In: American Society for Microbiology, 101st Annual Meeting, Orlando, Florida, ASM Press, Washington, D.C. (2001), p. 742 Abstract Z-20.

20. Unicomb L. E., Ferguson J., Stafford R. J.et al. Low-level fluoroquinolone resistance among Campylobacter jejuni isolates in Australia. Clin Infect Dis 2006; 42: 10: 1368—1374.

21. Use of antimicrobial agents and occurrence of antimicrobial resistance in bacteria from food animals, food and humans in Denmark. 2012; ISSN 1600-2032: 80—83.

22. Payot S., Bolla J. M., Corcoran D. et al. Mechanisms of fluoroquinolone and macrolide resistance in Campylobacter spp. Microb Infect 2006; 8: 7: 1967—1971.

23. Olkkola S. Antimicrobial Resistance and Its Mechanisms among Campylobacter coli and Campylobacter upsaliensis with a special focus on streptomycin. Dissertationes Schola Doctoralis Scientiae Circumiectalis, Alimentariae, Biologicae. 2016.

24. Hannula M. Mechanisms and development of antimicrobial resistance in campylobacter with special reference to ciprofloxacin university of Helsinki. Faculty of Veterinary Medicine. 2010; 73: 1—73.

25. Qin S., Wang Y., Zhang Q., Deng F., Shen Z., Wu C. et al. Report of ribosomal RNA methylase gene erm(B) in multidrug resistant Campylobacter coli. Antimicrob Chemother 2014; 69: 964—968. http://dx.doi.org/10.1093/jac/dkt492/

26. Wang Y., Zhang M., Deng F., Shen Z., Wu C., Zhang J. et al. Emergence of Multidrug-Resistant Campylobacter Species Isolates with a Horizontally Acquired rRNA Methylase. Antimicrob Agents Chemother 2014; 58: 5405—5412.

27. Vacher S., Menard A., Bernard E., Santos A., Megraud F. Detection of mutations associated with macrolide resistance in thermophilic Campylobacter spp. by real-time PCR. Microb Drug Resist 2005; 11: 40—47.

28. Ефимочкина H.P., Стеценко В.В., Быкова КБ., Маркова Ю.М., Коля- нина А. С, Алешкина А.К., Шевелева С.А. Исследование фенотипической и генотипической экспрессии антибиотикорезистентности Campylobacter jejuni под влиянием стрессовых воздействий. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. — 2017. — Т. 164. — № 10. — С. 464—472. / Efimochkina N.R., Korotkevich YU. V, Stetsenko V.V., Pichugina T.V., Bykova L.B., Minaeva L.P., SHeveleva S.A. Antibiotikorezistentnost' shtammov Campylobacter jejuni, vydelennykh iz pishchevykh produktov. Voprosy pitaniya 2017; 1:18—28. [in Russian]

29. Laprade N., Cloutier M., Lapen D. R. et al. Detection of virulence, antibiotic resistance and toxin (VAT) genes in Campylobacter species using newly developed multiplex PCR assays. J Microbiol Methods 2016; 124: 41—47.

30. Sahin O., Shen Z., Zhang Q. Methods to study antimicrobial resistance in Campylobacter jejuni. Campylobacter jejuni. Humana Press, New York, NY. 2017; 29—42.

31. Gibreel A., Tracz D.M., Nonaka L., Ngo T.M., Connell S.R., Taylor D.E. Incidence of Antibiotic Resistance in Campylobacter jejuni Isolated in Alberta, Canada, from 1999 to 2002, with Special Reference to tet(O)- Mediated Tetracycline Resistance. Antimicrob Agents Chemother 2004; 48: 9: 3442—3450.

32. Zhang Q., Plummer P.J. Mechanisms of antibiotic resistance in Campylobacter. Campylobacter, Third Edition. Amer Soc Microbiol 2008; 263—276.